CN111615094A - 一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统及方法 - Google Patents

一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统及方法。所述系统包括：蓝牙发射器、蓝牙网关、监控后台服务器以及客户端；通过该系统使得被监测对象，被监测设施，被监测车内设备通过车载蓝牙网关统一进行监控，通过蓝牙发射器的ID，客户端调用监控后台服务器对应蓝牙发射器，并查找所需数据。本申请使得车载设备统一采用标准的通信接口和蓝牙网关进行数据交互，减少了显示、通信、定位等各种模块，降低了用户使用成本；能够为走失的老人、儿童、宠物提供一种低成本、易实施的定位功能；能够为各类市政设施，提供一种低成本，易部署的数据传输解决方案。

Description

一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统及方法
技术领域
本申请涉及传感器技术以及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统及方法。
背景技术
目前，据公安部统计，2019年全国新注册登记机动车3214万辆，机动车保有量达3.48亿辆，其中新注册登记汽车2578万辆，汽车保有量达2.6亿辆。汽车的辅助设备也越来越多，比如行车记录仪、胎压监测、OBD(车载自动诊断系统)数据监测、GPS追踪器等等。这些设备往往都有一套独立的装置，互相没有关联，造成各个设备成本高昂、功能冗余，使狭小的汽车显得很凌乱。比如胎压监测和OBD数据监测都会有自己独立的显示设备，行车记录仪也会带有GPS功能，GPS追踪器和有些OBD数据监测都带有无线数据远传模块。
根据统计，平均每天走失老人约为1370人，全国走失老人一年约在50万上下，这其中很大一部分是阿尔茨海默病老人。这是一个庞大的数字。目前常见的一种解决方案是给老人佩戴定位手表，这种设备虽然能够比较方便的获得老人的位置，但存在的问题也很明显，比如需要经常开启GPS功能导致功耗大，待机时间往往只有几天到十几天，老人经常需要拆卸下来充电，这样就会经常忘记佩戴。
2018年以来，全球物联网设备连接数保持强劲增势，设备接入量超70亿，行业渗透率持续提高，其中智慧城市的发展最为迅速，城市中各种碎片化的设备被接入了网络，除了传统的水表、气表，之前难以管理的下水道井盖、路边垃圾桶、路灯等各种设备也被接入了网络，但这些设备的监测装置目前普遍存在功耗大、成本较高、体积大、不易部署的问题。
针对相关技术中汽车的统一辅助设备、老年人防止走丢、城市物联网设备部署的问题，目前尚未提出有效的、综合的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统及方法，以解决相关技术中汽车的统一辅助设备、老年人防止走丢、城市物联网设备部署的问题。主要完成三种功能：1.能够对车内的多种带蓝牙接口的设备和携带蓝牙发射器的货物的数据统一采集、处理；2.能够扫描车外佩戴蓝牙发射器的老人、儿童、宠物，及时获取走失的老人、儿童、宠物的位置；3.能够获取车外带蓝牙通信接口的设施的数据，比如路灯、井盖、垃圾桶等。蓝牙网关将上述所有数据上传到后台，进行存储、分析、转发。
为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，使得被监测对象，被监测设施，被监测车内设备通过车载蓝牙网关统一进行监控。
根据本申请的车载蓝牙网关监测系统包括：蓝牙发射器、蓝牙网关、监控后台服务器以及客户端；
所述蓝牙网关接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所述蓝牙信号发送给监控后台服务器，所述客户端通过蓝牙发射器的ID调用监控后台服务器的所述蓝牙发射器的数据；
所述蓝牙网关，包括：蓝牙探测模块、GPS模块、通信模块、主控模块、加速度传感器。
所述蓝牙探测模块接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并与所述主控模块相连接，所述主控模块分别与GPS模块、通信模块、加速度传感器相连接；
所述蓝牙发射器，产生蓝牙信号，并将蓝牙信号发送给蓝牙探测模块，被监测对象佩戴蓝牙发射器，被监测设施安装蓝牙发射器，被监测车内设备内置蓝牙发射器；
所述蓝牙探测模块，用来接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所述蓝牙信号传递给主控模块；
所述主控模块，用于协调所有模块完成蓝牙网关对所述蓝牙发射器的定位监测；
所述通信模块，将所述主控模块发过来的各种信息传递到监控后台服务器；
所述加速度传感器，用来判断车辆是否在运动中，并将车辆加速度信号传递给主控模块。
所述GPS模块，用于实时定位车辆所在的具体位置，并根据主控模块的需要将车辆所在的具体位置发送到主控模块；
所述被监测对象，为需要被定位跟踪的对象，包括：老人、儿童以及宠物；
所述被监测设施，为需要接入物联网的车外市政设施，包括：智慧路灯、智慧井盖、智慧垃圾桶；
所述被监测车内设备，汽车内的辅助设备以及需要定位货物或者物品，包括：OBD数据采集设备(OBD，On Board Diagnostics汽车在线诊断)、胎压监测设备、车载货物。
所述OBD数据采集设备，包含数据读取模块和蓝牙发射器，数据读取模块周期性的读取汽车在线诊断的所有数据，通过蓝牙发射器周期性地广播发送到所述蓝牙网关。默认1秒钟发送一次。OBD设备可通过所述蓝牙网关进行配置，不同厂家的OBD设备只要遵循相同的通信协议就可以和网关协同工作。
所述胎压监测设备，包含胎压传感器和蓝牙发射器，所述胎压传感器周期性的读取胎压和温度，然后通过蓝牙发射器周期性地广播发送到所述蓝牙网关。默认1秒钟发送一次。胎压监测设备参数可通过所述蓝牙网关进行配置，不同厂家的胎压监测设备只要遵循相同的通信协议就可以和所述蓝牙网关协同工作。
所述通信模块，包含所述OBD数据采集设备以及所述胎压监测设备的通信协议。
所述车载货物，即在需要跟踪地位的货车或者物品上安装蓝牙发射器，蓝牙发射器周期性的发送包含货物的标识信息的广播，所述蓝牙网关实时获取货物的信息。用户可以通过客户端实时了解货物从装载、运输到卸载整个流程的位置信息，达到货物出入库管理、追踪的目的。
所述监控后台服务器为部署云服务器或者本地服务器。
所述主控模块，接收所述加速度传感器传递过来的车辆加速度信号，当车辆加速度信号表示车辆在静止时，所述主控模块将停止GPS模块工作，当车辆加速度信号表示车辆运动时，所述主控模块能够根据汽车运动的速度调整GPS模块上报周期，车辆加速度信号与GPS模块上报周期的一一对应关系，在所述主控模块中预先设置。
所述通信模块采用LTE Cat 1或者NBIOT模块。
第二方面，本申请还提供了一种基于物联网的车载蓝牙网关监测方法，使用基于物联网的车载蓝牙网关监测系统来实现，步骤如下：
步骤S1：蓝牙网关开启，蓝牙网关中的主控模块开启蓝牙探测模块、GPS模块、通信模块以及加速度传感器；
步骤S2：所述主控模块，接收所述加速度传感器传递过来的车辆加速度信号，并根据车辆加速度信号对所述GPS模块启动或停止以及上报周期进行调整；
步骤S3：所述蓝牙探测模块，接收所有蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所有蓝牙信号传递给主控模块；
步骤S4：所述主控模块，通过通信模块，将所有蓝牙信号发送给所述监控后台服务器；
步骤S5：通过蓝牙发射器的ID，客户端调用监控后台服务器对应蓝牙发射器，并查找所需数据。
有益技术效果：
本申请提出一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统及方法，使得车载设备统一采用标准的通信接口和蓝牙网关进行数据交互，减少了显示、通信、定位等各种模块，降低了用户使用成本。同时所有数据可实时远程传输和存储，用户可实时了解汽车的状况。汽车相关的胎压、运行数据也为远程故障诊断提供了依据，可有效分析车况和驾驶行为，为驾驶员提供参考，避免事故的发生。
能够为走失的老人、儿童、宠物提供一种低成本、易实施的定位辅助功能。功耗只有其它方案的百分之一到千分之一，可以待机数年，体积也只有其它类似设备的几分之一到几十分之一，成本只有其它方案的十分之一。对于儿童，纽扣大小的发射器可以以多种形态隐藏在书包、衣物里，防止被不法分子故意移除。对于老人，可以以小的饰物放在老人衣物、挂在皮带上，做到永不拆卸。
能够为各类市政设备，如下水井盖、路灯、垃圾桶等提供一种低成本，易部署的数据传输解决方案，有效减少了硬件成本、节省了基于运营商网络的通信费，使大量的基础设施可以快速接入网络。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统框图；
图2是根据本申请实施例提供的一种基于物联网的车载蓝牙网关监测方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
第一方面，本申请提供了一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，使得被监测对象，被监测设施，被监测车内设备通过车载蓝牙网关统一进行监控。
根据本申请的车载蓝牙网关监测系统包括：蓝牙发射器、蓝牙网关、监控后台服务器以及客户端；
所述蓝牙网关接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所述蓝牙信号发送给监控后台服务器，所述客户端通过蓝牙发射器的ID调用监控后台服务器的所述蓝牙发射器的数据；
所述蓝牙网关，包括：蓝牙探测模块、GPS模块、通信模块、主控模块、加速度传感器，如图1所示。
所述蓝牙探测模块接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并与所述主控模块相连接，所述主控模块分别与GPS模块、通信模块、加速度传感器相连接；
所述蓝牙发射器，产生蓝牙信号，并将蓝牙信号发送给蓝牙探测模块，被监测对象佩戴蓝牙发射器，被监测设施安装蓝牙发射器，被监测车内设备内置蓝牙发射器；
所述蓝牙探测模块，用来接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所述蓝牙信号传递给主控模块；
所述主控模块，用于协调所有模块完成蓝牙网关对所述蓝牙发射器的定位监测；
所述通信模块，将所述主控模块发过来的各种信息传递到监控后台服务器；
所述加速度传感器，用来判断车辆是否在运动中，并将车辆加速度信号传递给主控模块。
所述GPS模块，用于实时定位车辆所在的具体位置，并根据主控模块的需要将车辆所在的具体位置发送到主控模块；
所述被监测对象，为需要被定位跟踪的对象，包括：老人、儿童以及宠物；
所述被监测设施，为需要接入物联网的车外市政设施，包括：智慧路灯、智慧井盖、智慧垃圾桶；
所述被监测对象或所述被监测设施携带的蓝牙发射器均采用低功耗蓝牙传输数据，同时去掉了GPS模块，待机时间长、成本低、体积小。成千上万装载蓝牙网关的汽车将成为移动的蓝牙基站，及时获取其50米范围内的人或300米范围内的设备的信息，并通过低功耗通信模块，如NBIOT上传到传统的通信基站。
所述被监测车内设备，汽车内的辅助设备以及需要定位货物或者物品，包括：OBD数据采集设备(OBD，On Board Diagnostics汽车在线诊断)、胎压监测设备、车载货物。
所述OBD数据采集设备，包含数据读取模块和蓝牙发射器，数据读取模块周期性的读取汽车在线诊断的所有数据，通过蓝牙发射器周期性地广播发送到所述蓝牙网关。默认1秒钟发送一次。OBD设备可通过所述蓝牙网关进行配置，不同厂家的OBD设备只要遵循相同的通信协议就可以和网关协同工作。
所述胎压监测设备，包含胎压传感器和蓝牙发射器，所述胎压传感器周期性的读取胎压和温度，然后通过蓝牙发射器周期性地广播发送到所述蓝牙网关。默认1秒钟发送一次。胎压监测设备参数可通过所述蓝牙网关进行配置，不同厂家的胎压监测设备只要遵循相同的通信协议就可以和所述蓝牙网关协同工作。
所述通信模块，包含所述OBD数据采集设备以及所述胎压监测设备的通信协议。
所述车载货物，即在需要跟踪的货车或者物品上安装蓝牙发射器，蓝牙发射器周期性的发送包含货物的标识信息的广播，所述蓝牙网关实时获取货物的标识信息。用户可以通过客户端实时了解货物从装载、运输到卸载整个流程的位置信息，达到货物出入库管理、追踪的目的。
所述监控后台服务器为云服务器或者本地服务器。
对于井盖、垃圾桶、路灯等各种车外设备，其工作方式和车内胎压监测设备类似，传感器周期性的获取设备的信息并通过蓝牙广播，经过这些设备的汽车携带的蓝牙网关将获取到这些信息并上传至云服务器。
对于老人、儿童、宠物、装配的蓝牙发射器，其工作方式和车载货物类似，蓝牙网关通过获取其蓝牙信息间接的获取其位置信息。安装蓝牙网关的汽车越多，寻找到走失的老人、儿童、宠物的概率就越大。
蓝牙网关在收到上述设备的数据后，将会进行统一处理，根据配置可以周期性的或者数据发生变化时通过通信模块发送到云服务器，这样用户通过Web或手机就可以远程观测汽车的状态，包括位置、胎压、故障、货物信息等。查找老人、儿童的位置时，只要输入蓝牙发射器的ID，就可以在系统里进行查询。对于下水井盖等设施的数据，监控后台直接通过API接口转发给政府设备管理部门。
本申请数据回传通信方案采用最新的NBIOT等低功耗通信模块，相比起普通的2G,3G,4G模块，功耗和成本更低。通信模块也可以采用传统的2G，3G，4G模块，但目前2G，3G网络已处于逐步退网的过程，未来的覆盖将越来越困难。普通的4G模块，虽然通信速率高，但成本高，耗电大。
所述主控模块，接收所述加速度传感器传递过来的车辆加速度信号，当车辆加速度信号表示车辆在静止时，所述主控模块将停止GPS模块工作，当车辆加速度信号表示车辆运动时，所述主控模块能够根据汽车运动的速度调整GPS模块上报周期，车辆加速度信号与GPS模块上报周期的一一对应关系，在所述主控模块中预先设置。
如果加速度传感器检测到车辆正在运动，则GPS模块开始工作，可根据汽车运动速度动态调整定位周期。当车辆静止时，GPS模块停止工作。蓝牙模块周期性的工作，默认每10秒钟持续扫描2秒，并根据UUID(UUID，Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)进行数据过滤。通过通信模块，可对蓝牙网关进行远程配置。
所述通信模块采用LTE Cat 1或者NBIOT模块。
第二方面，本申请还提供了一种基于物联网的车载蓝牙网关监测方法，使用基于物联网的车载蓝牙网关监测系统来实现，如图2所示，步骤如下：
步骤S1：蓝牙网关开启，蓝牙网关中主控模块开启蓝牙探测模块、GPS模块、通信模块以及加速度传感器；
步骤S2：所述主控模块，接收所述加速度传感器传递过来的车辆加速度信号，并根据车辆加速度信号对所述GPS模块启动或停止以及上报周期进行调整；
步骤S3：所述蓝牙探测模块，接收所有蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所有蓝牙信号传递给主控模块；
步骤S4：所述主控模块，通过通信模块，将所有蓝牙信号发送给所述监控后台服务器；
步骤S5：通过蓝牙发射器的ID，客户端调用监控后台服务器对应蓝牙发射器，并查找所需数据。
所需数据，包括定位信息等数据。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，使得被监测对象，被监测设施，被监测车内设备通过车载蓝牙网关统一进行监控，其特征在于，包括：蓝牙发射器、蓝牙网关、监控后台服务器以及客户端；
所述蓝牙网关接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所述蓝牙信号发送给监控后台服务器，所述客户端通过蓝牙发射器的ID调用监控后台服务器的所述蓝牙发射器的数据；
所述蓝牙网关，包括：蓝牙探测模块、GPS模块、通信模块、主控模块、加速度传感器。
2.如权利要求1所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述蓝牙探测模块接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并与所述主控模块相连接，所述主控模块分别与GPS模块、通信模块、加速度传感器相连接；
所述蓝牙发射器，产生蓝牙信号，并将蓝牙信号发送给蓝牙探测模块，被监测对象佩戴蓝牙发射器，被监测设施安装蓝牙发射器，被监测车内设备内置蓝牙发射器；
所述蓝牙探测模块，用来接收所述蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所述蓝牙信号传递给主控模块；
所述主控模块，用于协调所有模块完成蓝牙网关对所述蓝牙发射器的定位监测；
所述通信模块，将所述主控模块发过来的各种信息传递到监控后台服务器；
所述加速度传感器，用来判断车辆是否在运动中，并将车辆加速度信号传递给主控模块；
所述GPS模块，用于实时定位车辆所在的具体位置，并根据主控模块的需要将车辆所在的具体位置发送到主控模块。
3.如权利要求2所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述被监测对象，为需要被定位跟踪的对象，包括：老人、儿童以及宠物；
所述被监测设施，为需要接入物联网的车外市政设施，包括：智慧路灯、智慧井盖、智慧垃圾桶；
所述被监测车内设备，汽车内的辅助设备以及需要定位的货物，包括：OBD数据采集设备、胎压监测设备、车载货物。
4.如权利要求3所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述OBD数据采集设备，包含数据读取模块和蓝牙发射器，数据读取模块周期性的读取汽车在线诊断的所有数据，通过蓝牙发射器周期性地广播发送到所述蓝牙网关。
5.如权利要求3所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述胎压监测设备，包含胎压传感器和蓝牙发射器，所述胎压传感器周期性的读取胎压和温度，然后通过蓝牙发射器周期性地广播发送到所述蓝牙网关。
6.如权利要求4或5所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述通信模块，包含所述OBD数据采集设备以及所述胎压监测设备的通信协议。
7.如权利要求3所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述车载货物，即在需要跟踪的货车上安装蓝牙发射器，蓝牙发射器周期性的发送包含货物的标识信息的广播，所述蓝牙网关实时获取货物标识信息。
8.如权利要求1所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述监控后台服务器部署为云服务器或者本地服务器。
9.如权利要求2所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统，其特征在于，所述主控模块，接收所述加速度传感器传递过来的车辆加速度信号，当车辆加速度信号表示车辆在静止时，所述主控模块将停止GPS模块工作，当车辆加速度信号表示车辆运动时，所述主控模块能够根据汽车运动的速度调整GPS模块上报周期，车辆加速度信号与GPS模块上报周期的一一对应关系，在所述主控模块中预先设置。
10.一种基于物联网的车载蓝牙网关监测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的基于物联网的车载蓝牙网关监测系统实现，步骤如下：
步骤S1：蓝牙网关开启，蓝牙网关中的主控模块开启蓝牙探测模块、GPS模块、通信模块以及加速度传感器；
步骤S2：所述主控模块，接收所述加速度传感器传递过来的车辆加速度信号，并根据车辆加速度信号对所述GPS模块启动或停止以及上报周期进行调整；
步骤S3：所述蓝牙探测模块，接收所有蓝牙发射器发出的蓝牙信号，并将所有蓝牙信号传递给主控模块；
步骤S4：所述主控模块，通过通信模块，将所有蓝牙信号发送给所述监控后台服务器；
步骤S5：通过蓝牙发射器的ID，客户端调用监控后台服务器对应的蓝牙发射器，并查找所需数据。
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