iBeacon+wifi实现室内精确定位

基于蓝牙的室内定位方案

室内定位包括个人房间、餐厅、活动室、走廊等区域。针对室内区域可以将iBeacon 安装在墙顶，其中过道处每8 米部署一个iBeacon，房间内面积小于50平米的，每个房间安装一个iBeacon，面积较大的房间，可以安装多个iBeacon。定位标签通过接收周边iBeacon 的信号，可实现3-6 米精度的定位，并可区分不同房间及楼层。

1.1人员物品位置实时监控

实时显示一些监控区域和非监控区域的人员物品数量，实时监控所有场内人员物品的位置，显示在地图上。

1.2人员物品位置历史记录查询

此功能可用于追踪人员或者物品历史位置记录和每个时间段的行为轨迹。管理人员通过输入人员姓名、起止时间进行相关人员或者物品位置信息的查询，有助于公司管理者对员工工作状态或者物品进行监控，提高工作效率，完善管理体系。同时也可以对访客等用户进行管理。

1.3人员分布图

通过记录工作人员或者用户的实时位置，查看一段时间内人员分布的动态热点图，如下图所示，红色区域为人员非常密集的区域，通过人员分布动态热力图反映出一天内哪些地方人员最多，并且一天之内的人员流动情况。

蓝牙定位原理

2.1 iBeacon 蓝牙定位技术

选用iBeacon 蓝牙定位技术，在建筑物天花板上安装iBeacon 节点，由人员佩戴的定位卡片对iBeacon 进行信号强度检测，信号强度转换为设备到节点间的距离，再根据设

备与节点间的几何关系确定设备位置。 2.2 系统架构图

iBeacon：一般部署在建筑物室内屋顶，作为定位基础网络设施；

定位标签(手环、卡片等)：接收iBeacon 信号，将信号测量结果通过物联网LoraWAN 技术进行回传；

基站：与标签通信，将信息回传至服务器；定位引擎服务器：解算标签的位置；

地图服务器：提供室内地图信息，采用云部署模式；

手机APP：可通过手机获取相关位置服务；

PC 后台：在后台查询详细位置及信息。

基于iBeacon的商场室内定位及导航系统设计与实现

前晋;陈淑荣

【摘 要】基于蓝牙iBeacon设计C/S架构的商场室内手机定位及导航系统.手机接收蓝牙信号并上传至服务器,后台从蓝牙信号强度根据iBeacon距离-RSSI损耗模型计算出手机至iBeacon的距离,再采用三边质心法确定手机位置坐标,并标示在手机端商场地图上;另外,按照手机端输入的目的地信息,服务器运行引入回退机制的A*算法,规划出最优可行路径,实现手机端的商场导航.实验数据表明最大定位误差在3米以内,导航路径精准.

【期刊名称】《微型电脑应用》

【年(卷),期】2019(035)001

【总页数】4页(P76-79)

【关键词】iBeacon;室内定位及导航;三边质心法;A*算法

【作 者】前晋;陈淑荣

【作者单位】上海海事大学信息工程学院,上海201306;上海海事大学信息工程学院,上海201306

【正文语种】中 文

【中图分类】TN925

0 引言

随着商场、地下停车场、机场等大型室内场馆的兴建，手机室内定位及导航需求日趋强烈，如商场中基于位置信息给予用户手机特定的商品消息推送，地下停车场智能寻车，机场室内位置导航等。目前手机室内定位技术主要通过蓝牙iBeacon和Wi-Fi来实现，文献[1][2]使用Wi-Fi指纹定位算法，将接收Wi-Fi信号的RSSI值与已建立的指纹数据库进行对比实现定位；文献[3][4]使用iBeacon定位技术，首先建立iBeacon信号强度与距离之间的关系，再通过三边定位算法实现定位。以上两种定位技术均能满足商场室内定位精度需求，但商场人流较大，商铺位置易变动，导致Wi-Fi指纹库需要时常更新维护，人工成本较大，相比之下iBeacon技术更适用于商场环境。

导航是手机位置信息服务的一种，可转化为找寻定位点与目的地之间的最短可行路径。常用的路径规划算法包括Dijkstra算法、A*搜索算法、蚁群算法等。文献[5]指出Dijstra算法搜索全局空间，难以满足快速规划路径的需求，而通过改进A*算法建立平滑的A*模型,其性能优于蚁群算法，且能处理障碍物随机分布的复杂环境下的路径规划问题。可见A*算法更适用于障碍物较多的室内环境。

吉林市宇成电脑IBeacom精准定位《医院解决方案》

1. 医院定位/导航

在医院各楼层 部署 ebeoo™ iBeacon 信标

实现功能：

用户：减少用户在医院内的寻路时间，提高用户求医体验

1. 实时定位用户当前所处的位置

2. 医院科室查询与导航

3. 公共设施查询

医院：提升医院形象，提高医院工作效率

2. 预约/挂号/分诊/就诊

在医院进出口/挂号区/科室分诊区 部署 ebeoo™ iBeacon 信标

实现功能： 用户：减少挂号时间，排队候诊时间可掌控，减少就诊寻路时间，可及时与医生交互

1. 到达指定区域，用户手机可自动弹出挂号页面

2. 用户手机靠近 自主挂号机 自动打印

3. 用户手机导航至挂号科室

4. 医患交互（评价、意见反馈等）

医生：

1. 当前就诊者电子病历查看

2. 就诊结果推送至用户手机

3. 分配检查任务给就诊者，医院导航帮助用户完成检查任务

医院：提升医院形象，提高医院工作效率，提高医院产能

3. 住院/病房（智慧病房）

在住院部/病房/病床/护士台 部署 ebeoo™ iBeacon 信标

实现功能：

用户：及时与医生互动，方便享受第三方服务，提高消费透明度，提高住院安全性，降低不必要的时间成本

1. 到达住院部护士台，自动分配床位并进行病房导航

2. 查看今日会诊及用药项目时间表

3. 主治医生互动（留言、问询、评价等）

4. 订餐、外卖等第三方服务 5. 每日费用清单查询，在线支付

6. 亲属探望指南（患者位置导航等）

医生/护士：

1. 医生到达患者床位，自动推送该患者病历及信息

2. 医患互动

3. 每日巡查签到

4. 每日任务提醒

5. 护士点滴计时提醒等

医院：提升医院形象，提高医护人员办事效率，降低医疗事故，提升医患体验

iBeacon 信标:

iBeacon 是苹果公司2013年9月发布的移动应用设备用OS上配备的新功能。

ebeoo™ iBeacon 信标 通过使用低功耗蓝牙(BLE)技术在其周围创建一个信号区域进行广播自己特有的数据包，当配备有低功耗蓝牙通信功能的设备进入或离开该区域时，接收到该数据包的应用程序可根据设定采取一系列行为。例如，信息推送和近场定位等。

iBeacon技术在室内位置综合信息服务中的应用

摘要 地理位置是人的行为活动的重要基础之一，而室内又是人每天活动时间最长的处所，只要将室内位置、用户数据或用户感兴趣的信息和服务相结合，那么，室内位置综合信息服务必定有非常广阔的应用前景。室内位置综合信息服务必将成为移动互联时代的最为重要的入口之一。

关键词 iBeacon；室内位置；综合信息

引言

室内位置综合信息服务就是在商场里为消费者提供导购、导航、引流等综合信息服务。室内位置综合信息服务系统会实时准确地告诉你：你目前在哪个楼层的哪个位置？附近有哪些商家商品在打折？这商场内有什么品牌？你的车放在停车场什么位置？大型商场里面最近的餐馆在哪里？精确引导消费者查找咨询台、服务中心、母婴室、洗手间、安全出口、电梯位置等等。

1 室内定位技术现状

室内位置综合信息服务技术是基于WiFi、Zigbee、RFID、蓝牙或超声波等无线信号技术，通过测距或定位算法等手段实现室内目标的精确定位及服务的综合性技术，在商业应用、公共安全和医疗卫生等许多领域有着广泛的需求与应用。然而室内的复杂环境和人身遮挡等影响因素对室内定位的精度提出了严峻的挑战，同时，受硬件开销和部署成本的影响，基于各种无线信号的室内定位系统在应用规模上也受到很大的限制，这也使得室内定位和服务技术成为当前无线定位研究的热点。

目前，大部分商场面积大，环境复杂，消费者难以寻找目标商家；消费者难以获知当前地点准确信息；地下有多个大型停车场，多个出入口，消费者消费回来找车困难等等问题。要解决这些大商场普遍存在的痛点，商场迫切需要为消费者提供室内位置综合信息服务。

2 iBeacon技术特点及优势[1]

室内定位面临的技术挑战，主要包括定位精度、抗干扰性、传输距离等。同时，室内定位又需要成本低、功耗小、覆盖度广、灵活性高，以及可以接受的精度要求等。目前的室内定位技术，主要包括几种：RFID、超声波、蓝牙、Zigbee、WiFi、超宽带定位等。各种技术特点对比如下。