BLE Beacon是最佳室内定位解决方案吗？

全球IT产业正在恢復到COVID 19之前的水准。但是，工作习惯却已经进入到一个新的时代，越来越多的公司的办公室，从固定座位转为远距上班，这也促进了室内定位市场增长。

在市场规模方面，也因COVID-19的大流行扩大了对室内定位市场的需求。各国政府和企业正积极导入室内定位解决方案，进行设施管理、智慧隔离、病毒和人员的追?及管理等。例如，Inpixon以医疗保健市场为目标，提供解决方案以帮助控制COVID-19；捷克的Sewio则是提供 UWB RTLS 解决方案，协助企业型员工行迹纪录并实现智慧隔离。

根据Verified Market Research的最新的研究报告显示，2019年BLE Beacon和iBeacon的全球市场规模为6.96亿美元，预计到2027年将大幅度成长到1095.32亿美元，从 2020年到2027年的复合年增长率高达87.74%(图一)。

图一 : BLE Beacon和iBeacon的全球市场规模预测。（source：Verified Market Research；作者整理）

因此基于各种因素背景下，iBeacons和BLE Beacon的应用越来越多；例如会发现在包括摄影镜头、LED照明、PoS设备，和数位电子看板内都能发现Beacon的解决方案；而智慧手机、网路设备和基于位置的应用程式也逐渐地普及，以及GPS技术在室内环境中的低效率，都推动了全球室内定位市场的扩大。

室内定位系统是定位系统领域的一个技术分支。为什么除了使用卫星的技术之外，还有用于室内定位系统的技术？这是因为仅靠卫星定位的话，在大楼、机场、小巷、停车场和地下位置等地方，准确度相当低或者定位完全失败。

典型的卫星定位需要从至少四颗卫星接收讯号，如果可以接受更多卫星讯号的话，精确度将会大幅提升。但是收到的讯号少于3个卫星数时，精确度就会大大降低。

然而这些讯号会被建筑材料，如屋顶、墙壁和其他物导致衰减和散射。由于衰减和散射，会让降低能接收的讯号，使得在室内，利用卫星定位的准确性就会大幅降低。然而，随着这些年来接收端灵敏度的提高，虽然室内定位的准确性可能会降低，但不太可能完全失败。

但是，仅靠卫星来进行室内定位的话，对于获得期待中的精度是远远不够的，这时就需要透过无缐技术来进行室内定位。例如，蓝牙、Wi-Fi、RFID、UWB等。这其中，虽然已经有许多公司开始导入蓝牙，但目前蓝牙还沒有成为室内定位的主流技术。

蓝牙室内定位机制与装置

蓝牙(Bluetooth)是一种用于在短距离的无缐通讯技术，例如大家非常熟悉的智慧手机和无缐音讯设备之间的连接。而在物联网的领域，蓝牙发表了一种名为BLE(Bluetooth Low Energy)的技术，顾名思义，其目的是在降低功耗和成本的同时，还能保持与传统蓝牙相同的通讯范围。目前蓝牙有两种数据通信方式，BLE是採取较少耗电的广播方式。

蓝牙本身并不是一种定位解决方案，但基于其接近性，被用作微型栅栏的解决方案，透过将蓝牙传输设备所发出的无缐电波作为参考点，来确定栅栏的内部和外部。再利用放置在室内多个蓝牙发射器或接收器的讯号来确定位置(图二)，并且通过调整无缐电波的发射和接收间隔，达到长时间运作和即时确认位置。在国外，即时定位大多被用于博物馆、游乐园和展览馆的路缐搜寻(如会议室、厕所和停车场)。

图二 : 蓝牙是利用多个蓝牙发射器或接收器来进行室内定位。(source：日本ACCESS；作者整理)

其中，由于智慧手机和Beacon等相容设备的已经相当普及，以及蓝牙5.1和UWB(超宽频)的技术能力不断突破，目前几乎都是透过无缐电波的方式来提高定位的精度。

例如在某个团体中，希望随时都能掌握每个成员在建物中的位置或行迹时(图三)，就可以让成员携带一个内建BLE Beacon的感应器，或已经安装APP的智慧手机。

图三 : 利用Beacon定位来获得特定区域内是否有成员驻在。(source：三菱DCS；作者整理)

同时也在建筑物中的适当位置安装例如ESP32等的讯号处理收发模组，来获得成员Beacon的讯号强度。此时，Beacon就会被定义成是一个发送器，当收发模组获得讯号后，就会将数据发送到Gateway Device，最后Gateway Device再将所接收到的所有数据合併后上传到云端进行运算处理。

虽然透过手机的方式来进行定位，会比感应器复杂许多。但是，因为目前智慧型手机相当普遍，因此在导入成本上会比感应器低廉许多。

Beacon与地理围栏、Wi-Fi和NFC有何不同？

Beacon与地理围栏

Beacon和地理围栏(Geo-fencing)不同的是，Beacon主要使使用BLE Beacon技术，来加强与智慧手机的通信，而地理围栏则使用GPS讯号。行动设备的电池寿命对GPS运作有很大影响，因为地理围栏需要卫星和行动电话塔来确定位置。因此与地理围栏相比，Beacon更准确些，同时在室内的效果相对更好，而地理围栏则是适用于户外近距离的确认。