基於LoRa加藍牙校園學生安全及定位解決方案

1、 LoRa網關（基站）：負責校園內的網絡覆蓋及胸牌數據採集；
2、定位胸牌：負責位標的數據採集，並通過LoRa傳輸到LoRa網關，可根據應用場景支持GPS等功能；
3、位標：室內定位或室外區域定位位置區域選擇；
4、定位胸牌可充電，一次充電可用12天左右，安保、保潔等人員可人手一台設備，能夠實時記錄相關人員在校園內的活動情況，實時位置，並且可與安保人員的巡更等業務對接，實現一卡多用。位標：採用低功耗電池供電，僅需在合適的位置黏貼即可，無需供電及拉線，保障施工、維護方便，並且可通過 網絡獲取不同位標當前的電量情況，實時了解電量，為未來更好位標提供便利。基於LoRa的網關，一個校園最多2-3個網關即可覆蓋，組網成本低廉。

藍牙 Beacon 定位，利用Lora 遠距離傳輸定位信息。

藍牙 Beacon 是建立在低功耗藍牙協議基礎上的一種廣播協議，同時它也是擁有這個協議的一款低功耗藍牙設備（從機），但是它不能和任何低功耗藍牙主機進行連接，藉此向周圍進行連續性廣播。

1、作用
藍牙 Beacon 是一個小型的信息基站，Beacon 技術通過 Bluetooth Smart 向通信覆蓋範圍內的移動設備捕捉和推送信息，主要應用在室內導航、人流分析、物品跟蹤等。
如在百貨商場及時推送品牌促銷信息，和餐飲設施的位置，或在博物館向遊客推送文物信息等。

 2、藍牙 Beacon 的工作原理：
首先在需要定位的區域內鋪設藍牙 Beacon 信標，一般至少需要鋪設 3 個藍牙 Beacon 信標（因為定位算法要求至少知道三個點的 RSSI 值才能準確地計算定位）；
1）藍牙 Beacon 信標會每隔一定的時間廣播一個數據包到周圍；
2）當終端設備進入藍牙 Beacon 的信號覆蓋範圍內，藍牙主機在執行掃描動作時，會間隔地接收到藍牙 Beacon 廣播出來的數據包；
3）在藍牙主機接收到的廣播包時，會顯示該廣播包來自於哪一個藍牙 Beacon 從機的 MAC 地址和當前的接收發送信號強度指示值 RSSI；
4）RSSI 值是確定藍牙主機位置和藍牙 Beacon 之間遠近距離的依據；
5）通過內置的定位算法，以及和地圖引擎資料庫的交互，就可以測算出藍牙主機當前的具體位置。
6)利用藍牙Beacon 定位數據通過Lora發送到服務器。

3、應用
藍牙 Beacon 最常用的功能就是室內定位，將 Beacon 節點布在適當的位置，再配合 APP 應用，可以很方便地應用在室內導航、人流分析、物品跟蹤等所有與人在室內流動相關的活動之中。



在此方案中，學生佩戴的胸卡採用有源RFID卡的方案，製作成卡片的形式，紐扣電池供電最多可使用3年以上，保障在整個學習周期對學生的免打擾。而在數據採集方面採用基於LoRa做遠距離傳輸的RFID採集終端，僅需提供電源即可，無需布線，在部分難以提供電源的地方，可以採用太陽能供電的方式，最大限度的節約施工成本。同時為家長提供採集盒，對學生出門及回家時間進行監測，從而實現對學生的閉環管理。而且此方案中，胸牌價格不到百元，大大降低綜合採購成本。

而在校園管理方面，需要更為精確的了解安保人員等分布及現狀，包括巡更的路線、時間等，保潔等打掃時間、停留時長等，對實時性及精度均有更高的要求，但總體人員相對較少，而定位的點位相對較多。基於這些特點，提出如下的解決方案。