CN110390749A - 一种基于蓝牙定位的门禁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于蓝牙定位的门禁系统，包括：蓝牙基站，蓝牙基站搜索蓝牙信号；终端，终端具有蓝牙功能，能够发送蓝牙信号；服务器，蓝牙基站将搜索到的蓝牙信号上传至服务器，服务器计算终端的位置信息，服务器根据终端的位置信息预测所述终端的运动趋势，服务器可根据所述终端的运动趋势和终端的位置信息向门禁下发开门指令。本发明实现了蓝牙门禁系统对用户的定位及运动轨迹预测分析，从而实现门禁系统的智能化，提高门禁系统的安全性。

Description

一种基于蓝牙定位的门禁系统
技术领域
本发明涉及到门禁领域，具体涉及了基于蓝牙定位及运动趋势分析预测的自动门禁系统。
背景技术
随着智慧社区，智慧建筑等行业的发展，需要身份认证的门禁系统也由传统的打卡式门禁逐步向智能化门禁发展，目前较为常见的智慧门禁系统主要有视频门禁系统及蓝牙门禁系统两类，视频门禁系统相比蓝牙门禁系统，其优势在于可根据视频信息进行人脸及人运动信息的采集，从而实现用户身份认证及门禁智能化，其劣势在于其不仅需要大量硬件设备如高清摄像头、后台存储服务器、宽带等，需要很高的设备安装维护成本，同时，对于夜间，雨、雪、雾等恶劣天气或者用户打伞，戴口罩等，有可能造成无法识别用户的情况，抗干扰性较差。因此我们提出了利用蓝牙定位技术实现的智慧门禁系统。
目前蓝牙门禁系统均采用简单的蓝牙配对模式，门禁将蓝牙信息发送至手机或者接收手机发送的蓝牙信息，然后将信息传输至云端进行认证从而实现身份认证及门禁开门。但是这种简单的门禁开门模式会带来极大地安全隐患，一般而言，蓝牙的通信范围为10米之内，当用户位于门禁十米之内时，门禁系统将获取到合法的身份认证信息，从而实现开门，因此对于传统门禁，若用户仅从社区门前路过，门禁系统将获取到合法的身份认证信息，从而实现开门，不能准确判断用户是否想进入社区，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明利用蓝牙门禁系统实现对用户的定位及运动轨迹预测分析，从而实现门禁系统的智能化，提高门禁系统的安全性。
本发明提供的具体技术方案如下：
第一方面，一种基于蓝牙定位的门禁系统，包括：蓝牙基站，所述蓝牙基站搜索蓝牙信号；终端，所述终端具有蓝牙功能，能够发送蓝牙信号；服务器，所述蓝牙基站将搜索到的蓝牙信号上传至服务器，所述服务器计算终端的位置信息，所述服务器根据所述终端的位置信息预测所述终端的运动趋势，所述服务器可根据所述终端的运动趋势和所述终端的位置信息向门禁下发开门指令。
作为一个实施例，所述服务器根据所述终端的RSSI数值计算所述终端到蓝牙基站的距离信息，所述服务器根据所述距离信息计算所述终端的位置信息。
作为一个实施例，根据所述终端的RSSI数值计算位置包括：将所述RSSI数值转换为距离，公式如下：
d=10^[(ABS(RSSI)-A)/(10*n)]
其中，d表示距离，单位是米（m）；
RSSI表示RSSI信号强度，此处取其绝对值；
A表示所述终端距离所述蓝牙基站一米时的RSSI的绝对值；
n为环境衰减因子。
作为一个实施例，所述服务器根据所述终端的MAC地址进行身份认证；如果认证通过则进行后续操作；如果认证不通过则丢弃数据。
作为一个实施例，述服务器根据所述终端的位置信息和所述终端的运动趋势判断是否开门；
如果所述终端的位置距离小于预设距离且所述终端的运动趋势判断为通过门禁时，则所述服务器下发开门指令；
反之则不予动作。
第二方面，本发明提供一种基于蓝牙定位的门禁开启方法，其特征在于，包括：
获取终端的蓝牙信号；
根据所述终端的蓝牙信号计算所述终端的位置信息；
根据所述终端的位置信息预测所述终端的运动趋势；
根据所述终端的位置信息和所述终端的运动趋势，判断是否开门，并下发指令。
作为一个实施例，用于根据所述终端的RSSI数值计算所述终端到蓝牙基站的距离信息，根据所述距离信息计算所述终端的位置信息。
作为一个实施例，根据所述终端的RSSI数值计算位置包括：将所述RSSI数值转换为距离，公式如下：
d=10^[(ABS(RSSI)-A)/(10*n)]
其中，d表示距离，单位是米（m）；
RSSI表示RSSI信号强度，此处取其绝对值；
A表示所述终端距离所述蓝牙基站一米时的RSSI的绝对值；
n为环境衰减因子。
作为一个实施例，根据所述终端的MAC地址进行身份认证；如果认证通过则进行后续操作；如果认证不通过则丢弃数据。
作为一个实施例，所述服务器根据所述终端的位置信息和所述终端的运动趋势判断是否开门；
如果所述终端的位置距离小于预设距离且所述终端的运动趋势判断为通过门禁时，则所述服务器下发开门指令；
反之则不予动作。
第三方面，本发明提供一种计算设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述第二方面所述的一种基于蓝牙定位的门禁开启方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读非易失性存储介质，其特征在于，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行上述第二方面所述的一种基于蓝牙定位的门禁开启方法。
由此可见，本发明可以通过蓝牙基站搜索蓝牙信号，蓝牙基站将搜索到的蓝牙信号上传至服务器，服务器计算终端的位置信息，服务器根据终端的位置信息预测所述终端的运动趋势，服务器可根据运动趋势和终端的位置信息向门禁下发开门指令，实现了门禁系统对用户的定位及运动轨迹预测精准分析，解决了现有门禁系统抗干扰性较差的问题，从而实现了门禁系统的智能化，通过分析用户的定位及其运动轨迹，可以准确判断出是否进入，从而提高门禁系统的安全性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于蓝牙定位的门禁系统流程图；
图3为本发明实施例提供的一种蓝牙门禁的布局示意图；
图4为本发明实施例提供的一种示例性实施方式中的计算机设备的硬件结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1示例性的示出了本发明实施例所适用的一种系统架构，该系统架构可以为服务器100，包括处理器110、通信接口120和存储器130。
其中，通信接口120用于与终端设备进行通信，收发该终端设备传输的信息，实现通信。
处理器110是服务器100的控制中心，利用各种接口和路线连接整个服务器100的各个部分，通过运行或执行存储在存储器130内的软件程序/或模块，以及调用存储在存储器130内的数据，执行服务器100的各种功能和处理数据。可选地，处理器110可以包括一个或多个处理单元。
存储器130可用于存储软件程序以及模块，处理器110通过运行存储在存储器130的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器130可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据业务处理所创建的数据等。此外，存储器130可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述图1所示的结构仅是一种示例，本发明实施例对此不做限定。
基于上述描述，图2示例性的示出了本发明实施例提供的一种基于蓝牙定位的门禁系统的流程，该流程可以由基于蓝牙定位的门禁开启方法执行，该装置可以位于上述图1所述的服务器中，也可以是该服务器。
如图2所示，该系统的工作流程具体为：
步骤201，用户携带终端进入蓝牙基站接收覆盖区域，用户打开终端的开门功能。
终端具有蓝牙功能，能够发送蓝牙信号。
可选地，终端可以为手机或平板或手环或电子钥匙等，在此不做限定。
进一步地，若是手机或平板则打开相应APP，若是手环或电子钥匙则为相应的按键。
步骤202，终端每隔一定时间发送一次蓝牙搜索信号，搜索周围蓝牙基站设备，蓝牙基站对蓝牙信号进行搜集并经过蓝牙网关将数据上传至后台服务器；
进一步地，蓝牙基站的数量可以为两个，或者更多，本发明在此不做限定；
可选地，如图3所示，为双向门禁示意图，门禁内外各安放一组3个蓝牙基站并构建基于门禁的平面直角坐标系，坐标系原点位置可自由定义，图3中门禁内外的每组蓝牙基站，以靠近门禁的蓝牙基站为顶点构成等腰三角形，每组的3个蓝牙基站所覆盖的区域两两相交，这样布设可扩大蓝牙基站的覆盖范围，提高蓝牙基站搜所蓝牙信号的速度和准确率。当用户携带终端进入蓝牙基站所覆盖的区域时，蓝牙基站对终端发出的蓝牙信号进行搜集并经过蓝牙网关将数据上传至后台服务器。用户距离门禁越近，进入到蓝牙基站相交区域时，蓝牙基站对终端发出的蓝牙信号进行搜集的速度和准确率相较于单个蓝牙基站所覆盖的区域会大大提高。
步骤203，后台服务器根据终端的MAC地址信息进行身份认证；
进一步地，如认证不通过则丢弃数据，认证通过则进行后续操作。
步骤204，后台服务器首先根据终端的RSSI数值计算终端设备距离各个蓝牙基站的距离信息，然后根据距离信息计算终端的位置信息；
进一步地，将终端的RSSI数值转换为距离，公式如下：
d=10^[(ABS(RSSI)-A)/(10*n)]
其中，d表示距离，单位是米（m）；
RSSI表示RSSI信号强度，此处取其绝对值；
A表示所述终端距离所述蓝牙基站一米时的RSSI的绝对值；
n为环境衰减因子。
步骤205，后台服务器根据计算所得终端位置信息进行所述终端的运动趋势预测；
可选地，运动趋势预测采用传统预测方式，本发明在此不做限定，例如马尔可夫模型预测，朴素贝叶斯预测等。
步骤206，后台服务器根据终端位置信息及所述终端的运动趋势信息判断是否开门；
可选地，设定用户距离门禁不足两米且运动趋势为通过门禁时，则下发门禁开门指令，反之则不予动作（不会影响其他开门方式如二维码，射频卡等）。
通过分析用户的定位及其运动轨迹，可以准确判断出是否进入，从而提高门禁系统的安全性。
基于相同的构思，本发明实施例提供一种基于蓝牙定位的门禁开启方法，包括：
获取终端的蓝牙信号；
根据终端的蓝牙信号计算终端的位置信息；
根据终端的位置信息预测终端的运动趋势；
根据终端的位置信息和终端的运动趋势，判断是否开门，并下发指令。
可选地，根据终端的RSSI数值计算位置包括：将RSSI数值转换为距离，公式如下：
d=10^[(ABS(RSSI)-A)/(10*n)]
其中，d表示距离，单位是米（m）；
RSSI表示RSSI信号强度，此处取其绝对值；
A表示终端距离所述蓝牙基站一米时的RSSI的绝对值；
n为环境衰减因子。
可选地，根据终端的MAC地址进行身份认证；如果认证通过则进行后续操作；如果认证不通过则丢弃数据。
可选地，根据终端的位置信息和所述终端的运动趋势判断是否开门；
如果终端的位置距离小于预设距离且所述终端的运动趋势判断为通过门禁时，则服务器下发开门指令；反之则不予动作。
名词解释：
RSSI：RSSI（Received Signal Strength Indicator）是接收的信号强度指示，无线发送层的可选部分，用来判定链接质量，以及是否增大广播发送强度。RSSI的实现是在反向通道基带接收滤波器之后进行的。
蓝牙（ Bluetooth® ）：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）
终端：即用于智能蓝牙门禁进行身份认证的终端设备，包括但不限于包含蓝牙功能的智能手机、平板电脑等，已登记过蓝牙MAC地址等唯一标识的带有蓝牙功能的手环，电子钥匙等设备
蓝牙基站：用于接收终端所发送信号的蓝牙数据采集点，分布在所要求的覆盖区域，通过蓝牙网关进行数据联网
蓝牙网关：用于接收蓝牙基站所上传的数据，并将数据通过网络上传至后台数据服务器。
基于相同的构思，本发明实施例还提供一种计算机设备，如图4所示，所述计算机设备包括存储器41、处理器42、通信接口43以及通信总线44；其中，所述存储器41、处理器42、通信接口43通过所述通信总线44进行相互间的通信；
所述存储器41，用于存放计算机程序；
所述处理器42，用于执行所述存储器41上所存放的计算机程序，所述处理器42执行所述计算机程序时实现本申请实施例提供的基于蓝牙定位的门禁开启方法的任一步骤。
基于相同的构思，本发明实施例提供一种计算机可读非易失性存储介质，其特征在于，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行上述一种基于蓝牙定位的门禁开启方法。
本发明可以通过蓝牙基站搜索蓝牙信号，蓝牙基站将搜索到的蓝牙信号上传至服务器，服务器计算终端的位置信息，服务器根据终端的位置信息预测所述终端的运动趋势，服务器可根据运动趋势和终端的位置信息向门禁下发开门指令，实现了门禁系统对用户的定位及运动轨迹预测精准分析，解决了现有门禁系统抗干扰性较差的问题，从而实现了门禁系统的智能化，通过分析用户的定位及其运动轨迹，可以准确判断出是否进入，从而提高门禁系统的安全性。
最后应说明的是：本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于蓝牙定位的门禁系统，包括：
蓝牙基站，所述蓝牙基站搜索蓝牙信号；
终端，所述终端具有蓝牙功能，能够发送蓝牙信号；
服务器，所述蓝牙基站将搜索到的蓝牙信号上传至服务器，所述服务器计算终端的位置信息，所述服务器根据所述终端的位置信息预测所述终端的运动趋势，所述服务器可根据所述终端的运动趋势和所述终端的位置信息向门禁下发开门指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙定位的门禁系统，其特征在于：所述服务器根据所述终端的RSSI数值计算所述终端到蓝牙基站的距离信息，所述服务器根据所述距离信息计算所述终端的位置信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于蓝牙定位的门禁系统，其特征在于：根据所述终端的RSSI数值计算位置包括：将所述RSSI数值转换为距离，公式如下：
d=10^[(ABS(RSSI)-A)/(10*n)]
其中，d表示距离，单位是米（m）；
RSSI表示RSSI信号强度，此处取其绝对值；
A表示所述终端距离所述蓝牙基站一米时的RSSI的绝对值；
n为环境衰减因子。
4.根据权利要求2所述的一种基于蓝牙定位的门禁系统，其特征在于：所述服务器根据所述终端的MAC地址进行身份认证；
如果认证通过则进行后续操作；
如果认证不通过则丢弃数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于蓝牙定位的门禁系统，其特征在于：所述服务器根据所述终端的位置信息和所述终端的运动趋势判断是否开门；
如果所述终端的位置距离小于预设距离且所述终端的运动趋势判断为通过门禁时，则所述服务器下发开门指令；
反之则不予动作。
6.一种基于蓝牙定位的门禁开启方法，其特征在于，包括：
获取终端的蓝牙信号；
根据所述终端的蓝牙信号计算所述终端的位置信息；
根据所述终端的位置信息预测所述终端的运动趋势；
根据所述终端的位置信息和所述终端的运动趋势，判断是否开门，并下发指令。
7.一种计算设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行权利要求6所述的一种基于蓝牙定位的门禁开启方法。
8.一种计算机可读非易失性存储介质，其特征在于，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行如权利要求6所述的一种基于蓝牙定位的门禁开启方法。
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