尽管基于GPS技术的户外导航已经无缝融入日常生活,但室内导航仍困难重重,因为在大型建筑、购物中心、医院、机场和工业园区等室内环境中,GPS信号通常较弱甚至消失无踪。
然而,室内定位的替代技术出现了,从而开创了全新的可能性。许多这类解决方案都是以低功耗蓝牙技术为核心。室内导航系统依赖于由固定设备组成的网络,这些设备称为信标,它们以固定间隔广播低功耗蓝牙信号,然后智能手机、平板电脑或其他接收设备检测到这些信号,并以之确定自身位置。
Nordic Semiconductor等领先芯片制造商推出的创新型低功耗蓝牙系统级芯片(SoC)不断演进,推动了室内导航系统的快速发展。
低功耗蓝牙技术提升精度、效率和性能
由于低功耗蓝牙技术的设计不仅能够保持稳健连接性,同时可实现低能耗,因此非常适合用于电池供电的室内导航设备,如信标。支持低功耗蓝牙技术的无线芯片在确保运作过程的精准性、响应性和可扩展性方面发挥着关键作用,这是因为这些先进的低功耗蓝牙SoC不仅体积小巧、能耗低,而且功能极为强大。
先进电源管理则是另一个重要因素。室内导航系统通常需要大量信标来覆盖广阔区域。电源效率至关重要,因为频繁为数百或数千台设备更换电池或充电是不切实际的。
此外,现代低功耗蓝牙芯片提供了改进的射频性能,使设备能够在无线干扰严重的环境中有效通信。自适应频率跳变、低延迟和强大的信号处理等功能使导航更加顺畅和可靠。
室内导航的实际应用
这些先进的低功耗蓝牙芯片具备出色的功能性,例如Nordic领先业界的nRF54L系列超低功耗无线SoC等,已为各个行业开辟了广泛的室内导航应用场景。举例来说,在零售商店中,低功耗蓝牙信标通过实时导航指引用户,提升便利性并增加销售机会。在医院和医疗园区,基于蓝牙技术的室内导航解决方案可帮助用户快速找到科室、诊症室或病房。
大型交通枢纽同样受益于室内导航技术。支持低功耗蓝牙的应用程序可帮助乘客准确找到登机口、值机柜台、卫生间或行李提取区,避免迷路,从而提升旅客体验并缓解拥堵。在工业环境中,低功耗蓝牙导航技术可辅助资产追踪和劳动力管理。例如,叉车操作员可在仓库内获得优化路线指引,而管理者可实时监控员工行走路线,从而提升安全性和生产效率。
nRF54L15系统级芯片(SoC)提供边缘AI/ML软件支持
在这些动态环境中,可靠的无线连接对于持续的位置更新至关重要。Nordic nRF54L15 SoC具有增强型无线电功能,从而实现这一应用。此外,nRF54L15 的超低功耗特性支持小型电池供电标签或传感器以实现数年续航或利用能量收集技术运行,使得部署大规模室内导航系统成为可能,例如医院工作人员或患者佩戴的可穿戴标签、物流中心资产追踪,或者机场及商场内的导航辅助设备。
此外,室内导航系统得益于边缘计算环境下超高效且易于使用的机器学习(ML)技术。这一能力来自Nordic近期收购Neuton.AI以及与Edge Impulse的现有合作,这两家企业均为TinyML平台的领先供应商。通过结合Nordic开创性nRF54L系列SoC与Neuton.AI革新性神经网络框架,资源受限的设备(如信标)也可获得可扩展、高性能的AI技术。借助Edge Impulse工具,Nordic蓝牙技术客户已能够在其应用中添加AI和ML功能,从而进行建模和理解室内运行环境,并基于这些信息做出明智决策。
此类边缘AI/ML软件解决方案可实现设备端传感器融合(例如,结合惯性测量单元(IMU)数据与低功耗蓝牙信号以实现更精准的追踪)、本地异常检测(如识别异常运动或行为),以及在芯片上直接高效处理复杂导航算法,从而减少对外部处理器的依赖并降低延迟。
基于Nordic技术的导航应用信标
最新蓝牙技术的一个室内导航典型案例是基于Nordic nRF54L15 SoC的信标解决方案。该方案由业界领先的物联网设备制造商MOKO SMART开发,其L03蓝牙6.0信标可实现大型场馆内的房间级定位应用。nRF54L15为L03提供低功耗蓝牙无线连接,可在广阔的室内及室外区域实现高度可靠的定位。
L03信标还与蓝牙信道探测技术硬件兼容,可提升距离测量的准确性和可靠性。nRF54L15支持蓝牙信道探测技术,该技术通过内置安全功能和无缝互操作性实现准确且安全的距离测量。
未来与室内空间的交互
通过将机器学习算法、边缘计算和传感器融合与低功耗蓝牙技术相结合,将进一步提升定位精度、环境感知能力和用户个性化体验。
这些崭新无线系统级芯片(SoC)正在改变人们在复杂室内空间的行动方式。随着这项技术不断成熟,室内导航将变得像GPS在户外一样直观且不可或缺,从而为每个人创造更智能、更具响应性的环境。