RSSI (Received Signal Strength Indicator) — это показатель мощности принимаемого радиосигнала, измеряемый в децибелах (дБ). Чем ближе число к нулю, тем сильнее сигнал, а значения вроде –80 дБ указывают на значительное ослабление. В системах внутреннего позиционирования (indoor навигации) RSSI служит одним из ключевых инструментов, особенно там, где GPS недоступен. Он чаще всего используется с такими технологиями, как Bluetooth Low Energy (BLE) и Wi-Fi (IEEE 802.11).
В BLE-сетях RSSI помогает оценить относительное расстояние между передатчиком (меткой, маячком) и приёмником — например, для оценки качества соединения или энергопотребления устройств. В Wi-Fi сетях этот показатель используется не только для позиционирования, но и для анализа покрытия, диагностики сети и решения проблем с подключением
Здесь «уровень шума» — это фоновое электромагнитное «засорение», а коэффициент калибровки корректирует расчёты под конкретное оборудование. Поскольку устройства разных производителей могут по-разному интерпретировать RSSI, шкала измерения может отличаться. Типичный диапазон рабочих значений — примерно от –80 дБ до –30 дБ (минимальный уровень — когда устройство очень близко к передатчику).
Как RSSI применяется для indoor-позиционирования и трекинга активов
В системах отслеживания активов внутри помещений (asset tracking в рамках RTLS — Real-Time Locating Systems) RSSI — одно из самых простых и доступных решений. Его популярность объясняется тем, что многие устройства уже поддерживают BLE или Wi-Fi, то есть нет необходимости вводить дорогое дополнительное оборудование.
Для построения системы трекинга необходимы:
- Маячки или метки (напр. BLE-теги, датчики, смартфоны), которые испускают сигнал;
- Приёмники (шлюзы), регистрирующие уровень сигнала;
- Программная платформа (RTLS), которая собирает RSSI, анализирует данные и рассчитывает положение активов.
Используя падение мощности сигнала по мере удаления, система может оценить расстояние между маячком и приёмником.
Алгоритмы, основанные на RSSI
Классическая математическая модель, применяемая для расчёта расстояния на основе сигнала — это модель потерь мощности (затухания):
Где:
- P(d) — измеренный уровень сигнала;
- d — расстояние между устройствами;
- A и B — константы, характерные для конкретного передатчика.
По умолчанию часто используют A=−82A = -82A=−82, B=3B = 3B=3 для BLE-устройств, но на практике инженеры «калибруют» эти параметры под конкретную среду, что заметно повышает точность.
Затем, чтобы определить позицию объекта, может применяться частичный фильтр (particle filter): система создаёт множество гипотетических «частиц» — потенциальных положений объекта, каждой частицы присваивается вес в зависимости от расхождения между измеренным RSSI и ожидаемым по модели. Итоговое положение — это взвешенное среднее этих частиц.
Возможности и ограничения RSSI-метода
Advantages:
- Экономичность — часто можно использовать уже существующую Wi-Fi или BLE инфраструктуру;
- Versatility — технология не привязана к какому-то одному стандарту: работает с BLE, Wi-Fi и даже RFID.
- Простота внедрения — легко масштабируется для различных сценариев: трекинг оборудования, сотрудников или других активов.
Disadvantages:
- Помехи сигнала — стены, мебель и металлические конструкции влияют на RSSI, вызывая отражения, затухание и многолучевость;
- Ограниченная точность — RSSI чаще всего может дать «зональную» локализацию, с ошибкой в несколько метров;
- Необходима плотная инфраструктура — особенно для больших помещений; недостаток приёмников может создавать «слепые зоны»;
- Проблемы с высотой (ось Z) — метод плохо определяет расположение в вертикали (например, на каком этаже находится тег).
Сравнение: RSSI vs AoA
Одной из альтернатив RSSI является AoA (Angle of Arrival, угол прибытия сигнала). Вот ключевые отличия:
AoA часто даёт большую точность, особенно в сложной среде, но стоит дороже и требует оборудования, поддерживающего Bluetooth 5.1 и антенную решётку.
Когда стоит выбрать RSSI для indoor-навигации
Если важна экономичность и вы хотите использовать уже существующую инфраструктуру (Wi-Fi или BLE).
Если допустима точность в пределах нескольких метров: для аналитики в ритейле, геомаркетинга, трекинга персонала или активов на складе этот уровень точности часто достаточен.
Если проект не требует строгой субметровой точности: в таких случаях можно комбинировать RSSI с другими технологиями (например, AoA) — RSSI покрывает большую зону, а AoA “докручивает” координаты в критичных зонах.
RSSI остаётся одним из самых распространённых способов для локализации внутри помещений, особенно когда важны простота, универсальность и низкая стоимость. Однако у него есть свои ограничения: точность, чувствительность к среде и необходимость калибровки.
Если задача требует высокой точности (например, для робототехники, AR-навигации или автоматизации складов), стоит рассмотреть методы вроде AoA. Но в большинстве случаев именно RSSI — оптимальный выбор для трекинга активов, аналитики и навигации в помещениях.
Leave a request for: https://indoorsnavi.pro/
👇 Subscribe and keep up to date with innovations! 👇
