蓝牙RSSI定位入门到精通（1）

2024-07-14 09:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

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蓝牙5.0的发布，降低了功耗，大大提高了定位的准确度和距离，而它的定位–物联网设备又使室内定位更加火热。BLE功能强大，通过它不用连接的特性，可以实现多种功能，可以想象：旅游时走到景点旁，手机自动推送景点介绍；上学时，通过穿戴物联网设备查看是否出勤。本篇主要介绍，通过手机设备模拟信标实现室内实时导航和人员实时定位。

实现原理由于是手机模拟信标，所以使用传统蓝牙，通过无需连接的特性发送广播获得信标的rssi通过距离算法获得与信标的距离，通过三个信标的距离与坐标用三点定位算法得到手机位置。一，安卓蓝牙模块的使用

1,安卓使用蓝牙模块需要添加权限，在AndroidManifest.xml添加如下代码

2,安卓6.0之后，使用蓝牙需要申请权限。所以需要加入如下代码

ActivityCompat.requestPermissions(this,new String[] {Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION},MY_PERISSION);//获得权限

3,现在可以初始化蓝牙，创建蓝牙适配对象和打开蓝牙

private void init_ble() { mBluetoothAdapter= BluetoothAdapter.getDefaultAdapter(); if (!mBluetoothAdapter.isEnabled()){ mBluetoothAdapter.enable(); } } 二，蓝牙注册和广播

1，蓝牙广播

//注册广播搜索蓝牙 private void registerReceiver() { IntentFilter filter = new IntentFilter();//筛选广播 filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_BOND_STATE_CHANGED); filter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_STATE_CHANGED); filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_ACL_CONNECTED); filter.addAction(BluetoothDevice.ACTION_FOUND); filter.addAction(BluetoothAdapter.ACTION_DISCOVERY_FINISHED); registerReceiver(mBluetoothReceiver, filter);//注册 }

2，蓝牙广播和停止广播

public void start(View view) { mBluetoothAdapter.startDiscovery(); Textview1.setText("开始搜索"); } public void end(View view) { if(mBluetoothAdapter.isDiscovering())//蓝牙是否在扫描过称中 mBluetoothAdapter.cancelDiscovery(); Textview1.setText("停止广播"); }

3，蓝牙开始广播会创建线程，进行广播的回调。重写onReceive获得RSSI，在回调中尽量将处理放入线程中

//蓝牙广播接受者 private BroadcastReceiver mBluetoothReceiver = new BroadcastReceiver(){ @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { String action = intent.getAction(); Textview1.append("\n-------------------------------"); Textview1.append("\n获得广播："+action); if(BluetoothDevice.ACTION_FOUND.equals(action))//发现广播 { new Thread() { @Override public void run() { super.run(); try { BluetoothDevice scanDevice = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE); if (scanDevice.getBondState() != BluetoothDevice.BOND_BONDED) //如果没有绑定｛ short rssi = intent.getShortExtra(BluetoothDevice.EXTRA_RSSI, Short.MIN_VALUE); Textview1.append("\n 信标:" + scanDevice.getName() ); Textview1.append("\n address: "+scanDevice.getAddress()); Textview1.append("\n rssi:" + rssi); //获得RSSI ｝ } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); 补充，用ble蓝牙

BLE蓝牙使用BluetoothLeScanner来进行扫描

BluetoothLeScanner scanner=mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner(); scanner.startScan(mScanCallback); private ScanCallback mScanCallback = new ScanCallback() { @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) @Override // public void onScanResult( BluetoothAdapter device,int rssi,byte[]scan_record) // { // Textview1.append(String.valueOf(rssi)); // } public void onScanResult(int callbackType, final ScanResult result) { runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { final iBeacon ibeacon = iBeaconClass.fromScanData(result.getDevice(),result.getRssi(),result.getScanRecord().getBytes()); Textview1.append( "\n蓝牙名称"+ibeacon.name); Textview1.append("\n" +"蓝牙地址"+ibeacon.bluetoothAddress); Textview1.append( "\n" +"uuid"+ibeacon.proximityUuid); Textview1.append( "\n" +"major"+ibeacon.major); Textview1.append( "\n" +"minor"+ibeacon.minor); Textview1.append( "\n" +"rssi"+ibeacon.rssi); Textview1.append( "\n" +"distance"+ibeacon.distance); Textview1.append( "\n" +"power"+ibeacon.txPower); } }); } }; 三，距离算法和三点定位算法

1，三点定位算法是最简单的测距方法，距离算法基于无线电衰减模型，rssi与距离的对数正比。即可得到公式 d = 10^((abs(RSSI) - A) / (10 * n)) d - 计算所得距离 RSSI - 接收信号强度（负值） A - 发射端和接收端相隔1米时的信号强度 n - 环境衰减因子

double Rssi = Math.abs(rssi); double power = (Rssi - 60) / (10.0 * 3.3); //93=10米 60=1米 String location=String.valueOf(Math.pow(10, power)); Textview1.append("\n 距离为："+location.substring(0,6)+"米");

2，三点定位算法，在基于无线电衰减模型中能获得固定的一个点坐标。已知三个信标的坐标，已经通过三个信标的RSSI得到与信标的距离。即可得到定位的坐标。

if (size>=3)//三点定位 { double p0_x=Double.parseDouble(Arr_coord.get(0).substring(0,Arr_coord.get(0).indexOf("*")));//截取获得信标的坐标 double p0_y=Double.parseDouble(Arr_coord.get(0).substring(Arr_coord.get(0).indexOf("*")+1)); double p1_x=Double.parseDouble(Arr_coord.get(1).substring(0,Arr_coord.get(1).indexOf("*"))); double p1_y=Double.parseDouble(Arr_coord.get(1).substring(Arr_coord.get(1).indexOf("*")+1)); double p2_x=Double.parseDouble(Arr_coord.get(2).substring(0,Arr_coord.get(2).indexOf("*"))); double p2_y=Double.parseDouble(Arr_coord.get(2).substring(Arr_coord.get(2).indexOf("*")+1)); double a=p0_x-p2_x; double b=p0_y-p2_y; double c= Math.pow(p0_x, 2) - Math.pow(p2_x, 2) + Math.pow(p0_y, 2) - Math.pow(p2_y, 2) + Math.pow(Double.parseDouble(Arr_loc.get(2)), 2) - Math.pow(Double.parseDouble(Arr_loc.get(0)), 2); double d=p1_x-p2_x; double e=p1_y-p2_y; double f=Math.pow(p1_x, 2) - Math.pow(p2_x, 2) + Math.pow(p1_y, 2) - Math.pow(p2_y, 2) + Math.pow(Double.parseDouble(Arr_loc.get(2)), 2) - Math.pow(Double.parseDouble(Arr_loc.get(1)), 2); double x=(b*f-e*c)/(2*b*d-2*a*e); double y=(a*f-d*c)/(2*a*e-2*b*d); String string=String.valueOf(x).substring(0,5)+","+String.valueOf(y).substring(0,5); Textview1.append("\n*************************\n你的坐标为:"+string+"\n*************************"); //Arr_loc存放某个信标的距离 //Arr_coord存放某个信标的x*y坐标 } 四，结果和总结

1，获得的坐标有较大的偏移。在现实生活中，由于环境的不同，甚至在空旷地带也无法实现无线电衰减模型。有时还会发生超过10dbm的偏移。如下，为我购买的三个不同的信标测试图。上面是RSSI的方差，下面是RSSI的强度。在一米内比较准确，一米后，就很难确定位置了。（甚至有些差的信标，在1米的波动都很大，如绿色线）这里写图片描述

2，附上效果图

在这里插入图片描述

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