CN104702320A - 基于蓝牙的近场支付判定方法以及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于蓝牙的近场支付判定方法及系统，方法包括：1）进行蓝牙外围设备多通道发射功率的一致性校准；2）具有蓝牙功能的移动终端开启蓝牙查询扫描；3）所述移动终端收到查询响应数据包后，通过系统接口获得所接收数据包对应的RSSI值；4）对RSSI值进行滤波，并计算所述移动终端与所述蓝牙外围设备之间的距离值；5）根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内。本发明通过具有蓝牙功能的移动终端主动通过查询扫描，获得蓝牙外围设备的查询相应数据包，从而获得RSSI数据来进行距离的计算及判定处理，在经典蓝牙的基础上，实现距离接近的快速判断以及支付的快捷实现。
Description
技术领域
本发明涉及移动支付技术领域，尤其涉及一种基于现有经典蓝牙的Android移动终端近场支付快速判定方法以及判定系统。
背景技术
随着移动支付的盛行，手机作为一个移动支付的平台越来越受到人们的青睐。目前手机支付中主要是一些大的手机厂商通过集成NFC（Near Field Communication , 近场通信）实现该功能。NFC方案采用信号衰减技术，可以方便的实现近场通信，在现有的支付系统中得到了较多的应用。
但是对于部分现在市场占有率较高的手机，并没有集成NFC的功能项；而蓝牙低能耗(BLE)技术却在目前比较新的版本的手机中得到了普及，同时一些大的手机厂商也开始将蓝牙BLE技术引入手机。为了能够使更多的手机用户可以应用近场支付这种便捷的支付方式，引入蓝牙BLE技术来实现与NFC类似的近场支付。蓝牙BLE技术虽然没有像NFC针对信号衰减技术进行特别的设计，但在近距离的情况下，信号的变化比较明显，利用该特点可以进行基于蓝牙BLE的近场通信。在通过蓝牙BLE实现类似NFC的应用中，具体实现近场的判断中是通过蓝牙BLE的广播（Advertising）数据包的判断来实现。
但是，对于现存的大量手机来说，主流的Android手机还是采用现有经典蓝牙实现蓝牙功能，现有经典蓝牙中并没有蓝牙BLE的Advertising机制。在基于蓝牙实现近场支付的应用中，怎样使具有蓝牙功能的手机在实际支付应用中实现快速稳定的近场判别，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中基于蓝牙的移动终端无法实现近场支付的应用的问题，提供一种基于蓝牙的近场支付判定方法及系统，移动终端主动通过查询扫描获得蓝牙外围设备的查询相应数据包，从而获得RSSI数据来进行距离的计算及判定处理，实现快速、稳定的判断具有蓝牙功能的移动终端与蓝牙外围设备之间距离值的变化。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于蓝牙的近场支付判定方法，包括：（1）进行蓝牙外围设备多通道发射功率的一致性校准；（2）具有蓝牙功能的移动终端开启蓝牙查询扫描；（3）所述移动终端收到查询响应数据包后，通过系统接口获得所接收数据包对应的RSSI值；（4）对RSSI值进行滤波，并计算所述移动终端与所述蓝牙外围设备之间的距离值；（5）根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内。
步骤（1）进一步包括：将蓝牙外围设备各频点的有效匹配调整到跳频的中心频率附近。
步骤（3）进一步包括：所述移动终端收到查询响应数据包后立即停止蓝牙查询扫描，并在第一预设时间后再次开启蓝牙查询扫描。优选的，所述第一预设时间为20ms。
步骤（4）进一步包括：在进行滤波时，对第二预设时间内获取的所有查询响应数据包进行平均值处理，对处理后的数据包进行滤波，以及按照RSSI与距离符合对数衰减机制，实现距离值与RSSI值的有效换算。
步骤（5）进一步包括：在根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内时进行互锁处理：当所述移动终端向接近所述蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值小于第一预设阈值时确认进入支付范围；当所述移动终端向远离所述蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值大于第二预设阈值时确认离开支付范围；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
为实现上述目的，本发明还提供了一种基于蓝牙的近场支付判定系统，包括蓝牙外围设备以及具有蓝牙功能的移动终端；所述蓝牙外围设备包括校准模块，所述移动终端包括启动模块、RSSI值获取模块、距离值计算模块以及判断模块；所述校准模块用于进行蓝牙外围设备多通道发射功率的一致性校准；所述启动模块用于开启所述移动终端的蓝牙查询扫描；所述RSSI值获取模块与所述启动模块相连，用于收到查询响应数据包后通过所述移动终端的系统接口获得所接收数据包对应的RSSI值；所述距离值计算模块与所述RSSI值获取模块相连，用于对RSSI值进行滤波，并计算所述移动终端与所述蓝牙外围设备之间的距离值；所述判断模块与所述距离值计算模块相连，用于根据所获取的距离值，判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内。
所述校准模块进一步用于将蓝牙外围设备各频点的有效匹配调整到跳频的中心频率附近。
所述系统进一步包括一扫描处理模块，所述扫描处理模块分别与所述启动模块以及所述RSSI值获取模块相连，用于在所述RSSI值获取模块收到查询响应数据包后立即停止蓝牙查询扫描，并在第一预设时间后再次调用所述启到模块开启蓝牙查询扫描。优选的，所述第一预设时间为20ms。
所述距离值计算模块进一步在进行滤波时，对第二预设时间内获取的所有查询响应数据包进行平均值处理，对处理后的数据包进行滤波，以及按照RSSI与距离符合对数衰减机制，实现距离值与RSSI值的有效换算。
所述判断模块进一步用于在根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内时进行互锁处理：当所述移动终端向接近所述蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值小于第一预设阈值时确认进入支付范围；当所述移动终端向远离所述蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值大于第二预设阈值时确认离开支付范围；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
本发明的优点在于：通过具有蓝牙功能的移动终端主动通过查询扫描，获得蓝牙外围设备的查询相应数据包，从而获得RSSI数据来进行距离的计算及判定处理，实现快速、稳定的判断移动终端与蓝牙外围设备之间距离值的变化。在经典蓝牙的基础上，实现距离接近的快速判断；并且在查询响应数据包较少的情况下，获得稳定的距离判定，实现支付的快捷实现。
附图说明
图1，本发明所述基于蓝牙的近场支付判定方法的流程图；
图2，本发明所述基于蓝牙的近场支付判定系统的架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的基于蓝牙的近场支付判定方法及系统做详细说明。
参考图1，本发明所述基于蓝牙的近场支付判定方法的流程图，通过具有蓝牙功能的移动终端主动通过查询扫描（inquire scan），获得蓝牙外围设备的查询相应（inquire response）数据包，从而获得RSSI(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)数据来进行距离的计算及判定处理，实现快速、稳定的判断移动终端与蓝牙外围设备之间距离值的变化。本实施方式以具有蓝牙功能的手机为例进行说明，但本发明并不限于仅在手机中实施，其它具有蓝牙功能的移动终端也可采用本发明所述方法实现。其中，具有蓝牙功能是指移动终端具备除蓝牙BLE以外、现有的经典蓝牙功能；蓝牙外围设备采用的也是除蓝牙BLE以外、现有经典蓝牙通讯机制。接下来对图1所示的步骤做详细说明。
S11：进行蓝牙外围设备多通道发射功率的一致性校准。
蓝牙通讯采用的是跳频机制，数据通讯在2.4G的79个通道上进行通道的选择。在实际的工作中，不同的频道上发射功率不一致造成了蓝牙外围设备在不同的频道上发射inquire response时，发射出去的实际发射功率存在差异，从而造成了手机与蓝牙外围设备接近时产生较大的误差。
为了确保手机获得稳定RSSI信号，需要对蓝牙外围设备的各个数据通道的数据发射功率进行校准调整。例如，将蓝牙外围设备各频点的有效匹配调整到跳频的中心频率附近。可以在设计蓝牙外围设备时，通过测试蓝牙外围设备在不同通道上发射功率的差异，调整蓝牙外围设备蓝牙芯片RF引脚到天线之间通道上的电阻、电容和电感的值，实现各个通道上发射功率的基本一致。
S12：具有蓝牙功能的移动终端开启蓝牙查询扫描。
对于采用现有经典蓝牙实现蓝牙功能的手机来说，现有经典蓝牙中并没有蓝牙BLE的Advertising机制。要实现数据的接近处理，手机需要主动通过inquire scan获得蓝牙外围设备的inquire response数据包，从而获得RSSI的数据来进行距离的计算判定处理。
S13：所述移动终端收到查询响应数据包后，通过系统接口获得所接收数据包对应的RSSI值。
在手机开启一次inquire scan时，手机系统对于同一个蓝牙地址获得的inquire response数据包进行过滤，也就是说在一次inquire scan中，获得了一次指定设备的蓝牙inquire response数据包后，后面较少概率获得该数据包。为了尽量增加查询响应数据包的量，手机在收到查询响应数据包的情况下，需要停止本次的inquire scan，之后马上启动下一次的inquire scan，并尽量减少两个包之间的时间间隔。因此，作为优选的实施方式，本发明所述方法中，步骤S13进一步包括：所述移动终端收到查询响应数据包后立即停止蓝牙查询扫描，并在第一预设时间后再次开启蓝牙查询扫描，可以在指定时间内有效地获得更多的查询响应数据包。优选的，所述第一预设时间可以设置为20ms。
S14：对RSSI值进行滤波，并计算所述移动终端与所述蓝牙外围设备之间的距离值。
由于接收到的查询响应数据包比较少，为了保证近场判断的快速性，滤波算法方面需要极大的简化，不能依赖于大量数据包进行滤波处理；在进行滤波时，基于滤波的查询响应数据包是非固定的，一般是对在固定的时间内获取所有查询响应数据包进行平均值处理，比如1秒以内的所有查询响应数据包。因此，作为优选的实施方式，本发明所述方法中，步骤S14进一步包括：在进行滤波时，对第二预设时间内获取的所有查询响应数据包进行平均值处理，对处理后的数据包进行滤波，以及按照RSSI与距离符合对数衰减机制，实现距离值与RSSI值的有效换算。
S15：根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内。
为了提高稳定性，获得距离值后，在近场处理时进行互锁处理。也即，作为优选的实施方式，本发明所述步骤S15进一步包括：在根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内时进行互锁处理：当所述移动终端向接近所述蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值小于第一预设阈值时确认进入支付范围；当所述移动终端向远离所述蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值大于第二预设阈值时确认离开支付范围；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。比如：接近时，当手机与蓝牙外围设备距离值在5cm以内时确认进入支付范围；在远离时，当手机与蓝牙外围设备距离值在15厘米以外时确认离开支付范围；解决了当支付中出现临界范围时影响对支付的稳定性的问题。
本发明所述方法通过具有蓝牙功能的移动终端主动通过查询扫描，获得蓝牙外围设备的查询相应数据包，从而获得RSSI数据来进行距离的计算及判定处理，实现快速、稳定的判断移动终端与蓝牙外围设备之间距离值的变化。在经典蓝牙的基础上，实现距离接近的快速判断；并且在查询响应数据包较少的情况下，获得稳定的距离判定，实现支付的快捷实现。
参考图2，本发明所述基于蓝牙的近场支付判定系统的架构示意图。所述系统包括蓝牙外围设备21以及具有蓝牙功能的移动终端22。所述蓝牙外围设备21包括校准模块211，所述移动终端22包括启动模块221、RSSI值获取模块222、距离值计算模块223以及判断模块224。
所述校准模块211用于进行蓝牙外围设备21多通道发射功率的一致性校准。为了确保手机获得稳定RSSI信号，需要对蓝牙外围设备21的各个数据通道的数据发射功率进行校准调整。例如，将蓝牙外围设备各频点的有效匹配调整到跳频的中心频率附近。可以在设计蓝牙外围设备时，通过测试蓝牙外围设备在不同通道上发射功率的差异，调整蓝牙外围设备蓝牙芯片RF引脚到天线之间通道上的电阻、电容和电感的值，实现各个通道上发射功率的基本一致。
所述启动模块221用于开启所述移动终端的蓝牙查询扫描。对于采用现有经典蓝牙实现蓝牙功能的手机来说，现有经典蓝牙中并没有蓝牙BLE的Advertising机制。要实现数据的接近处理，手机需要主动通过inquire scan获得蓝牙外围设备的inquire response数据包，从而获得RSSI的数据来进行距离的计算判定处理。
所述RSSI值获取模块222与所述启动模块221相连，用于收到查询响应数据包后通过所述移动终端22的系统接口获得所接收数据包对应的RSSI值。
在手机开启一次inquire scan时，手机系统对于同一个蓝牙地址获得的inquire response数据包进行过滤，也就是说在一次inquire scan中，获得了一次指定设备的蓝牙inquire response数据包后，后面较少概率获得该数据包。为了尽量增加查询响应数据包的量，手机在收到查询响应数据包的情况下，需要停止本次的inquire scan，之后马上启动下一次的inquire scan，并尽量减少两个包之间的时间间隔。因此，作为优选的实施方式，本发明所述系统进一步包括扫描处理模块229，所述扫描处理模块229分别与所述启动模块221以及所述RSSI值获取模块222相连，用于在所述RSSI值获取模块222收到查询响应数据包后立即停止蓝牙查询扫描，并在第一预设时间后再次调用所述启到模块221开启蓝牙查询扫描。优选的，所述第一预设时间可以设置为20ms。
所述距离值计算模块223与所述RSSI值获取模块222相连，用于对RSSI值进行滤波，并计算所述移动终端22与所述蓝牙外围设备21之间的距离值。
由于接收到的查询响应数据包比较少，为了保证近场判断的快速性，滤波算法方面需要极大的简化，不能依赖于大量数据包进行滤波处理；在进行滤波时，基于滤波的查询响应数据包是非固定的，一般是对在固定的时间内获取所有查询响应数据包进行平均值处理，比如1秒以内的所有查询响应数据包。因此，作为优选的实施方式，本发明所述距离值计算模块进一步在进行滤波时，对第二预设时间内获取的所有查询响应数据包进行平均值处理，对处理后的数据包进行滤波，以及按照RSSI与距离符合对数衰减机制，实现距离值与RSSI值的有效换算。
所述判断模块224与所述距离值计算模块223相连，用于根据所获取的距离值，判断所述移动终端22是否在所述蓝牙外围设备21的支付范围以内。
为了提高稳定性，获得距离值后，在近场处理时进行互锁处理。也即，作为优选的实施方式，所述判断模块224进一步用于在根据所获取的距离值判断所述移动终端22是否在所述蓝牙外围设备21的支付范围以内时进行互锁处理：当所述移动终端22向接近所述蓝牙外围设备21方向移动，并且两者间距离值小于第一预设阈值时确认进入支付范围；当所述移动终端22向远离所述蓝牙外围设备21方向移动，并且两者间距离值大于第二预设阈值时确认离开支付范围；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。比如：接近时，当手机与蓝牙外围设备21距离值在5cm以内时确认进入支付范围；在远离时，当手机与蓝牙外围设备21距离值在15厘米以外时确认离开支付范围；解决了当支付中出现临界范围时影响对支付的稳定性的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种基于蓝牙的近场支付判定方法，其特征在于，包括：
（1）进行蓝牙外围设备多通道发射功率的一致性校准；
（2）具有蓝牙功能的移动终端开启蓝牙查询扫描；
（3）所述移动终端收到查询响应数据包后，通过系统接口获得所接收数据包对应的RSSI值；
（4）对RSSI值进行滤波，并计算所述移动终端与所述蓝牙外围设备之间的距离值；
（5）根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内。
2.根据权利要求1所述的近场支付判定方法，其特征在于，步骤（1）进一步包括：将蓝牙外围设备各频点的有效匹配调整到跳频的中心频率附近。
3.根据权利要求1所述的近场支付判定方法，其特征在于，步骤（3）进一步包括：所述移动终端收到查询响应数据包后立即停止蓝牙查询扫描，并在第一预设时间后再次开启蓝牙查询扫描。
4.根据权利要求3所述的近场支付判定方法，其特征在于，所述第一预设时间为20ms。
5.根据权利要求1所述的近场支付判定方法，其特征在于，步骤（4）进一步包括：在进行滤波时，对第二预设时间内获取的所有查询响应数据包进行平均值处理，对处理后的数据包进行滤波，以及按照RSSI与距离符合对数衰减机制，实现距离值与RSSI值的有效换算。
6.根据权利要求1所述的近场支付判定方法，其特征在于，步骤（5）进一步包括：在根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内时进行互锁处理：当所述移动终端向接近蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值小于第一预设阈值时确认进入支付范围；当所述移动终端向远离蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值大于第二预设阈值时确认离开支付范围；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
7.一种基于蓝牙的近场支付判定系统，其特征在于，包括蓝牙外围设备以及具有蓝牙功能的移动终端；所述蓝牙外围设备包括校准模块，所述移动终端包括启动模块、RSSI值获取模块、距离值计算模块以及判断模块；
所述校准模块用于进行蓝牙外围设备多通道发射功率的一致性校准；
所述启动模块用于开启所述移动终端的蓝牙查询扫描；
所述RSSI值获取模块与所述启动模块相连，用于收到查询响应数据包后通过所述移动终端的系统接口获得所接收数据包对应的RSSI值；
所述距离值计算模块与所述RSSI值获取模块相连，用于对RSSI值进行滤波，并计算所述移动终端与所述蓝牙外围设备之间的距离值；
所述判断模块与所述距离值计算模块相连，用于根据所获取的距离值，判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内。
8.根据权利要求7所述的近场支付判定系统，其特征在于，所述校准模块进一步用于将蓝牙外围设备各频点的有效匹配调整到跳频的中心频率附近。
9.根据权利要求7所述的近场支付判定系统，其特征在于，所述系统进一步包括一扫描处理模块，所述扫描处理模块分别与所述启动模块以及所述RSSI值获取模块相连，用于在所述RSSI值获取模块收到查询响应数据包后立即停止蓝牙查询扫描，并在第一预设时间后再次调用所述启到模块开启蓝牙查询扫描。
10.根据权利要求9所述的近场支付判定系统，其特征在于，所述第一预设时间为20ms。
11.根据权利要求7所述的近场支付判定系统，其特征在于，所述距离值计算模块进一步在进行滤波时，对第二预设时间内获取的所有查询响应数据包进行平均值处理，对处理后的数据包进行滤波，以及按照RSSI与距离符合对数衰减机制，实现距离值与RSSI值的有效换算。
12.根据权利要求7所述的近场支付判定系统，其特征在于，所述判断模块进一步用于在根据所获取的距离值判断所述移动终端是否在所述蓝牙外围设备的支付范围以内时进行互锁处理：当所述移动终端向接近蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值小于第一预设阈值时确认进入支付范围；当所述移动终端向远离蓝牙外围设备方向移动，并且两者间距离值大于第二预设阈值时确认离开支付范围；其中，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
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