CC BY
13УДК 629.3.052.3
Яйков К.А.
Студент кафедры «Информационные технологии» 4 курса Астраханский государственный университет (Россия, г. Астрахань)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ BLUETOOTH С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ BLUETOOTH МАРКЕРОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ
Аннотация: в данной статье описывается эффективность применения Bluetooth технологии с Bluetooth маркерами в условиях помещений для определения местоположения и навигации.
Ключевые слова: блютус, ориентация в помещении, блютус маркеры.
Введение
С каждым годом темпы развития IT-технологий становятся всё быстрее. Что, в свою очередь, открывает всё больше возможностей использования этих технологий. Одно из возможных использования Bluetooth технологии является навигация в помещениях. При современном уровне глобализации, интернет и GPS вне помещений можно встретить, где угодно, но в помещениях ситуация обстоит хуже. Для людей с ограниченными возможностями, а именно - людям с нарушениями функций зрительного восприятия процесс ориентации ставится неудобным и сложным.
Для решения данной проблемы было решено использовать технологию Bluetooth с устройством, поддерживающим эту, технологию. - Bluetooth маркер. Bluetooth маркер - простое техническое устройство, оснащенное Bluetooth-модулем, транслирующими в радиоэфир свои идентификационные данные. Благодаря технологии Bluetooth 4.0 с низким потреблением энергии, такие маркеры могут прослужить на одной батарейке до шести месяцев (зависит от конфигурации самого маячка).
Основная часть
Bluetooth - производственная спецификация беспроводных персональных сетей (Wireless personal area network, WPAN). Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами, как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, интернет-планшеты, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры и акустических систем на надёжной, бесплатной, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 10 м друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.
Чтобы в здании можно было использовать навигацию с помощью технологии Bluetooth, нужно установить Bluetooth маркеры. Маркеры устанавливаются возле самых нагруженных мест в здании, такие как перекрёстки, лифты, лестницы. Дополнительно устанавливаются возле кабинетов и комнат, которые необходимы для создания карты. После установки маркеров, оператор через мобильное приложение может занести данные о маркерах в базу данных, связывая их между собой. В итоге создаётся карта всего помещения, которая является графом. Благодаря этому можно не только проводить навигацию в здании, но и строить маршрут между точками, для упрощения ориентации посредством использования задачи «Коммивояжёра».
Данный способ позволяет с высокой надежностью определить местоположение устройства при приближении к такому объекту. Однако у такого способа есть ряд недостатков. Первый существенный недостаток такого подхода - местоположение известно только при непосредственной близости с местом, оснащенным маячком. Второй недостаток - это большие расходы на сами маячки (несмотря на их небольшую стоимость), так как в больших зданиях, где по 100-200 помещений, сумма окажется более чем значительной.
Для определения эффективности такого метода исследованы факторы, влияющие на силу сигнала источника, так как позиционирование внутри помещений требует достаточно высокой точности.
Исследование факторов влияния
Были определены следующие факторы, в той или иной мере влияющие на силу сигнала Bluetooth:
- физические преграды;
- электрическое напряжение на модуле Bluetooth;
- качество сборки самого модуля Bluetooth;
- другие устройства, использующие Bluetooth, и работающие на одних или близких друг к другу частотах;
Так как технология Bluetooth основана на радиоволнах, некоторые из перечисленных факторов влияния справедливы для любой беспроводной технологии. В контексте данного исследования не рассматривались факторы, относящиеся к качеству самого устройства (так как проблемы решаются простой заменой модулей на более качественные).
Выводы
В результате исследования было определено, что внешние факторы, влияющие на силу сигнала, могут нарушать стабильность процесса определения маркера. Сигнал может прерываться или вовсе пропадать. Но данная ситуация случается только при попытке установить связь с маркером с большого расстояния. При рабочем расстоянии до маркера - 1-2 метра, на сигнал ничто не влияет. Таким образом, оснастив периметр маркерами оптимальным образом, и постфактум обозначив нужные точки внутри системы (программными средствами) можно получить систему с высокой точностью.
Список источников:
Навигация в помещениях с iBeacon и ИНС - URL: https://habr.com/ru/post/245325/ Фальков Е. В., Романов А. Ю. Применение маячков Beacon и технологии Bluetooth Low Energy для построения систем навигации в зданиях // Новые информационные технологии в автоматизированных системах. 2015. №18. URL: https://cyberieninka.m/artide/n/primenenie-mayachkov-beacon-i-tehnologii-bluetooth-low-energy-dlya-postroeniya-sistem-navigatsii-v-zdaniyah (дата обращения: 24.05.2019). Садченков Дмитрий Технологии Bluetooth // Компоненты и Технологии. 2001. №10. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologii-bluetooth (дата обращения: 24.05.2019).
552
