基于Semtech SX1278的LoRa加蓝牙校园学生安全及定位解决方案 -电路方案

1、 LoRa网关（基站）:负责校园内的网络覆盖及胸牌数据采集； 2、定位胸牌:负责位标的数据采集，并通过LoRa传输到LoRa网关，可根据应用场景支持GPS等功能； 3、位标:室内定位或室外区域定位位置区域选择； 4、定位胸牌可充电，一次充电可用12天左右，安保、保洁等人员可人手一台设备，能够实时记录相关人员在校园内的活动情况，实时位置，并且可与安保人员的巡更等业务对接，实现一卡多用。位标:采用低功耗电池供电，仅需在合适的位置黏贴即可，无需供电及拉线，保障施工、维护方便，并且可通过 网络获取不同位标当前的电量情况，实时了解电量，为未来更好位标提供便利。基于LoRa的网关，一个校园最多2-3个网关即可覆盖，组网成本低廉。蓝牙 Beacon 定位，利用Lora 远距离传输定位信息。蓝牙 Beacon 是建立在低功耗蓝牙协议基础上的一种广播协议，同时它也是拥有这个协议的一款低功耗蓝牙设备（从机），但是它不能和任何低功耗蓝牙主机进行连接，借此向周围进行连续性广播。 1、作用 蓝牙 Beacon 是一个小型的信息基站，Beacon 技术通过 Bluetooth Smart 向通信覆盖范围内的移动设备捕捉和推送信息，主要应用在室内导航、人流分析、物品跟踪等。 如在百货商场及时推送品牌促销信息，和餐饮设施的位置，或在博物馆向游客推送文物信息等。 2、蓝牙 Beacon 的工作原理: 首先在需要定位的区域内铺设蓝牙 Beacon 信标，一般至少需要铺设 3 个蓝牙 Beacon 信标（因为定位算法要求至少知道三个点的 RSSI 值才能准确地计算定位）； 1）蓝牙 Beacon 信标会每隔一定的时间广播一个数据包到周围； 2）当终端设备进入蓝牙 Beacon 的信号覆盖范围内，蓝牙主机在执行扫描动作时，会间隔地接收到蓝牙 Beacon 广播出来的数据包； 3）在蓝牙主机接收到的广播包时，会显示该广播包来自于哪一个蓝牙 Beacon 从机的 MAC 地址和当前的接收发送信号强度指示值 RSSI； 4）RSSI 值是确定蓝牙主机位置和蓝牙 Beacon 之间远近距离的依据； 5）通过内置的定位算法，以及和地图引擎数据库的交互，就可以测算出蓝牙主机当前的具体位置。 6)利用蓝牙Beacon 定位数据通过Lora发送到服务器。 3、应用 蓝牙 Beacon 最常用的功能就是室内定位，将 Beacon 节点布在适当的位置，再配合 APP 应用，可以很方便地应用在室内导航、人流分析、物品跟踪等所有与人在室内流动相关的活动之中。 在此方案中，学生佩戴的胸卡采用有源RFID卡的方案，制作成卡片的形式，纽扣电池供电最多可使用3年以上，保障在整个学习周期对学生的免打扰。而在数据采集方面采用基于LoRa做远距离传输的RFID采集终端，仅需提供电源即可，无需布线，在部分难以提供电源的地方，可以采用太阳能供电的方式，最大限度的节约施工成本。同时为家长提供采集盒，对学生出门及回家时间进行监测，从而实现对学生的闭环管理。而且此方案中，胸牌价格不到百元，大大降低综合采购成本。而在校园管理方面，需要更为精确的了解安保人员等分布及现状，包括巡更的路线、时间等，保洁等打扫时间、停留时长等，对实时性及精度均有更高的要求，但总体人员相对较少，而定位的点位相对较多。基于这些特点，提出如下的解决方案。 场景应用图展示板照片方案方块图开发工具核心技术优势1、 基于LoRa的校园学生安全及定位解决方案，与传统的方案比较，首先充分考虑了学生与安保的业务不同的属性，基于不同的业务采用不同的技术方案，对需要布放较多位标的定位方案，采用位标电池供电的技术； 2、 对于需要了解进出等关键位置的数据，采用胸牌供电技术，这样在业务上互相分离，对业务管理提供最大的便利性；其次施工简单方便，位标无需供电、布网，仅需黏贴即可，简单方便，而学生的胸牌同样在3年的学习周期内无需更换电池，propertyproperty方便管理。 3、而在传输上采用LoRa的技术方案，布设基站、采集设备的点相对较少，施工简单；再次维护方便，采用星形组网，一旦网络中某一点出现问题，不影响整个网络的稳定性，仅需更换网络中的一点即可；最后是业务联动，无论学生还是安保人员均通过物联网接入到互联网中，可通过权限实现学校管理层、家长等不同层次人员的共同使用 方案规格产品规格说明 1. 通信协议LoRa/Bluetooth BLE4.0 2. 定位:苹果公司iBeacon协议。 3. 传输:LoRa Mesh 4. 传输距离空旷环境500米@LoRa射频20k速率，发射功率20dBm条件下。 5. 蓝牙芯片 NRF52832 6. 蓝牙5.0标准 7. 蓝牙接收灵敏度 -96dBm@1Mbps 8. LoRa芯片 SX1