nRF52811 - первый чип с поддержкой точного позиционирования по стандарту Bluetooth 5.1

В новой версии стандарта Bluetooth появилась функция Direction Finding, которая позволяет определить угол между приёмником и передатчиком BLE. Таким образом зная координаты двух и более неподвижных объектов можно определить координаты подвижного объекта методом триангуляции. Для этого потребовалось доработать радиотракт. Nordic Semiconductor первой представила решение на базе чипа nRF52811.

Принцип работы построен на базе измерения фазовой задержки на антенной решётке.

В стандерте описывается два варианта реализации, отличающиеся направлением передачи данных:

• Angle-of-Arrival (AoA, угол прихода сигнала от подвижного объекта)
• Angle-of-Departure (AoD, угол отправления сигнала от неподвижного объекта).

На практике видится наиболее простым для реализации метод, когда подвижный объект выполняет функцию маяка и рассылает пакеты, содержащие синусоиду после обычного BLE пакета. В этом случае упрощаются задачи формирования посылок и обработки их на МК с постоянным питанием. Радиочасть СнК опрашивает все антенны и для каждой из них выдаёт две составляющие - I и Q. Эти данные передаются в ядро системы, которое проводит вычисления и выдаёт угол прихода сигнала на антенную решётку. Аналогичным образом вычисляют углы другие приёмники в системе.

Приложение на более высоком уровне, зная взаимное расположение приёмников и углы прихода сигналов, определяет координаты метки.

Данное решение должно значительно изменить рынок навигации внутри помещений (RTLS).  Так как позволяет определить положение с точностью до сантиметра, в зависимости от числа антенен и количества приёмников. При этом в качестве меток смогут выступать и смартфоны с поддержкой Bluetooth 5.1. Вся обработка будет производиться на стороне системы расположенной на объекте.

Стоит отметить, что данная технология позволяет определять положение в трёхмерном пространстве, что особенно актуально для применений её на  складах, магазинах и внутри других помещений.

Данное решение будет представлено в России на Nordic Tech Tour 25 и 27 марта в Санкт-Петербурге и Москве.