在可穿戴设备领域，人际距离感知是一个独特且实用的工程方向。与传统的空间感知不同，近距离感知（Proximity Awareness）聚焦于 0.5 米至 3 米范围内的人际交互边界检测，服务于社交距离提醒、注意力管理或无障碍辅助等场景。GitHub 项目「nearby-glasses」探索了通过 BLE 与 UWB 技术实现眼镜端距离检测的可行性，本文从工程视角分析其技术选型与实现要点。
需求定义：从空间感知到人际距离
可穿戴设备的空间感知通常涵盖环境建模与障碍物检测，而人际距离感知则专注于两类核心指标：相对距离（Range）与相对角度（Angle of Arrival）。对于眼镜形态的设备，典型应用场景包括：当他人进入配戴者的个人空间（0.5 米至 1.5 米）时触发轻触提醒，当目标进入亲密空间（小于 0.5 米）时强化提醒级别。这类需求对测距精度提出了明确要求：至少需要分米级精度才能区分不同的空间层级，而传统蓝牙技术往往难以满足。
技术选型：BLE 与 UWB 的工程权衡
蓝牙低功耗（BLE）是目前智能穿戴设备最成熟的连接方案，其优势在于生态完善、功耗极低且芯片成本可控。BLE 5.1 引入的 Direction Finding 功能支持 AoA 与 AoD 角度测量，理论定位精度可达 1 米以内，但实际性能受环境多径影响显著。在室内复杂环境中，BLE 的定位误差通常在 2 至 5 米范围，对于需要区分 0.5 米与 1.5 米距离的场景而言精度不足。此外，BLE 的 RSSI 测距受人体遮挡与天线方向图影响严重，需要额外的滤波算法补偿。
超宽带（UWB）技术则提供了厘米级测距能力。UWB 信号具有宽频谱特性，对多径干扰不敏感，且时间戳精度高，天然适合精密测距场景。主流 UWB 芯片（如 Decawave DWM1001 系列）的测距精度可达 10 厘米以内，室外可视距离可超过 100 米。但 UWB 的功耗显著高于 BLE，典型 UWB 模块的发射电流在 100mA 以上，而 BLE 发射电流仅需 10mA 以内。对于眼镜这类对重量与续航敏感的设备，UWB 的功耗是主要制约因素。
工程实践中的常见策略是混合部署：以 BLE 作为持续监听的低功耗通道，当检测到潜在接近事件时唤醒 UWB 进行精确测距。这种双模方案可以在功耗与精度之间取得平衡，但增加了硬件复杂度与成本。
硬件架构与核心组件
若基于现有芯片方案实现近距离感知眼镜，硬件层面需考虑以下核心组件。处理器建议选用 nRF52840 或同等级别的 BLE SoC，这类芯片集成 BLE 5.0 以上协议栈与足够算力运行简易滤波算法，典型待机功耗可控制在 10μA 以内。UWB 测距模组可选用 DWM1001-C 或 Qorvo DW3110，两者均支持双向测距（Two-Way Ranging）协议并提供 SPI 接口对接主控。传感与反馈部分需要振动马达（0603 尺寸，驱动电压 3V）与多色 LED 指示灯（建议 RGB 0402 封装），以及可选的骨传导微型扬声器用于语音提醒。
供电设计是眼镜形态的关键约束。典型锂电池方案可选用 80mAh 至 120mAh 的软包电池，配合 3.3V 稳压电路。在双模工作模式下，若 UWB 每秒测距 1 次、其余时间深度休眠，整机续航有望达到 12 至 18 小时；若采用纯 BLE 方案结合 RSSI 估算，续航可提升至 48 小时以上，但精度将降至 2 至 3 米级别。
算法实现：距离估算与提醒策略
UWB 测距的核心算法相对成熟，遵循 IEEE 802.15.4z 协议框架的 TWR（Two-Way Ranging）或 TDoA（Time Difference of Arrival）模式即可获得稳定测距结果。工程实现中需要处理的关键问题是时钟同步误差与 NLOS（Non-Line-of-Sight）遮挡。当眼镜与目标之间存在人体或其他障碍物时，UWB 信号会经历额外延迟，导致测距值偏大。一种有效的 NLOS 检测方法是分析首达脉冲（First Path）的信号强度与峰值比，当比值低于预设阈值时判定为非视距场景，对测距结果施加负向补偿或标记为不可信。
基于 BLE 的 RSSI 测距则需要建立信号衰减模型。自由空间路径损耗（FSPL）模型在理想条件下可表达为RSSI = TxPower - 20*log10(d)，其中 d 为距离。但由于人体吸收与多径效应，实际 RSSI 与距离呈非线性关系且方差较大。工程上通常采用卡尔曼滤波或指数加权移动平均（EWMA）对 RSSI 序列进行平滑，滤波系数建议设置在 0.1 至 0.3 之间。更为精确的做法是通过离线标定建立 RSSI - 距离查表曲线，分段线性化后用于实时估算。
提醒策略的设计应遵循渐进式原则。建议将距离区间划分为三级：安全区（大于 2 米）无提醒，个人空间（1 米至 2 米）触发轻微震动（振动时长 50ms，强度 30%），亲密空间（小于 1 米）触发强烈震动（振动时长 150ms，强度 80%）并配合 LED 闪烁（红色，2Hz 频率）。若设备支持语音播报，可在第二级触发简短提示音。
工程参数清单
以下参数可供工程实现参考。UWB 测距场景建议配置：发射功率设为 - 10dBm 至 0dBm（根据距离需求调整），测距间隔设为 1 秒至 3 秒，滤波窗口大小设为 5 至 10 个样本。BLE 广播参数建议：广播间隔设为 100ms 至 200ms（兼顾响应速度与功耗），TX 功率建议固定在 0dBm 以保证 RSSI 稳定性。提醒触发阈值需根据实际标定结果调整，典型设置为 1.5 米与 0.8 米两档。功耗预算分配建议：处理器占 30%，UWB 模块占 50%，传感与反馈占 20%。
监控与迭代
系统上线后需持续监控三类指标：距离准确度（通过对照激光测距仪验证偏差）、提醒响应延迟（从目标进入阈值到用户感知的时间，目标小于 500ms）、以及设备续航达成率。若发现距离偏差持续大于 20%，应检查天线匹配电路与 NFLO 检测逻辑；若延迟超标，需评估 UWB 测距帧间隔是否可以进一步缩短。
总体而言，近距离感知眼镜的实现需要在 BLE 与 UWB 之间进行精度与功耗的权衡。对于社交距离提醒类应用，纯 BLE 方案在经适当滤波后可达标；若需要精确区分 0.5 米级别的亲密空间边界，则建议采用 BLE+UWB 双模方案。随着 UWB 芯片功耗持续下降与封装尺寸缩小，眼镜端集成 UWB 的工程可行性正在逐步提升。
资料来源：本文技术参数参考 Decawave DWM1001 模块数据手册与 nRF52840 产品规范，具体阈值需根据实际硬件调校。