如何搭建一个蓝牙定位系统

本篇文章给大家分享的是有关如何搭建一个蓝牙定位系统，小编觉得挺实用的，因此分享给大家学习，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获，话不多说，跟着小编一起来看看吧。

1、准备设备

所需硬件设备：

（1）低功率蓝牙定位器若干（如：10个），网上有卖（单价从几十到几百都有）

（2）Android设备一台，系统版本4.2以上（SDK版本大于17）

（3）iOS设备一台，支持蓝牙4.0 BLE

2、设置蓝牙定位器

移动设备扫描周边低功率蓝牙设备，可以获得蓝牙设备对应的Proximity UUID、Major、Minor等属性信息。而刚采购来的蓝牙设备属性可能都相同，互相区别不开，所以我们需要设置每台设备的属性。

设备厂商都会提供相关手机应用，共用户设置属性信息。给蓝牙设备装上电池，打开手机应用，靠近蓝牙设备就能发现，然后就可以设置其属性值了，其中：

UUID是一个32位的16进制数，表示设备厂商，该字段可以沿用出厂设置

Major表示不同区域（比如：某一楼层、某一地区），取值范围0到6万多

Minor表示不同的设备，取值范围0到6万多

样例：UUID = e2c56db5-dffb-48d2-b060-d0f5a71096e0， Major = 1001， Minor = 10001

每台设备设置完属性后准备一个标签，填上属性信息，贴到设备上，方便以后部署。

3、部署蓝牙设备

首先，准备目标场地地图数据，可以是基于经纬度坐标，也可以是简单图片坐标，看具体使用情况。

接下来，将蓝牙设备挨个部署到场地指定位置上，顺便记录每个设备地理坐标或图片坐标。

最后，得到一张表格信息，记录着每台蓝牙设备属性和位置信息。这张表就是整个定位系统的指纹库，为定位算法使用。

固定蓝牙设备到场地指定位置比较容易，不过记录设备坐标信息可能复杂一点，需要在地图或图片上获得相应位置点。可以开发一个App从而快速准确地记录位置信息，顺便将相关信息录入指纹库（数据库，比如：sqlite）。

部署蓝牙设备还有一个关注点就是部署间隔。低功率蓝牙设备容易受场地、环境影响，比较不稳定，所以根据场地条件每隔几米或十几米部署一台蓝牙设备。间隔太大会影响定位精度，不过太密也是资源浪费，不是越密集定位精度越高。

4、客户端App开发

客户端app主要功能就是扫描周围蓝牙设备，将设备列表信息上传定位服务器，从而获得定位效果，并展现给终端用户。

4.1 Android应用开发

工程所需SDK版本大于17。

1. App所需权限（AndroidManifest.xml文件）

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" /><uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />

2. 创建beacon数据项类

public class IBeaconRecord {public String address;// 设备地址（Mac）public String uuid;// Proximity UUIDpublic int major;// Majorpublic int minor;// Minorpublic int rssi;// 场强}

其中，address属性可以不要，因为iOS设备获取不到该属性！

3. 创建扫描工具类

import java.util.ArrayList;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map;import com.example.vo.IBeaconRecord;import android.bluetooth.BluetoothAdapter;import android.bluetooth.BluetoothDevice;import android.bluetooth.BluetoothManager;import android.content.Context;import android.os.Build;import android.os.Handler;public class BLEPositioning {private Context m_ctx;private Handler handler;private BluetoothManager bluetoothManager;private BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;// 存储蓝牙扫描结果，key - name_address, value - List<IBeaconRecord>private Map<String, List<IBeaconRecord>> mapBltScanResult;public BLEPositioning(Context ctx) {super();this.m_ctx = ctx;initParam();}private void initParam() {handler = new Handler();mapBltScanResult = new HashMap<String, List<IBeaconRecord>>();// 设备SDK版本大于17（Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR1）才支持BLE 4.0if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR1) {bluetoothManager = (BluetoothManager) this.m_ctx.getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);mBluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();}}public void startScan(){mapBltScanResult.clear();if (mBluetoothAdapter != null && mBluetoothAdapter.isEnabled()) {// 5秒后停止扫描，毕竟扫描蓝牙设备比较费电，根据定位及时性自行调整该值handler.postDelayed(new Runnable() {@Overridepublic void run() {mBluetoothAdapter.stopLeScan(bltScanCallback);}}, 5 * 1000);mBluetoothAdapter.startLeScan(bltScanCallback);// 开始扫描}}public void requestServer(){// TODO // 利用mapBltScanResult（蓝牙扫描结果）请求定位服务或本地计算定位}private BluetoothAdapter.LeScanCallback bltScanCallback = new BluetoothAdapter.LeScanCallback() {@Overridepublic void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi,byte[] scanRecord) {IBeaconRecord record = new IBeaconRecord();if (fromScanData(scanRecord, record)) {String address = device.getAddress();// 获取Mac地址String name = device.getName();// 获取设备名称String key = name + "_" + address;record.address = address;// Mac地址record.rssi = rssi;// 场强if (mapBltScanResult.containsKey(key)) {mapBltScanResult.get(key).add(record);} else {ArrayList<IBeaconRecord> list = new ArrayList<IBeaconRecord>();list.add(record);mapBltScanResult.put(key, list);}}}};private boolean fromScanData(byte[] scanData, IBeaconRecord record) {int startByte = 2;boolean patternFound = false;while (startByte <= 5) {if (((int) scanData[startByte + 2] & 0xff) == 0x02&& ((int) scanData[startByte + 3] & 0xff) == 0x15) {// yes! This is an iBeaconpatternFound = true;break;} else if (((int) scanData[startByte] & 0xff) == 0x2d&& ((int) scanData[startByte + 1] & 0xff) == 0x24&& ((int) scanData[startByte + 2] & 0xff) == 0xbf&& ((int) scanData[startByte + 3] & 0xff) == 0x16) {return false;} else if (((int) scanData[startByte] & 0xff) == 0xad&& ((int) scanData[startByte + 1] & 0xff) == 0x77&& ((int) scanData[startByte + 2] & 0xff) == 0x00&& ((int) scanData[startByte + 3] & 0xff) == 0xc6) {return false;}startByte++;}if (patternFound == false) {// This is not an iBeaconreturn false;}// 获得Major属性record.major = (scanData[startByte + 20] & 0xff) * 0x100+ (scanData[startByte + 21] & 0xff);// 获得Minor属性record.minor = (scanData[startByte + 22] & 0xff) * 0x100+ (scanData[startByte + 23] & 0xff);// record.tx_power = (int) scanData[startByte + 24]; // this one is// signed// record.accuracy = calculateAccuracy(record.tx_power, record.rssi);// if (record.accuracy < 0) {// return false;// }try {byte[] proximityUuidBytes = new byte[16];System.arraycopy(scanData, startByte + 4, proximityUuidBytes, 0, 16);String hexString = bytesToHex(proximityUuidBytes);StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append(hexString.substring(0, 8));sb.append("-");sb.append(hexString.substring(8, 12));sb.append("-");sb.append(hexString.substring(12, 16));sb.append("-");sb.append(hexString.substring(16, 20));sb.append("-");sb.append(hexString.substring(20, 32));// beacon.put("proximity_uuid", sb.toString());// 获得UUID属性record.uuid = sb.toString();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return true;}private char[] hexArray = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8','9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };private String bytesToHex(byte[] bytes) {char[] hexChars = new char[bytes.length * 2];int v;for (int j = 0; j < bytes.length; j++) {v = bytes[j] & 0xFF;hexChars[j * 2] = hexArray[v >>> 4];hexChars[j * 2 + 1] = hexArray[v & 0x0F];}return new String(hexChars);}}

扫描结果放在mapBltScanResult里，该HashMap的key由设备Mac地址和名称组成（address_name），value是个ArrayList，记录着该蓝牙设备多次扫描得到的信息（IBeaconRecord）序列，请求定位服务或本地计算定位之前，这些序列要进行平均处理（其实只是平均rssi值）。经过RSSI值多次平均处理后，一定程度上减小蓝牙设备不稳定因素。

关于请求定位服务，展现定位效果，还有定位算法都不是本文重点！关于蓝牙定位算法也可以参考其他文献资料！

4.2 iOS应用开发

iOS部分参考了AirLocate源码（苹果官方蓝牙样例工程）。

1. 引用基础配置类“APLDefaults”（来自AirLocate）

APLDefaults.h文件

extern NSString *BeaconIdentifier;@interface APLDefaults : NSObject+ (APLDefaults *)sharedDefaults;@property (nonatomic, copy, readonly) NSArray *supportedProximityUUIDs;@property (nonatomic, copy, readonly) NSUUID *defaultProximityUUID;@property (nonatomic, copy, readonly) NSNumber *defaultPower;@end

APLDefaults.m文件

#import "APLDefaults.h"NSString *BeaconIdentifier = @"com.example.apple-samplecode.AirLocate";@implementation APLDefaults- (id)init{  self = [super init];  if(self)  {    // uuidgen should be used to generate UUIDs.    _supportedProximityUUIDs = @[[[NSUUID alloc] initWithUUIDString:@"E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0"],                   [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:@"5A4BCFCE-174E-4BAC-A814-092E77F6B7E5"],                   [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:@"74278BDA-B644-4520-8F0C-720EAF059935"]];    _defaultPower = @-59;  }    return self;}+ (APLDefaults *)sharedDefaults{  static id sharedDefaults = nil;  static dispatch_once_t onceToken;  dispatch_once(&onceToken, ^{    sharedDefaults = [[self alloc] init];  });    return sharedDefaults;}- (NSUUID *)defaultProximityUUID{  return _supportedProximityUUIDs[0];}@end

2.  定义变量

  // 存储扫描获得的蓝牙设备信息  // key - proximityUUID_Major_Minor  // value - NSArray (CLBeacon)  NSMutableDictionary *dicBeacons;    CLLocationManager *locationManager;  NSMutableDictionary *rangedRegions;   // 要扫描的region    NSTimer *timerPos; // 定时器，用于控制扫描时间长短

3. 初始化

  dicBeacons = [[NSMutableDictionary alloc] init];    locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];  locationManager.delegate = self; // 当前类接收回调，从而获得蓝牙设备信息    // Populate the regions we will range once.  rangedRegions = [[NSMutableDictionary alloc] init];    for (NSUUID *uuid in [APLDefaults sharedDefaults].supportedProximityUUIDs)  {    CLBeaconRegion *region = [[CLBeaconRegion alloc] initWithProximityUUID:uuid identifier:[uuid UUIDString]];    rangedRegions[region] = [NSArray array];  }

4. 开始扫描、停止扫描和请求定位服务

// 开始扫描蓝牙- (void)startScanning{  // 定时3.0秒后请求定位服务，时间间隔自行设置，只要有足够的扫描时间即可  timerPos = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(startPositioning) userInfo:nil repeats:NO];    [dicBeacons removeAllObjects];  // 开始扫描  for (CLBeaconRegion *region in rangedRegions)  {    [locationManager startRangingBeaconsInRegion:region];  }}// 停止扫描蓝牙- (void)stopScanning{  // 停止扫描  for (CLBeaconRegion *region in rangedRegions)  {    [locationManager stopRangingBeaconsInRegion:region];  }}// 请求定位服务- (void)startPositioning{  [self stopScanning];  // 停止扫描    // 以下根据扫描结果dicBeacons来请求定位服务  //}

其中，请求定位服务部分每个人都不一样，依赖自身定位服务。

5. 监听回调，解析扫描获得的蓝牙设备信息，存入dicBeacons变量

#pragma mark - Location manager delegate- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didRangeBeacons:(NSArray *)beacons inRegion:(CLBeaconRegion *)region{    for (NSNumber *range in @[@(CLProximityUnknown), @(CLProximityImmediate), @(CLProximityNear), @(CLProximityFar)])  {    NSArray *proximityBeacons = [beacons filteredArrayUsingPredicate:[NSPredicate predicateWithFORMat:@"proximity = %d", [range intValue]]];        for (int i = 0; i < [proximityBeacons count]; i++) {      CLBeacon *beacon = [proximityBeacons objectAtIndex:i];      // 场强过滤，RSSI值要在-90到0之间      if (beacon.rssi < 0 && beacon.rssi > -90) {        NSString *strKey = [NSString stringWithFormat:@"%@_%@_%@",[beacon.proximityUUID UUIDString], beacon.major, beacon.minor];        if ([dicBeacons objectForKey:strKey]) {          [[dicBeacons objectForKey:strKey] addObject:beacon];        } else {          NSMutableArray *arrBeacons = [[NSMutableArray alloc] init];          [arrBeacons addObject:beacon];          [dicBeacons setObject:arrBeacons forKey:strKey];        }      }    }  }}

5. 定位服务开发

部署蓝牙设备时组建了最原始的蓝牙指纹库（数据表），利用这张表可以开发一套定位服务。

客户端上传过来的是一组蓝牙设备信息列表，例如：

{  "ble_arr” =   (        {      major = 1001;      minor = 10006;      rssi = "-65";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    },        {      major = 1001;      minor = 10002;      rssi = "-72";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    },        {      major = 1001;      minor = 10005;      rssi = "-49";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    },        {      major = 1001;      minor = 10008;      rssi = "-74";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    },        {      major = 1001;      minor = 10001;      rssi = "-65";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    },        {      major = 1001;      minor = 10004;      rssi = "-76";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    },        {      major = 1001;      minor = 10007;      rssi = "-66";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    },        {      major = 1001;      minor = 17010;      rssi = "-67";      uuid = " E2C56DB5-DFFB-48D2-B060-D0F5A71096E0";    }  );}

以上就是如何搭建一个蓝牙定位系统，小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注编程网精选频道。