高精度室内定位服务市场,蓝牙AOA“杀出重围”
作者 | 物联网智库2022-06-22

随着无处不在的连接从室外走向室内,室内高精度位置服务需求近几年呈现出爆发式增长的态势。蓝牙作为一项历经20余年稳定发展、具有普适性强和生态丰富的信息技术,通过引入“寻向”功能,迭代出蓝牙AOA高精定位技术,凭借通信感知融合创新能力,让蓝牙这项“老技术”得以在定位市场焕发出蓬勃的活力。

高精度室内定位服务市场,蓝牙AOA“杀出重围”

位置服务,与通信服务一样,是普适性的ICT服务。普适性ICT服务的成熟应用和极大发展,有一个前置条件,那就是要基于普适性和极大生态的信息技术。尤其是应用于室内为主的高精度位置服务,经过近10种无线频段的落地论证实践,以及十几年的发展,终于在近年水落石出,随着标准出台和规模化落地应用,蓝牙AOA从中脱颖而出,有望成为一统江湖的普适性高精度位置服务技术。

2021年数据显示,当年全球蓝牙终端出货量接近70亿,存量蓝牙设备超百亿,其中99%以上基于蓝牙4.0及以上频段。蓝牙AOA技术基于传统蓝牙频谱和协议,无需改造任何定位终端(手机、手表、机器人、顶欸标签等任意智能设备),通过在定位基站侧兼容新一代蓝牙5.1标准,实现了所有存量、增量任意蓝牙设备的高精度接入,全兼容实现跨平台(IOS/安卓/嵌入式平台)0.1-0.3米级精度。

基于此,作为国内第一家量产蓝牙AOA定位平台的提供商,蓝色创源(北京)科技有限公司(以下简称“蓝色创源”)早在2019年蓝牙技术联盟(SIG)宣布于蓝牙5.1中引入新的“寻向”功能时,就与全球领先的蓝牙芯片提供商Nordic达成了合作,并在2020年开始率先为全球客户提供BLE AOA业务解决方案。

通信感知融合,开启蓝牙服务物联网新时代

众所周知,蓝牙长期以来作为一种近距离通信技术被广泛应用于各种电子设备当中,但实际上,除了具有连接设备的“管道”能力之外,蓝牙早已具备了通信感知融合的定位网络和传感网络综合服务的能力,并撑起巨大的室内定位市场的需求。其中,基于蓝牙5.1标准的蓝牙AOA定位技术是利用到达角度法(Angle of Arrival)实现的一种高精度定位技术。

高精度室内定位服务市场,蓝牙AOA“杀出重围”

根据ABI Research数据显示,2021年蓝牙位置服务设备出货量为1.83亿件,2022年预计达到2.52亿件,2022年到2026年,预计出货量年复合增长率将会达到25%,出货量将猛增至5.68亿。而继续支撑其市场不断加快增长的原因,正是因为业界越来越意识到蓝牙位置服务的优点。具体来看,可概括为四大方面。

首先,定位精度高。蓝牙通过RSSI信号强度的方式实现了低精度指纹定位,而蓝牙5.1引入的“寻向”功能后,通过检测蓝牙信号的方向,则近一步将基于蓝牙技术的定位精度提升到了0.3-0.5米的亚米级别,与UWB几乎是同一个精度级别。在目前包括RFID、Wi-Fi、红外线、蓝牙Beacon、Zigbee在内的多种室内定位技术当中,由于室内场景要求精度为先,蓝牙AOA定位技术的优越性便也更容易体现。

其次,功耗低。这是蓝牙AOA定位技术“一枝独秀”最重要的一大特征,以同样备受关注的高精度定位技术UWB作为比较对象,在同等刷新频率的情况下,UWB的使用期限通常以月为单位计算,而蓝牙AOA则可做到以年为单位,一般低功耗蓝牙标签电池最高续航可超过5年。这对于像医院、物流仓储、交通等需要长期定位跟踪且维护成本较高的领域而言,具有很大的优势。并且,蓝牙标签还可以做成各种形态,最小尺寸甚至可做到小于1元硬币。

再者,成本低。蓝牙AOA标签支持BT4.2以上版本,并且具有很高的兼容性,最低几十元的标签成本远低于UWB标签。同时,虽然蓝牙AOA拥有较高的刷新率,采集频率更高,但在功耗上却远低于UWB高精度室内定位技术,这也直接关系到设备的成本费用和电池使用时间,进而降低了后续的运维管理成本。

最后,生态丰富。历经20余年发展,蓝牙早已成为满足业界日益增长的无线需求的重要技术之一,具有较高的普及度并兼容着数十亿各类蓝牙终端设备。根据ABI Research数据显示,2021年全球蓝牙设备出货量达47亿部,预计2022年会达到51亿部。从2021年到2026年,蓝牙设备的年出货量将增长1.5倍,年复合增长率达9%,2026年预计可达70亿部。

产业联动,助力蓝牙AOA开创辉煌

当然,蓝牙AOA定位虽然同时兼具高精度、高并发、低功耗、低成本、高兼容性的特征,但也并非完美,一方面从技术角度来看,蓝牙AOA容易受到信号反射干扰、天线阵列误差、复杂环境以及天线方向性扰动等影响,需要在微波射频及算法部分做较多的工作;另一方面从市场来看,蓝牙AOA高精度定位发展时间短,再加上外界对蓝牙定位精度低的固有印象,极大地考验了蓝牙AOA定位平台提供商的技术实力和产业联动能力。

高精度室内定位服务市场,蓝牙AOA“杀出重围”

作为国内首家实现蓝牙AOA定位平台量产的提供商——在硬件上,蓝色创源与Nordic合作,基于后者生产的nRF 52833蓝牙低功耗多协议系统芯片,推出了高性能低功耗的蓝牙AOA定位基站以及各类蓝牙定位标签产品。

高精度室内定位服务市场,蓝牙AOA“杀出重围”

其中,Nordic nRF 52833支持2.4GHz多协议无线电,具备全部的测向功能,内置具有浮点单元(FPU)的64MHz、32位Arm Cortex M4处理器,是全球为数不多兼容高性能、低功耗、超强终端适配能力以及测向功能的蓝牙SoC,这些品质为蓝色创源的蓝牙AOA定位系统提供了核心处理和无线连接能力,并且极大程度支持了其超低功耗的特性。

在软件上,蓝色创源通过在算法上的8年沉淀,自研出专有算法室内定位解算引擎。完整的软硬件解决方案,使蓝色创源 在的产品可充分实现抗多径干扰,提供更高的俯仰和偏航精度,即使非视距情况下,也能提供0.3米的高精度定位。

根据蓝色创源市场经理Olivia透露,仅一年多的时间,蓝色创源已在国内外累积各行各业项目达数百个。谈及蓝色创源稳坐蓝牙AOA市场领军者宝座的原因,Olivia表示,除了蓝色创源在技术上的领先,以及深入一线、紧跟客户的商业策略和优良交付与服务能力外,生态也是重要一环。

一方面,面向产业链下游,蓝色创源欢迎各种生态合作伙伴加入其标签大家庭,共同做大蓝牙AOA定位产业蛋糕;另一方面,面向产业链上游,蓝色创源积极拥抱产业生态领先的供应商,形成更加紧密的产业联动,这在与Nordic的合作中就能管中窥豹。

事实上,熟悉Nordic的都知道,其作为物联网产业的上游提供商,并不只是提供硬件的产品和开发用的软硬件,同时也提供包括在线论坛、本地化人工服务团队、产品开发建议及快速响应等支持。除此之外,更能引起蓝色创源兴趣的则是Nordic在生态上的影响力。

首先,从产品生态的角度来看,作为最早以提供专用2.4GHz业务和低功耗蓝牙无线连接为主的芯片提供商,Nordic长期居于蓝牙市场头部地位,拥有庞大的低功耗蓝牙客户群体。并且,Nordic提供的低功耗多协议蓝牙系统芯片良好的兼容性,可以帮助蓝色创源迅速扩大基于蓝牙AOA定位技术的应用生态。

其次,从商业生态的角度来看,Nordic在蓝牙市场拥有不可置疑的影响力,以及市场号召力和前瞻性。比如在产品的开发过程中,Nordic会为客户提供先进的技术及领先的产品规划建议,让客户的产品从设计研发阶段就具备更强的竞争力和市场领导力。另外在市场和品牌侧,Nordic经常性地与合作伙伴在社交媒体上互动,以及提供较多的线下联合展会合作机会,给自己的合作伙伴起到了背书的效果。并且,通过Nordic庞大的客户群,也可以在全球范围内间接促成更多的商业合作,提升产业联动活力。

位置服务正在成为物联网价值释放的“突破口”

随着物联网和人工智能的快速发展,人们对于定位技术的需求和期望也在水涨船高,尤其是服务于人们生活生产的室内定位技术。根据诺基亚的数据显示,人们通常有87%到90%的时间是在室内度过的。这也就意味着,目前的室外定位技术实际上只解决了人们对智慧生活需求的冰山一角而已,室内定位技术带来的广阔蓝海市场还需要更进一步被挖掘。

事实上,与移动物联网时代一样,位置服务也是物联网时代的标准配置,室内定位技术自然而然也是物联网业界关注的重中之重。根据Marke&Markets的调查数据显示,室内定位的全球市场将以42%的年复合增长率发展,预计在2017年到2022年间,其市场规模将从71.1亿美元增长至409.9亿美元。

而室内定位技术之所以有此强势增长的势头,就要归功于物联网致力于打造全场景智能的当下,室内定位技术正在成为创新价值释放的新突破口。具体可从四个方面来看:第一,室内定位技术产生的大量位置数据将助推物联网产业的发展;第二,室内定位在消费端和产业端都拥有广阔前景;第三,室内定位技术不仅能提升人们生活智慧化水平,同时具有很大社会价值;第四,室内定位技术对于传统产业实现基于位置大数据的数字化转型及商业模式创新具有强大的驱动力。

比如在医疗健康领域——一个足以体现社会对生命的尊重、体现人文关怀水平的“古老”的行业,在新一代信息技术的赋能下于近些年也发生着翻天覆地的改变,基于定位技术和位置服务,就可对诸如医院导航/导诊服务、医护/安保人员调度、高价值医疗器械追踪、病房病床管控、特殊病患管理、母婴防盗等一系列场景进行物联网应用改造。

以一个典型应用场景为例,在胸痛中心的管理中有一个“黄金10分钟”的概念,即从胸痛患者进入医院开始,到患者被判定是否需要手术之间,有大约10分钟的时间最为关键和宝贵,尤其是针对急诊病患而言。然而,现实往往是由于医疗资源来不及调配,或者病患行踪难以掌握,从而导致治疗延误。

但如果通过给患者佩戴蓝牙AOA高精度定位手环,结合在整个医院部署的蓝牙定位基站,就可以使患者从进入医院到上手术台的整个过程都被记录下来,同时,医院通过对呼吸机、麻醉机、心跳机等救生资产的实时定位跟踪,也能在类似的关键时刻提高操作效率。可见,室内定位技术不仅能为医院胸痛诊疗管理提供数字化支持,具有极大商业价值,也能更加高效精准地抢救生命,具有更大的社会价值。

高精度室内定位服务市场,蓝牙AOA“杀出重围”

当然,蓝牙AOA室内定位技术在医疗健康领域中的应用只是众多物联网应用中的冰山一角。像在仓储物流场景中,某叉车公司通过应用蓝色创源蓝牙AOA定位系统,实现了智能化管理近2万平米的仓库、3000多辆叉车。实测发现,平均找车时间可降为1分钟/台,实现90%的效率提升。

如今,历经20余年发展,蓝牙技术正在重新焕发蓬勃的活力。而蓝色创源与Noridc的合作无疑将会使基于蓝牙技术的高精度定位能力得到更充分的发挥,进而满足物联网时代下千行百业对于高精度室内定位服务日益增长的需求。

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