يعتبر حل تحديد المواقع باستخدام إشارة البلوتوث حلا مناسبًا تمامًا في أماكن كثيرة مثل دور رعاية المسنين والمدارس وغيرها، كما يمكن استخدامه لتحديد مواقع الأصول والآلات ومتابعتها، ويتم ذلك من خلال قياس مؤشر قوة إشارة البلوتوث المستلمة Bluetooth RSSI، أما عمليا فيمكن نشر أجهزة البلوتوث على الأسقف أو الجدران، حيث تقوم بتقدير المسافات وتثليث المواقع ومن ثم نقل المعلومات المتعلقة بمؤشرات قوة الإشارة لكل الأجهزة والبيانات الأخرى ذات الصلة إلى المواقع المحددة التي تتطلب هذه البيانات.
بالإضافة إلى عمليات التتبع، فيمكن وضع مساحة أمنة لكل آلة أو منتج أو شخص و بمجرد أن يغادر النطاق الآمن، يمكن إطلاق إنذار أمني وهذا يحقق الرعاية الآمنة وإدارة المنازل والأصول والمؤسسات و تمكين التتبع غير المزعج وضمان سلامة الرعاية وإدارة الممتلكات.
ما هو تحديد المواقع عبر البلوتوث RSSI؟
إن مؤشر قوة الإشارة المستلمة (Received Signal Strength Indicator/RSSI) المذكور أعلاه، يمثل قوة الإشارة المستقبلة من جهاز البلوتوث وهو يساعد الأجهزة في قياس قوة الإشارة المستقبلة والمسافة بين مصدر الإشارة وجهاز الاستقبال.
يعد تحديد المواقع عن طريق Bluetooth RSSI بمثابة تقنية تعمل على تعزيز العلاقة بين توهين إشارة Bluetooth RSSI والمسافة لحساب موقع أطراف Bluetooth الطرفية. عادةً مايوفر تحديد المواقع عبر Bluetooth RSSI دقة تتراوح من 2 إلى 5 أمتار.
أنواع طرق تحديد المواقع عبر تقنية Bluetooth RSSI.
يمكن تصنيف أنواع طرق تحديد المواقع عبر Bluetooth RSSI إلى طريقتين رئيسيتين:
- تحديد المواقع على جانب الشبكة : بالنسبة لجانب الشبكة، أثناء انتقال إشارات البلوتوث، ستواجه قدرًا معينًا من توهين الطاقة كلما زادت المسافة بين المرسل والمستقبل، ولذلك كلما أصبحت قوة الإشارة أضعف ولذلك، يمكن تحديد الموقع من خلال تقدير المسافة إلى جهاز الإرسال من قوة الإشارة المستقبلة.
- تحديد المواقع على الجانب الطرفي: في تحديد المواقع على الجانب الطرفي، يتم استخدام قياس فرق التوقيت لتحديد المواقع. في هذه الطريقة يقوم الجهاز الطرفي بحساب موقعه عن طريق استقبال الطوابع الزمنية أو قوة الإشارة من محطات أو إشارات بلوتوث أساسية متعددة. ثم يقوم بحساب فرق التوقيت أو فرق قوة الإشارة لتحديد موقعه.
وبغض النظر عن طريقة تحديد الموقع فإن الأساس هو قياس قوة الاشارة المرسلة.
اقرأ أيضا: MQTT، بروتوكول إنترنت الأشياء.
كيف يتم تحديد الموقع عن طريق البلوتوث؟
مؤشر قوة الإشارة المستلمة، هو مقياس لقوة الإشارة التي يتلقاها الجهاز، عندما تقوم بوابة Bluetooth بالبحث عن أجهزة إشارة Bluetooth القريبة، يوفر راديو Bluetooth الخاص بكل جهاز إشارة قياس RSSI لكل جهاز. يتم قياس RSSI بالديسيبل (dBm) على مقياس لوغاريتمي، حيث تشير القيم السالبة إلى مسافة أكبر بين الأجهزة.
في التطبيقات العملية، قد تتراوح قيم RSSI عادةً من – 100 إلى 0 ديسيبل مللي وات. تشير قيم مؤشر القوة النسبية (RSSI) الأقرب إلى 0 إلى إشارة أقوى. فلنفترض أن BS1(x1,y1) وBS2(x2,y2) وBS3(x3,y3) هي ثلاث إشارات بلوتوث لأجهزة ذات موضع ثابت يتم ترتيبها في مكان ما. يمكن تحديد موقع نقطة الوصول (E) تقريبًا باستخدام مبدأ تحديد المواقع ثلاثي النقاط. يتضمن هذا المبدأ مفهوم أن الإشارة الصادرة من المرسل تنتشر في جميع الاتجاهات لتشكل تقاطعًا كرويًا. ومن خلال تحليل تقاطع مجالات الإشارة هذه، يصبح من الممكن حساب الموقع التقريبي (x، y) لنقطة الوصول (E).
في تطبيقات العالم الحقيقي، خوارزمية تحديد موضع إشارة البلوتوث RSSI ليست بهذه البساطة كما هو موضح. تتضمن الخوارزمية أيضًا اعتبارات لعوامل التوهين المختلفة في بيئات مختلفة وتطبق خوارزميات التصفية لتقليل تداخل الإشارة من أجل تعزيز استقرار بيانات تحديد الموقع، في بعض الحالات، يتم دمج خوارزميات التنقل بالقصور الذاتي في العملية. على الرغم من هذه التحسينات، من المهم ملاحظة أن الموضع المشتق باستخدام Bluetooth RSSI لا يزال مجرد تقدير تقريبي وذلك لعدة أسباب منها :
- تقلب الإشارة: حتى في البيئات المفتوحة، يمكن أن تكون إشارات بث Bluetooth غير مستقرة، ولا يكون الارتباط بين توهين الإشارة والمسافة واضحًا دائمًا. في نفس الموقع، يمكن أن تظهر إشارة RSSI المستلمة من نفس جهاز الإرسال اختلافات كبيرة، تختلف أحيانًا بعدة وحدات ديسيبل مللي وات، وحتى تتجاوز 10 ديسيبل مللي وات. يؤدي هذا التباين إلى إضعاف العلاقة بين نموذج توهين الإشارة والمسافة.
- سلوك الإشارة في البيئات المعقدة: في البيئات الأقل مثالية التي تحتوي على مواد مثل المعدن والزجاج والماء التي يمكن أن تسبب حيود الإشارة وانعكاسها، قد لا يتبع توهين الإشارة مسارًا خطيًا واضحًا. وفي بعض الحالات، يمكن أن تظهر علاقة سلبية مع المسافة. وهذا يعني أنه مع اقتراب جهاز الإرسال من جهاز الاستقبال، فإن قيمة إشارة RSSI المستلمة قد تزيد فعليًا، مما يؤدي إلى خطأ كبير في تحديد الموقع. في الحالات القصوى، يمكن أن تؤدي هذه العوامل إلى أخطاء في تحديد المواقع تتجاوز 5 أمتار، مما يسلط الضوء على التحديات والتقديرات التي ينطوي عليها تحديد المواقع عبر تقنية Bluetooth RSSI.
ومع ذلك، في معظم الحالات، تقع دقة تحديد موضع البلوتوث عادة ضمن نطاق 2 إلى 5 أمتار. عند مقارنتها بدقة تحديد المواقع لأنظمة GPS التقليدية، فإن تحديد المواقع عبر Bluetooth RSSI يقدم أداءً مثيرًا للإعجاب نسبيًا.
لا توجد تعليقات