基于室內定位技術的Beacon設備低功耗實測探究

室內定位技術飛速發展，市場定位需求逐步成型，基于Beacon的室內定位技術已逐漸成熟，應用在室內位置服務也愈加廣泛。

據Market&Markets的調查數據顯示，室內定位的全球市場將以42.0％的年復合成長率增長，市場規模預計從2017年的71.1億美元增長到2022年的409.9億美元。特別是以蘋果為代表的手機企業將高精度定位系統引入手機生態系統后，原本TO B 的商業模式將快速過渡到TO C的市場，這必將引起新一輪市場的快速增長。

其中亞太市場將扮演重要角色，驅動全球市場發展，特別是得益于中國、印度以及東南亞國家的快速增長。2018年，中國室內定位的市場規模為35億元，同比增長了47.7%，年復合增長率為39.3%。基于數據進行業務的拓展已成為最流行的商業模式，尤其是規模效應的積累，也讓定位方案的成本逐漸下降，特別是基于Beacon技術的定位方案成本優勢更加突出，這也讓室內定位產業迎來的春天。

Beacon定位精度為2 ~ 3 m，可以基本滿足工廠訪客的定位軌跡追蹤，商場消費者的室內導航，貴重物品防丟報警的應用需求。此類Beacon設備往往對電池使用壽命有著很高的要求，接下來，讓我們來看看Beacon設備如何達到很長的電池使用壽命。

基于藍牙通信的Beacon設備，擁有超低功耗，低成本優勢。為達到更好的定位精度，則需要大量部署Beacon設備。市面上大多都采用的CR2032電池，體積小，電池成本低，但是容量僅為240 mAh，使用中如需頻繁更換電池，將會帶來很大的工作量。因此電池使用壽命是衡量Beacon設備性能的決定性因素。

那么如何具體計算一個Beacon設備的電池使用壽命呢？在真實使用場景下，電池壽命會受放電電流、溫度、濕度、自放電等諸多參數的影響，理論上說實際電池容量最多只有標稱容量的80%。結合電池放電曲線，Beacon產品的理論電池壽命可以通過電池標稱容量除以廣播時的平均電流，再乘以0.8來計算。按照實際情況，此時得出的理論值可能因為電池廠家的不同也會有些許差距，可以依據具體情況乘以相關的損耗比例來進行電池壽命的預估。

下面舉例說明計算過程：采用CR2032小容量電池，240 mAh容量，去掉20%容量損耗，剩余容量在190 mAh左右。將廣播間隔設置為1000 ms，功率設置為0 dBm，此時信馳達Beacon產品RF-B-AR1的平均電流為6.8 μA。根據上述計算方法得出電池的使用壽命可達2年。在相同的廣播間隔和發射功率的條件下，其他廠商的設備使用壽命約為1年。而采用CR2477大容量電池1000mAh，同理計算可得，信馳達beacon產品續航可達10年，其他廠商為3年。

同時優秀的天線設計可以使得Beacon設備覆蓋范圍更廣，信馳達RF-B-AR1在0 dbm功率覆蓋的范圍，其他廠商可能要4 dBm才能達到，功耗將會增加一倍，電池壽命也會打折，甚至一半。

Beacon的低功耗特性能夠在使用小容量電池的情況下保持優秀的續航能力。如何直觀感受這種低功耗特性？我們選用信馳達科技的Beacon產品RF-B-AR1，設置不同的廣播間隔，在不同廣播模式下對功耗進行實測。

下面是功耗測試儀的實測結果：

從功耗測試中可以看到，RF-B-AR1的休眠功耗低于3 μA，功耗非常低。其余處于工作狀態下的功耗也保持在μA級，整體功耗表現很出色。

發射功率為0 dBm，廣播間隔為500 ms時，平均電流均在11 μA。對比其他廠商在同樣的測試條件下，高達40 μA以上的平均電流，AR1的功耗優勢可以說是非常明顯。

不同廠商的Beacon設備，功耗有優劣，體現在使用壽命上差別將會非常明顯。除此以外，Beacon廣播間隔和發射功率設置參數不同，功耗也會變化。例如廣播間隔設置為100 ms和1 s，發射功率為0 dBm和4 dBm，功耗可能就會差幾個量級。

市面上很多廠商宣稱產品壽命可到3年，甚至5年，對于CR2032這種紐扣電池來說，真的可以達到這么長嗎？使用壽命絕不是簡單的電池容量除以平均功耗這樣計算的。紐扣電池在放電時，電壓低于限定電壓后將基本不再釋放電流，更不用提Beacon模塊正常工作需要一定電壓，電池本身會自放電。信馳達科技的AR1按照（0 dBm，1000 ms）的工作模式，平均電流為6.8 μA，結合電池放電曲線實測，使用壽命可達2年。即使是大量部署Beacon設備，如此優秀的續航能力可以保證很長時間無需更換電池。下面是信馳達和其他廠商Beacon設備的電池壽命對比：

Beacon設備通過設置UUID等關鍵參數，實現不同的應用場景功能。市面上的Beacon配置軟件質量大多參差不齊，使用體驗很差，能夠配置的參數非常少。為了優化Beacon設備配置軟件的使用體驗，配置更加豐富的Beacon參數。信馳達科技集合行業優秀的研發力量，自主研發推出Beacon配置App—Beaconsetting，實現Beacon / Eddystone數據格式參數高效快捷的配置，快速推動客戶室內位置服務的應用落地。

Beacon設置App包含以下功能：

1.設備基本信息管理：查看周圍Beacon設備的名稱，信號強度，UUID等關鍵廣播信息。

2.設備參數設置管理：進行自定義參數設置。

3.設備數據格式切換：可設置Beacon，Eddystone格式數據參數。

4.設備連接及廣播設置：支持設置可連接模式和不可連接模式，訪問密碼設置。

5.智能篩選設備：根據名稱，MAC地址進行智能篩選。

Beacon應用案例在市場上已遍地開花，網上可以搜到各種有關Beacon的技術信息。無論國內還是國外，Beacon技術旺盛的應用需求已經吸引越來越多的廠商投入研發。信馳達科技作為物聯網業內領軍企業更是起到了先行者的作用，旗下推出的Beacon成品RF-B-AR1，操作簡單，配套工具齊全，可視化配置參數，極低的使用門檻助力客戶縮短項目搭建周期，幫助客戶產品快速落地，在國內已有很多Beacon應用場景案例。目前，國內Beacon應用越發趨于完善，整體室內定位產業鏈初具規模。憑借著低功耗，低成本的Beacon產品優勢，信馳達科技在室內定位應用的廣闊前景已經打開。