CN106780926A - 蓝牙门禁系统及管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蓝牙门禁系统，包括移动终端、在管理区域内设置的蓝牙信号源，在区域出入口的室内近端、室外近端设置指向性蓝牙信号源，在区域出入口的室内远端设置两个或两个以上蓝牙信号源，所述室内近端的指向性蓝牙信号源、两个室内远端蓝牙信号源不在同一直线上，所述移动终端包括蓝牙侦测模块和判断模块，所述确定判断模块比较管理区域内前后两次蓝牙信号源的RSSI信号强度值，依据出入口所属区域的趋势算法判断移动终端的运动趋势。本发明以强度的变化量计算移动终端的运动趋势，信号源的布置以出入口的室内侧、室外侧设置指向性蓝牙信号源为主，以室内远端的两蓝牙信号源为辅，可以清晰且准确地对移动终端在出入口的进、出意图作出准确判断。
Description
技术领域
本发明涉及蓝牙定位技术领域，更具体地说，是涉及一种蓝牙门禁系统及管理方法。
背景技术
当前定位技术主要分为两类：室外定位技术和室内定位技术。室外定位系统现多用 GPS卫星定位，在室外采用卫星定位具有覆盖范围广、用户接入量大等优势。但是GPS卫星定位只能应用在室外定位，但由于GPS精度低、室内信号弱，因而，不能使用GPS进行室内定位。目前，可用于室内定位的系统有WIFI、蓝牙，WIFI 定位通常通过基于到达时间或到达时间差方案来定位移动终端，或者通过基于到达角度方案来定位移动终端。这些方案都需对 WIFI AP 进行软件升级改造，定位时会影响正常的数据通信，并且需要事先知道 WIFIAP的位置，同时存在定位时间长，定位精度差等问题。2013 年公开的一发明专利（申请号为：201210306880.6） “一种基于蓝牙技术实现定位的方法及系统”。它是基于移动终端，蓝牙AP接入点）和服务器构建的定位系统， 其定位过程中移动终端需要反复将广播信息通过由蓝牙 AP 构建的传输通信网络与服务器进行通信，经服务器处理后，得到当前移动终端的位置信息的一种方法，并发送给移动终端。但其精度、准确度还未得到验证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能准确辨别移动终端运动意图的蓝牙门禁系统及管理方法，以克服现有技术中所存在的不足。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种蓝牙门禁系统，包括移动终端、在管理区域内设置的蓝牙信号源，在区域出入口的室内近端、室外近端设置指向性蓝牙信号源，在区域出入口的室内远端设置两个或两个以上蓝牙信号源，所述室内近端的指向性蓝牙信号源、两个室内远端蓝牙信号源不在同一直线上，所述移动终端包括蓝牙侦测模块和判断模块，所述蓝牙侦测模块搜索室内近端与室外近端指向性蓝牙信号源、室内远端蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值，所述确定判断模块比较管理区域内前后两次蓝牙信号源的RSSI信号强度值，依据出入口所属区域的趋势算法判断移动终端的运动趋势。
所述室外近端指向性蓝牙信号源包括通讯模块、存贮模块，所述存贮模块记录出入口所属区域的室内定位算法，通讯模块向信号范围内的移动终端APP推送所属区域室内定位算法。
蓝牙信号源通过外接电源进行供电或通过内置电池进行供电。
一种蓝牙门禁系统的管理方法，包括以下步骤：
S1）移动终端的蓝牙侦测模块每隔T秒搜索室内近端与室外近端指向性蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值，剔除信号强度较低的指向性蓝牙信号源，根据信号强度较强的指向性蓝牙信号源的ID编码确定移动终端在室外或室内状态；
S2）移动终端的蓝牙侦测模块同时搜索室内远端蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值；
S3）计算指向性蓝牙信号源与室内远端蓝牙信号源相邻两次的RSSI信号强度值的变化速率，若指向性蓝牙信号源的信号强度变化速率Pa大于室内远端各蓝牙信号源的信号强度变化速率Pb，则得出移动终端正向出入口靠近的运动趋势。
上述蓝牙门禁系统的管理方法中，室内远端设置B1、B2两个蓝牙信号源，信号强度变化速率的计算公式是前后两次信号强度值的差除以前一次的信号强度值。
本发明的有益效果是：
本发明通过蓝牙模块自带的 RSSI （Received Signal Strength Indication，）信号强度指示器查询探测所处区域的蓝牙信号源强度，以强度的变化量计算移动终端的运动趋势，信号源的布置以出入口的室内侧、室外侧设置指向性蓝牙信号源为主，以室内远端的两蓝牙信号源为辅，可以清晰且准确地对移动终端在出入口的进、出意图作出准确判断。
室内定位过程中的通信数据可以通过智能移动终端自带的网络功能与服务器进行数据通信交互，而无须另外布设辅助的网络设备构建通信网络。智能移动终端依靠其自带蓝牙功能、以及目标区域蓝牙信号源定位算法， 就可以与周边预先布设的 “蓝牙传感器” 网络进行传感识别定位，构造简单，满足设计需求，解决了 RFID 复杂架构问题。
附图说明
图1是本发明蓝牙门禁系统的蓝牙信号源布局图。
图2是本发明蓝牙信号源三点定位算法原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接。也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
如图1所示，本发明蓝牙门禁系统，包括移动终端3、在管理区域内设置有蓝牙信号源，在区域出入口的室内近端、室外近端设置指向性蓝牙信号源1，在区域出入口的室内远端设置两个或两个以上蓝牙信号源2，所述室内近端的指向性蓝牙信号源、两个室内远端蓝牙信号源不在同一直线上，所述移动终端包括蓝牙侦测模块和判断模块，所述蓝牙侦测模块搜索室内近端与室外近端指向性蓝牙信号源、室内远端蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值，所述确定判断模块比较管理区域内前后两次蓝牙信号源的RSSI信号强度值，依据出入口所属区域的趋势算法判断移动终端的运动趋势。
本发明蓝牙门禁系统的手机系统定位采用RSSI技术，手机定位应用蓝牙信号源三点定位算法原理，参见图2所示，图中，a、b、c分别表示不在同一直线上的三个蓝牙信号源，当只采用a、b两个信号源时，按照信号强弱与距离的关系算式所得出的位置坐标不是唯一的，会出现a1、b1两个坐标点，但当增加蓝牙信号源C作为参照物时，就能根据信号强弱与距离的关系算式准确地计算出移动终端的位置坐标。
当移动终端在门外时，由室外近端的指向性蓝牙信号源1、室内远端两蓝牙信号源2构成一个三角形信号源参照系统（此时，室内近端的指向性蓝牙信号源不起作用）。移动终端APP计算三个信号源的RSSI信号强度值，当出现室外近端的指向性蓝牙信号源1的RSSI信号强度增强的比率远大于室内远端两蓝牙信号源2增强的比率时，系统判断移动终端正朝该出入口方向前进，并且，当室外近端的指向性蓝牙信号源1的信号由极强突然转为微弱或消失时，系统判断移动终端已经进入了出入口。在三角形信号源参照系统中，移动终端系统定位RSSI技术通过积分算法和差分算法来实现，积分算法计算的是每一个蓝牙信号源的动态值，即移动终端所接收到的不同 ID 信号的强弱变化量；差分算法计算的是每一个蓝牙ID 信号的固定量。通过积分算法和差分算法的系统分析，可以得到移动终端所在位置处接收到的不同 ID 信号的强弱变化比率，进而确定它与哪个ID更近，再通过三个 ID 号信号值的强度确定移动终端所处的精确位置。
进入室内后，室外近端的指向性蓝牙信号源几乎不起作用，此时，移动终端接收到室内近端的指向性蓝牙信号源的蓝牙信号，由室内近端的指向性蓝牙信号源1、室内远端两蓝牙信号源2构成另一个三角形信号源参照系统并据此可对移动终端定位。
对于不同蓝牙布局结构的室内环境，其定位算法通常需要作一些调整，因此，在室外近端指向性蓝牙信号源设置有通讯模块、存贮模块，所述存贮模块记录该出入口所属区域的室内专有定位算法，通讯模块向信号范围内的移动终端APP推送所属区域室内定位算法。
智能系统根据移动终端的出入口趋势判断，可以作出包括出入口门禁的开关、室内照明的开关、室内其他电器的开关等操作，从而提高智能化管理效率。
上述蓝牙门禁系统的管理方法，包括以下步骤：
S1）移动终端的蓝牙侦测模块每隔T秒搜索室内近端与室外近端指向性蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值，剔除信号强度较低的指向性蓝牙信号源，根据信号强度较强的指向性蓝牙信号源的ID编码确定移动终端在室外或室内状态；
S2）移动终端的蓝牙侦测模块同时搜索室内远端蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值；
S3）计算指向性蓝牙信号源与室内远端蓝牙信号源相邻两次的RSSI信号强度值的变化速率，若指向性蓝牙信号源的信号强度变化速率Pa大于室内远端各蓝牙信号源的信号强度变化速率Pb，则得出移动终端正向出入口靠近的运动趋势。
室内远端是B1、B2两个蓝牙信号源，室外近端指向性蓝牙信号源为A1，室内近端指向性蓝牙信号源为A2，四个信号源的强度变化速率计算公式是：
室外近端指向性蓝牙信号源强度变化速率为Pa1，室内近端指向性蓝牙信号源强度变化速率为Pa2，室内远端蓝牙信号源强度变化速率分别为Pb1、Pb2，
Pa1=（RSSIa12—RSSIa11）/ RSSIa11；
Pa2=（RSSIa22—RSSIa21）/ RSSIa21；
Pb1=（RSSIb12—RSSIb11）/ RSSIb11；
Pb2=（RSSIb22—RSSIb21）/ RSSIb21。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种蓝牙门禁系统，包括移动终端、在管理区域内设置的蓝牙信号源，其特征在于：在区域出入口的室内近端、室外近端设置指向性蓝牙信号源，在区域出入口的室内远端设置两个或两个以上蓝牙信号源，所述室内近端的指向性蓝牙信号源、两个室内远端蓝牙信号源不在同一直线上，所述移动终端包括蓝牙侦测模块和判断模块，所述蓝牙侦测模块搜索室内近端与室外近端指向性蓝牙信号源、室内远端蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值，所述确定判断模块比较管理区域内前后两次蓝牙信号源的RSSI信号强度值，依据出入口所属区域的趋势算法判断移动终端的运动趋势。
2.根据权利要求1所述的蓝牙门禁系统，其特征在于：所述室外近端指向性蓝牙信号源包括通讯模块、存贮模块，所述存贮模块记录出入口所属区域的室内定位算法，通讯模块向信号范围内的移动终端APP推送所属区域室内定位算法。
3.根据权利要求1所述的蓝牙门禁系统，其特征在于：蓝牙信号源通过外接电源进行供电或通过内置电池进行供电。
4.根据权利要求1所述蓝牙门禁系统的管理方法，其特征在于包括以下步骤：
S1）移动终端的蓝牙侦测模块每隔T秒搜索室内近端与室外近端指向性蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值，剔除信号强度较低的指向性蓝牙信号源，根据信号强度较强的指向性蓝牙信号源的ID编码确定移动终端在室外或室内状态；
S2）移动终端的蓝牙侦测模块同时搜索室内远端蓝牙信号源并查询其RSSI信号强度值；
S3）计算指向性蓝牙信号源与室内远端蓝牙信号源相邻两次的RSSI信号强度值的变化速率，若指向性蓝牙信号源的信号强度变化速率Pa大于室内远端各蓝牙信号源的信号强度变化速率Pb，则得出移动终端正向出入口靠近的运动趋势。
5.根据权利要求4所述蓝牙门禁系统的管理方法，其特征在于：室内远端设置B1、B2两个蓝牙信号源，信号强度变化速率的计算公式是前后两次信号强度值的差除以前一次的信号强度值。
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