藍牙 Locator · Beacon-Tag · 藍牙 6.0 Channel Sounding

藍牙 BLE 室內定位系統(Locator / Beacon / 藍牙 6.0)

藍牙定位是恆準定位性價比最高的方案:標籤省電(電池約 1 年),硬體成本低,且一台 Locator 可外接 4 個讀頭(1 對 5),涵蓋 5 個點位,硬體部署量約可節省 1/5,施工拉線費用大幅降低。恆準定位提供四種藍牙定位架構,並已投入 藍牙 6.0 Channel Sounding(PBR 相位測距)的演算法開發。已導入半導體龍頭廠、醫療院所、車廠(BMW、Audi)與工地等場域。

技術原理一:藍牙 Locator 定位架構

藍牙 Locator 定位架構圖藍牙 Locator 定位架構:人員、推車與資產配戴藍牙 Tag 廣播訊號,場域布建固定式 Locator 掃描,訊號經 Switch 或 5G 專網送至定位 Server 以 AI 樣本比對運算後於 RTLS Web 呈現。單台 Locator 可外接 4 個讀頭(1 對 5),硬體部署量降為傳統作法的約五分之一;標籤式 Tag 電池續航約一年。藍牙 Locator 定位架構(Tag 廣播 → Locator 掃描 → 後端運算)定位場域Tag人員 TagTag推車 TagTag資產 TagLocator1 主機 + 4 讀頭廣播 BLE 訊號Switch / 5G網路線或 5G 專網定位 ServerAI 樣本比對運算RTLS Web 後台地圖 / 警示 / 報表高 CP 值的關鍵1 台 Locator 可外接 4 個讀頭(1 對 5)→ 硬體部署量降為約 1/5,施工拉線大幅減少Tag 省電:PTG_001 電池約 1 年廣播週期可調,可再延長續航沿用既有弱電線路,可分區分樓層施作

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藍牙 Locator 定位架構 —— Tag 廣播、Locator 掃描、後端以 AI 樣本比對運算位置。

人員、推車或資產配戴藍牙 Tag 持續廣播訊號,場域布建固定式 Locator 掃描;Locator 將掃描到的訊號經網路線送至 Switch(或透過廠內 5G 專網)傳送到後端定位 Server,以 AI 樣本比對演算法(AI Fingerprinting)運算位置後於 Web 呈現。

高 CP 值的關鍵在布建方式:1 台 Locator 主機可延伸串接 4 個讀頭,共涵蓋 5 個點位,相較於一點一機的做法,硬體部署量降為傳統作法的約五分之一,施工與拉線成本同步下降。Locator 體積輕巧,可安裝於高架地板下或輕鋼架天花板內,不影響場域外觀。

技術原理二:藍牙 6.0 Channel Sounding(PBR 相位測距)

藍牙 6.0 Channel Sounding 相位測距原理圖藍牙 6.0 Channel Sounding 採用 PBR(Phase-Based Ranging)相位式測距,由 Initiator 與 Reflector 來回量測多個頻道的相位差換算實際距離,突破以 RSSI 推估距離的限制。可用的測距演算法包含 IFFT、Phase Slope、RTT 與 MUSIC;恆準定位核心技術為基於 PBR 之 IFFT 峰值補償演算法,驗證平台為 Nordic nRF54L15-DK 開發板。藍牙 6.0 Channel Sounding(PBR 相位測距)原理以 RSSI 推估距離 → 三角定位發射端接收端訊號強度衰減訊號強度易受遮蔽、人體、金屬干擾→ 距離估計誤差大藍牙 6.0:相位式測距 PBRInitiatorReflector量測多頻道的相位差,換算實際距離→ 突破 RSSI 限制,測距更精準恆準定位核心技術:基於 PBR 之 IFFT 峰值補償演算法可用的測距演算法IFFT 逆快速傅立葉變換Phase Slope 相位斜率RTT 來回時間MUSIC 多重訊號分類驗證平台Nordic nRF54L15-DK(Initiator / Reflector)搭配恆準定位 Tag優勢低功耗、相容性高可用於室內定位、資產追蹤智慧穿戴與安全監測

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藍牙 6.0 Channel Sounding 原理 —— 以相位差取代 RSSI 訊號強度推估,測距更精準。

RSSI 訊號強度推估距離、再用三角定位解算座標,容易受到遮蔽、人體與金屬結構影響,誤差偏大。恆準定位主力的 AI 樣本比對(AI Fingerprinting)同樣讀 RSSI,但不把訊號強度換算成距離 —— 而是把現場量到的訊號組合與事先建立的樣本庫比對,直接找出位置,因此不會累積距離換算的誤差,在多隔間環境的準確率較三角定位提升 30% 以上。藍牙 6.0 引入的 Channel Sounding 則走第三條路,採用 PBR(Phase-Based Ranging),由 Initiator 與 Reflector 來回量測多個頻道的相位差換算實際距離,突破 RSSI 的限制,且維持藍牙低功耗與高相容性的優勢。

在藍牙 6.0 協議下可用的測距演算法包含 IFFT(逆快速傅立葉變換)Phase Slope(相位斜率)RTT(來回時間)MUSIC(多重訊號分類)。恆準定位的核心技術為基於 PBR 之 IFFT 峰值補償演算法,驗證平台採用 Nordic nRF54L15-DK 開發板(Initiator / Reflector)搭配恆準定位 Tag。

四種藍牙定位架構

架構運作方式適用情境
(一)Locator-Tag 架構Tag 廣播訊號,固定式 Locator 掃描後回傳後端運算。Locator 採開放式架構(如 Raspberry Pi),整合彈性高;一台可延伸 4 條 10 公尺 USB 線、等效 5 個定位點,並可放在輕鋼架天花板後方隱形建置。場域若已有藍牙平板,也可直接當作定位器使用。人員、推車、資產定位;工廠、醫院、車廠、工地
(二)Mobile 手機定位使用者手持手機掃描固定式 Beacon,位置在手機端運算完成後回傳。旅客導覽、商場導航、大範圍人員定位(免發卡)
(三)Beacon-Tag 架構固定式 Beacon 持續廣播,移動中的 Tag 掃描 RSSI 後再廣播,由 Locator 接收並以 AI 樣本比對運算。需要 Tag 端主動掃描的場域;可用 HDMI 接螢幕或瀏覽器直連 Locator 呈現
(四)藍牙 6.0 Channel Sounding以 PBR 相位測距取代 RSSI 推估,精準量測距離。下一世代方案:室內定位、資產追蹤、智慧穿戴、安全監測

藍牙硬體規格

項目PTG_001(標籤式)PTG_002(腕帶式)PTG_003(標籤式)
藍牙版本Bluetooth 5.0Bluetooth 5.0Bluetooth 5.0
尺寸 / 重量Φ39 × 15.5 mm、50 gΦ35.9 × 11 mm38 × 38 × 9 mm
天線PCB 天線PCB 天線PCB 天線
廣播週期100 ms ~ 5000 ms100 ms ~ 5000 ms100 ms ~ 5000 ms
發射功率-40 ~ +4 dBm(8 段可調)-40 ~ +4 dBm(8 段可調)-8 ~ +4 dBm
電池 / 續航CR2477,約 1 年(1 次廣播/秒)CR2032,約 4 個月CR2032,約 3 個月(1 次廣播/秒)
保固1 年1 年1 年

另提供 BT-Dongle USB 藍牙接收器(22 × 16 × 6 mm,NCC:CCAJ14LP4120T2)。PTG_001 通過 CE、FCC、RoHS、REACH 認證。

實際布建案例

工地 Locator 定位系統

以國內大型營造工程為例,單一工地的布建規模:

國內半導體龍頭廠:人員與物品定位

以廠區既有的網路架構布建 Locator,人員與推車配戴 Tag:

適用場域

常見問題 FAQ

藍牙 Tag 的電池可以撐多久?需要常常換嗎?
以 1 秒 1 次廣播計算,標籤式 PTG_001 採 CR2477 電池約 1 年,腕帶式 PTG_002 採 CR2032 約 4 個月;PTG_003 因體積較小,約 3 個月。廣播週期可在 100 ms 至 5000 ms 之間調整,拉長週期即可延長續航。系統亦支援低電量通知。
「1 台 Locator 帶 4 個讀頭」實際上省了什麼?
1 台 Locator 主機可延伸串接 4 個讀頭,合計涵蓋 5 個點位。相較於每個點位都放一台完整主機,硬體部署量降為傳統作法的約五分之一,並且大幅減少網路線的施工拉線量 —— 這在既有建築翻修時是主要的成本來源。
藍牙定位在隔間多的環境會不會不準?
這正是恆準定位的核心技術所在。傳統三角定位在牆面多、障礙物多的環境效果會明顯變差;恆準定位以 AI 樣本比對演算法(AI Fingerprinting)結合結構式圖資特徵,在多隔間環境的準確率較傳統三角定位提升 30% 以上,可精準判定人員或設備位於哪一棟、哪一樓、哪一間。
藍牙 6.0 Channel Sounding 現在可以用了嗎?
恆準定位已投入 Channel Sounding 的演算法開發,核心技術為基於 PBR 的 IFFT 峰值補償演算法,並以 Nordic nRF54L15-DK 開發板作為驗證平台。此技術的價值在於以相位差取代 RSSI 推估距離,可在維持藍牙低功耗與高相容性的前提下顯著提升測距精度。實際導入時程與適用範圍,歡迎與專案團隊討論。

以最合理的成本導入藍牙定位

歡迎聯繫恆準定位專案團隊,協助評估 Locator 布建密度與標籤選型。

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