CN106934887A - 一种集成位置判断与运动方向的智能蓝牙门禁装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种集成合法用户位置及运动方向判断的自动智能蓝牙门禁系统中，从而防止自动门禁在用户忘关移动端应用情况下的重复误开启操作。其技术方案为，提供一种集成超声波测距传感器的蓝牙智能门禁装置，并相应地提出一种自动门禁控制方法。其中门禁设备装置包括嵌入式微处理器、超声波处理模块、蓝牙无线通信模块、门禁控制模块、内部存储模块。自动门禁控制方法包括步骤步骤10、系统初始化；步骤20、监听蓝牙无线信道，进行身份认证，判断是否范围内有合法用户信号；步骤30、监测超声波测距模块输出，配合蓝牙信号强弱值变化，从而判断合法用户的位置及运动方向；步骤40、根据身份认证和位置及运动方向确认的结果，进行门禁控制与门禁记录。

Description

一种集成位置判断与运动方向的智能蓝牙门禁装置及控制 方法

技术领域

本发明涉及一种集成用户位置与行动方向判断的自动智能蓝牙门禁装置及其控制方法。

背景技术

近年来，在物联网技术高速发展以及物联网应用系统的大规模落地的背景下，智能自动门禁系统作为一项示范应用，也得到了极大的关注。在智能自动门禁系统中，门禁设备与用户移动端设备间使用基于无线通信(如蓝牙等)的自动身份识别技术，实现当被授权移动端设备接近门禁时，门禁系统的自动开锁以及人员出入的自动记录。相比传统需用户人为操作(如刷卡)的门禁系统，自动智能门禁系统实现了对用户透明的身份认证步骤，从而极大便利了用户开门与门禁记录等操作。然而，此类自动门禁系统也存在一定的安全隐患，即当合法用户在室内，移动端设备没关且在门禁的有效识别范围内，此时自动门禁将会保持开启状态，并重复该记录用户出入记录。

发明内容

本发明提出一种集成合法用户位置及运动方向判断的自动智能蓝牙门禁系统中，从而防止自动门禁在用户忘关移动端应用情况下的重复误开启操作。其技术方案为，提供一种集成超声波测距传感器的蓝牙智能门禁装置，并相应地提出一种自动门禁控制方法。

具体来说，该门锁装置以嵌入式微处理器为核心，连接超声波处理模块、蓝牙无线通信模块、门禁控制模块、以及内部存储模块。其中，装置通过超声波处理模块，能够对用户的位置以及运动方向做出判断；通过蓝牙无线通信模块，与用户所携带的移动设备进行基于秘钥交互的身份认证和门禁记录上传，此外也能够基于蓝牙信号的强弱值，对范围内持有合法移动设备的用户运动方向做出大致判断；通过门禁控制模块，实现开锁关锁操作；通过内部存储单元，存储本地门禁出入记录，以及加密后的合法身份列表。

基于上述模块，该自动智能门禁装置的控制方法主要包含如下步骤：

步骤10、系统初始化；

步骤20、监听蓝牙无线信道，进行身份认证，判断是否范围内有合法用户信号；

步骤30、监测超声波测距模块输出，配合蓝牙信号强弱值变化，从而判断合法用户的位置及运动方向；

步骤40、根据身份认证和位置及运动方向确认的结果，进行门禁控制与门禁记录。

进一步的，所述步骤10包含如下步骤：

步骤11、门禁装置系统初始化，开启蓝牙通信模块监听进程，超声波处理模块监听进程。

进一步的，所述步骤20包含如下步骤：

步骤21、用户携带移动设备到达门禁附近，自动触发基于蓝牙通信的身份认证操作；

步骤22、若基于蓝牙通信的身份认证失败，则返回步骤20继续监听无线信道；若身份认证成功，则进入步骤30。

进一步的，所述步骤30包含如下步骤：

步骤31、用户身份认证成功通过后，连续数秒检测超声波传感器输出信号以及蓝牙信号强弱值；

步骤32、若超声波测距传感器和蓝牙信号强弱值均指示该合法用户正在向门禁处移动，则表明该合法用户有开门意图，进入步骤40；反之，则表明当前门禁处并非合法用户，回到步骤20。

进一步的，所述步骤40包含如下步骤：

步骤41、当且仅当身份验证和位置与运动确认均得到通过后，门禁设备进行自动开锁动作并添加门禁出入记录；

步骤42、通过蓝牙通信模块以及可信的用户移动设备，将门禁记录接力上传到服务器。

本发明的有益效果在于：

(1)实现了基于用户移动设备和用户自身动作为基础的自动门禁系统，无需用户额外携带射频卡片或其他设备，从而极大提升了用户体验。

(2)有效解决了合法用户的合法移动设备在室内时，在自动智能门禁系统的重复误开锁动作，增强了门禁系统的安全性和可用性。

附图说明

图1是本发明的设备模块框图。

图2是本发明的工作模式示意图。

图3是本发明的工作流程框图。

具体实施方式

为了使本使用新型的目的，技术方案及优点更为清晰明了，一下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的说明。应当注意，以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡依本申请专利范围所做的均等变化、修饰与改进等，均应在本发明的保护范围之内。

参考图1所示，本发明提供了一种蓝牙智能门禁装置，该装置以嵌入式微处理器为核心，连接超声波处理模块、蓝牙无线通信模块、门禁控制模块、以及内部存储模块。其中，微处理器可选用ARM内核的Cortex系列处理器或其他较为低端的32位/8位处理器；超声波麦克风采用通用的型号即可；蓝牙无线通信模块可使用蓝牙BLE通信；门禁控制使用继电器模块；内部存储可使用通用的RAM芯片即可。微处理器与各模块间通信，依照具体硬件设备，通过I2C，SPI或其他通信协议接口进行。

参考图2和图3所示，整个控制方法涉及身份认证和位置及运动确认两个步骤。其中身份认证通过用户移动端与门禁设备端之间的蓝牙通信实现，位置及运动确认通过超声波测距模块与蓝牙信号强弱值变化的配合实现。

以下具体实施场景，设定为酒店门禁场景。具体实施方法详述如下：

首先酒店大厅服务人员将旅客移动端设备(智能手机或平板电脑)的唯一设备号添加到对应房间门禁设备的合法列表中。若所有房间的门禁均已连接到酒店内部网络，则可直接通过内部网络实施该动作；否则，也可使用手机app通过专有的安全认证协议，通过移动端与房间门禁端的蓝牙通信转发该权限列表到门禁设备。

当用户携带授权过的移动端设备到达对应房间门禁设备附近0.1m～3m范围内时，后台运行的移动端应用即自动通过无线网络与门禁设备进行身份认证。同时，门禁端也进行基于超声波测距和蓝牙信号强弱值的用户位置及运动判断。如果身份认证和位置与运动方向确认，两个步骤均通过，则房间门禁自动开锁，并将当前动作添加到门禁出入记录。反之，如果身份认证通过，但位置与运动方向确认未通过，则表明合法用户可能存在合法设备端应用忘关等情况，并不想进行开门动作，门禁系统此时不做任何动作。

在此过程中，门禁端权限列表中的所有合法用户记录设置有有效时限。超过有效时限后，这些记录会从本地存储单元中自动删除，并更新到权限服务器。从而保证了用户权限的动态管理与监控。

进一步的，门禁管理方也可通过网页、移动应用或其他形式连接到门禁服务器，查看所有门禁出入记录，授权新用户，及动态更改用户权限，以应对用户授权手机丢失等突发情况。

此类认证场景在现实生活中可有多处应用场景，如家居门禁、办公楼门禁、民宿门禁等等，不仅限于本发明中的酒店门禁场景较佳实施例。

Claims (5)

1.一种集成位置与运动方向判断的智能蓝牙门禁装置及控制方法，其特征在于，所述自动智能门禁控制设备以及相应的控制方法。其中门禁设备装置包括如下模块：

嵌入式微处理器、超声波处理模块、无线通信模块、门禁控制模块、内部存储模块。其中，蓝牙无线通信模块用与门禁端与用户移动端的身份认证；超声波测距模块配合对蓝牙信号强弱值变化，实现对用户位置与运动方向的判断。同时结合身份验证和位置与运动方向的判断，从而实现自动智能门禁系统的双重认证，提高其可用性和安全性。

该自动门禁控制方法包括如下步骤：

步骤10、系统初始化；

步骤20、监听蓝牙无线信道，进行身份认证，判断是否范围内有合法用户信号；

步骤30、监测超声波测距模块输出，配合蓝牙信号强弱值变化，从而判断合法用户的位置及运动方向；

步骤40、根据身份认证和位置及运动方向确认的结果，进行门禁控制与门禁记录。

2.根据权利要求1一种集成位置与运动方向判断的智能蓝牙门禁装置及控制方法，其特征在于，所述步骤10包含如下步骤：

步骤11、门禁装置系统初始化，开启蓝牙通信模块监听进程，超声波处理模块监听进程。

3.根据权利要求1所述的一种集成位置与运动方向判断的智能蓝牙门禁装置及控制方法，其特征在于，所述步骤20包含如下步骤：

步骤21、用户携带移动设备到达门禁附近，自动触发基于蓝牙通信的身份认证操作；

步骤22、若基于蓝牙通信的身份认证失败，则返回步骤20继续监听无线信道；若身份认证成功，则进入步骤30。

4.根据权利要求1所述的一种集成位置与运动方向判断的智能蓝牙门禁装置及控制方法，其特征在于，所述步骤30包含如下步骤：

步骤31、用户身份认证成功通过后，连续数秒检测超声波传感器输出信号以及蓝牙信号强弱值；

步骤32、若超声波测距传感器和蓝牙信号强弱值均指示该合法用户正在向门禁处移动，则表明该合法用户有开门意图，进入步骤40；反之，则表明当前门禁处并非合法用户，回到步骤20。

5.根据权利要求1所述的一种集成位置与运动方向判断的智能蓝牙门禁装置及控制方法，其特征在于，所述步骤40包含如下步骤：

步骤41、当且仅当身份验证和位置与运动确认均得到通过后，门禁设备进行自动开锁动作并添加门禁出入记录；

步骤42、通过蓝牙通信模块以及可信的用户移动设备，将门禁记录接力上传到服务器。