藍(lán)牙定位是iBeacon技術(shù)最常被應(yīng)用的方向之一，基于藍(lán)牙定位可以實(shí)現(xiàn)諸如尋路、尋車、向?qū)У群芏嗌虡I(yè)需求，也是基于iBeacon技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。藍(lán)牙定位又可以分為一維定位和二維定位，本文將介紹兩種藍(lán)牙定位技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理及實(shí)現(xiàn)方法。

藍(lán)牙定位一維定位

原理

藍(lán)牙定位的底層技術(shù)是藍(lán)牙測(cè)距，所謂一維定位其實(shí)就是對(duì)藍(lán)牙測(cè)距技術(shù)的最簡(jiǎn)單應(yīng)用，只要將藍(lán)牙信標(biāo)設(shè)備部署在指定點(diǎn)，當(dāng)接收設(shè)備（手機(jī)）足夠靠近信標(biāo)時(shí)，就認(rèn)為用戶到達(dá)了指定點(diǎn)。之所以稱之為一維定位，是因?yàn)槎ㄎ唤Y(jié)果完全依附于信標(biāo)設(shè)備的位置，沒(méi)有任何其他維度上的擴(kuò)展。

應(yīng)用

這種方式通常用在固定路線的沿途部署，為路線上的用戶提供定位信息。

優(yōu)點(diǎn)是部署成本和開(kāi)發(fā)成本很低，缺點(diǎn)是只能應(yīng)用在路線固定，并且定位點(diǎn)間隔不太密集的場(chǎng)景。典型的例子就是景區(qū)或者園區(qū)，景區(qū)內(nèi)的路徑都是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的，固定而且?guī)缀跷ㄒ?；景點(diǎn)之間的距離也不會(huì)很近，至少在50m以上的間距。只要沿途以大致固定的間距部署信標(biāo)設(shè)備，就可以為用戶提供相對(duì)實(shí)時(shí)而且準(zhǔn)確的定位信息。

實(shí)現(xiàn)

一維定位的部署非常簡(jiǎn)單，如上文所述，只要確定好信標(biāo)設(shè)備的有效覆蓋范圍，然后沿途部署就可以。部署同時(shí)收集每個(gè)或部分信標(biāo)設(shè)備的位置信息，作為程序的定位檢索依據(jù)。

開(kāi)發(fā)方面，移動(dòng)設(shè)備只要將收到的信號(hào)做距離排序，找到距離最近的一個(gè)信標(biāo)設(shè)備，如果距離在指定范圍內(nèi)，就檢索該設(shè)備的位置信息，認(rèn)為用戶到達(dá)了該地區(qū)。

太簡(jiǎn)單了，就不多說(shuō)了。

藍(lán)牙定位二維定位

原理

二維定位顧名思義，就是可以實(shí)現(xiàn)二維空間中的任意定位。定位的主要理論依據(jù)三角形三邊關(guān)系公式。

如上圖，已知三角形三邊長(zhǎng)度，CD是底邊AB的垂線，AD和BD的長(zhǎng)度計(jì)算公式分別為

BD = (AB2+CB2-AC2)÷2AB

AD = (AB2-CB2+AC2)÷2AB

整體思路是，將信標(biāo)設(shè)備在場(chǎng)地內(nèi)按指定間距做網(wǎng)狀部署，使用戶在場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)都可以接收到3個(gè)距離最近而且連線構(gòu)成直角的定位點(diǎn)信息，如下圖

通過(guò)三角形三邊關(guān)系公式，可以計(jì)算出上圖中px和py的長(zhǎng)度，也就是當(dāng)前點(diǎn)在當(dāng)前正方形網(wǎng)格中的坐標(biāo)。

再根據(jù)當(dāng)前所在正方形在整個(gè)矩陣中的位置，結(jié)合部署間距，算出當(dāng)前點(diǎn)在整個(gè)矩陣中的坐標(biāo)。

應(yīng)用

二維定位理論上適用于任何場(chǎng)景，通常用在用戶活動(dòng)路徑不固定的自由空間中，比如展會(huì)、商場(chǎng)。

優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)地適應(yīng)性更強(qiáng)，缺點(diǎn)是部署成本和開(kāi)發(fā)成本相對(duì)較高。以商場(chǎng)為例，嚴(yán)格按照固定間距部署藍(lán)牙信標(biāo)，往往需要結(jié)合實(shí)地情況選擇合適的距離，程序也要根據(jù)實(shí)際間距做相應(yīng)的計(jì)算調(diào)整。另外還要考慮不規(guī)則區(qū)域的處理，往往會(huì)將一維定位和二維定位結(jié)合使用。

實(shí)現(xiàn)

上面原理部分說(shuō)起來(lái)有點(diǎn)啰嗦，看圖其實(shí)很簡(jiǎn)單。

假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)30m * 30m的場(chǎng)地，將信標(biāo)設(shè)備以10m為間距網(wǎng)狀部署，共需要16個(gè)信標(biāo)，每個(gè)信標(biāo)都按下圖所示標(biāo)注上坐標(biāo)信息

此時(shí)用戶無(wú)論在場(chǎng)地內(nèi)的任何位置，都將身處9個(gè)正方形網(wǎng)格中的一個(gè)（暫不考慮臨界情況），那么移動(dòng)設(shè)備收到的距離最近的4個(gè)信標(biāo)點(diǎn)，應(yīng)該就是當(dāng)前所在正方形的4個(gè)頂點(diǎn)。

假設(shè)當(dāng)前用戶此時(shí)在左上角第一個(gè)正方形中，根據(jù)藍(lán)牙測(cè)距結(jié)果，得到距離最近的3個(gè)信標(biāo)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的距離分別為distance1, distance2, distance3，如圖

三個(gè)頂點(diǎn)距離已知，部署間距已知，根據(jù)三邊關(guān)系公式可以得px, py的值，也就是當(dāng)前點(diǎn)在當(dāng)前網(wǎng)格中的坐標(biāo)。

在這之前先要解決一個(gè)問(wèn)題，那就是三個(gè)點(diǎn)之間的關(guān)系。我們知道三個(gè)點(diǎn)肯定兩兩連線互為直角，但到底哪兩個(gè)點(diǎn)在橫軸上，哪兩個(gè)點(diǎn)在縱軸上。這需要結(jié)合點(diǎn)的坐標(biāo)信息做進(jìn)一步處理。

至此，就很容易算出定位點(diǎn)的橫軸坐標(biāo)和縱軸坐標(biāo)了，再分別加上當(dāng)前網(wǎng)格在整個(gè)矩陣中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，就得到了最終的定位坐標(biāo)。

上例中的xAxisPoints和yAxisPoints已經(jīng)對(duì)坐標(biāo)信息做了排序，橫軸數(shù)組第一個(gè)點(diǎn)的x值，以及縱軸數(shù)組第一個(gè)點(diǎn)的y值，就是網(wǎng)格在整個(gè)矩陣中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。

總結(jié)

一維定位和二維定位分別有各自的應(yīng)用場(chǎng)景，其中二維定位對(duì)實(shí)施能力提出了較高的要求?，F(xiàn)實(shí)環(huán)境中往往還需要將一維定位和二維定位結(jié)合使用，這里需要程序設(shè)計(jì)上處理好兩種情況的兼容。

得到定位信息，往往只是項(xiàng)目的第一步。比如在導(dǎo)航系統(tǒng)中，定位信息需要匹配最近的目標(biāo)點(diǎn)，整個(gè)導(dǎo)航功能才可以開(kāi)始使用。有機(jī)會(huì)后面會(huì)對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，做進(jìn)一步的分享。

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