CN111970646A - 一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法及系统 - Google Patents

一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法及系统，蓝牙设备发射信标广播；移动终端扫描到所述信标广播，移动终端通过解析信标广播判断是否唤醒应用程序，将解析后的信标广播发送到应用程序，并识别出信标广播中设置的蓝牙设备可连接广播的特征数据；蓝牙设备发射可连接广播；移动终端连接所述可连接广播并进行身份验证，获取蓝牙设备与移动终端之间的RSSI信号强度，并互相计算位置信息得到所述蓝牙设备与移动终端的相对距离，当计算得到的所述相对距离达到阈值，执行相应的开关动作。本发明通过信标广播唤醒应用程序，只要该用户蓝牙设备靠近或者远离该汽车时，即可实现汽车的智能蓝牙操作开关动作，从而简化操作过程，提高便利程度。

Description

一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法及系统
【技术领域】
本发明涉及蓝牙通信领域，具体的说是一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法及系统。
【背景技术】
随着科技的日新月异，人们希望享受科技带来的便捷的渴望越来越强烈。在很多场景中，人们都希望能够解放双手，而通过人性化的智能系统来轻松便捷的解决问题。比如在家庭生活场景中，从超市购物回家，双手提满了购物回来的商品，在传统场景中，人们都需要放下手中的商品，然后拿出钥匙或者输入密码、录入指纹。
这种方式进行开锁，在传统的驾驶场景中，驾驶员都需要携带车钥匙，在打开车门时，要不是启动车钥匙上的开锁键，要不就是配有无钥匙功能的车型感应开锁，而上述举例的场景中，给用户带来的便捷性还远远不够，携带钥匙、手动操作这些麻烦的事项在生活中给人们或多或少的带来了烦恼。而现有的一些无钥匙开锁应用，后台常驻系统需提高APP蓝牙服务的等级，降低APP占用的内存，比如刚开始的时候，信号的检测工作由APP来实现，由于检测灵敏度的要求，需要设备频繁发送信号给APP，这样APP的内存占用较高，后台运行十几分钟后就会被系统回收，造成APP退出运行，造成APP关闭便无法真正实现无钥匙开锁。
【发明内容】
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法及系统，使汽车的开关控制更为便捷。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
提供一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，包括如下步骤：
S10、蓝牙设备发射信标广播；
S20、移动终端扫描到所述信标广播，所述移动终端通过解析所述信标广播判断是否唤醒应用程序，若是，则唤醒所述应用程序并进入步骤S30，若否，则不唤醒应用程序并继续步骤S20；
S30、将所述解析后的信标广播发送到所述应用程序，并识别出所述信标广播中设置的所述蓝牙设备可连接广播的特征数据；
S40、所述蓝牙设备发射可连接广播；
S50、所述移动终端连接所述可连接广播并进行身份验证，连接成功则进入步骤S60，若否，则继续步骤S50；
S60、获取所述蓝牙设备与移动终端之间的RSSI信号强度，并互相计算位置信息得到所述蓝牙设备与移动终端的相对距离；
S70、当计算得到的所述相对距离达到阈值，执行相应的开关动作。
作为优先的，所述步骤S60中，所述蓝牙设备包括蓝牙主设备和至少一个蓝牙设备扫描端，所述RSSI信号强度来源于所述移动终端与蓝牙设备的链接心跳包，具体方法包括：
S61、所述蓝牙设备扫描端启动蓝牙链接跟踪，实时监测当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况；
S62、所述蓝牙设备扫描端根据当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况自主跳频跟踪；
S63、所述蓝牙设备扫描端根据当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况截取两者之间的封包数据；
S64、根据封包信息，解析出蓝牙设备扫描端物理位置以及蓝牙设备扫描端反馈的RSSI信号强度，根据物理位置以及对应反馈的RSSI信号强度，计算所述移动终端与蓝牙主设备之间的位置及距离信息。
作为优先的，在步骤S61中，通过所述蓝牙主设备与移动终端建立连接后，所述蓝牙主设备将连接信道跳频路径信息发送到蓝牙设备扫描端，蓝牙设备扫描端根据跳频路径信息实现自主跳频，跳频到对应信道后，实时监测当前信道连接情况；
在步骤S62中，所述蓝牙主设备与所述移动终端连接后，将跳频路径信息发送至蓝牙扫描端，蓝牙扫描端根据路径信息部署新的跳频通道；
在步骤S63中，所述蓝牙主设备获取到连接的跳频路径信息后发送至蓝牙设备扫描端，蓝牙设备扫描端根据跳频路径实时部署到新的跳频通道、跟踪交互数据，并回传封包信息至所述蓝牙主设备；
在步骤S64中，根据封包信息，解析所述蓝牙主设备与所述移动终端的交互信息、蓝牙设备扫描端的物理位置信息，根据交互信息，提取RSSI信号强度，根据蓝牙设备扫描端的物理位置信息以及RSSI信号强度确定所述蓝牙主设备与所述移动终端的相对位置及距离信息。
作为优先的，所述封包信息根据通信交互数据，提取所述移动终端的身份信息及RSSI信号强度信息，并加入所述蓝牙设备扫描端的本地信息进行封包。
作为优先的，所述蓝牙连接跟踪通过不断切换频道实现跳频动作与所述蓝牙设备扫描端根据跳频路径信息自动调整跳频通道相对应。
作为优先的，获取RSSI信号强度的动作通过与所述蓝牙主设备连接的蓝牙设备扫描端进行。
作为优先的，所述步骤S64通过所述蓝牙主设备完成。
作为优先的，所述蓝牙主设备计算完成所述移动终端的位置及距离信息后，判断所述相对距离是否达到阈值，确定执行的开关动作。
本发明还提供一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关系统，包括移动终端、蓝牙设备以及中控开关，所述移动终端设有蓝牙主机模块，所述蓝牙设备设有蓝牙从机模块，所述移动终端应用上述的方法通过蓝牙设备控制所述中控开关。
作为优先的，所述蓝牙设备包括蓝牙主设备及至少一蓝牙设备扫描端。
本发明通过将移动终端的蓝牙作为蓝牙主机，蓝牙设备作为蓝牙从机同时发射两路广播，这两路广播分别为信标广播和可连接广播，当用户携带移动终端进入信标广播信号范围后，信标信号通过唤醒机制唤醒移动终端上的应用程序，即使应用程序没有打开，当应用被唤醒后，移动终端便会扫描可连接的广播，扫描到信号后便会进行连接，通过一系列的验证判断是绑定过的安全可靠的设备后，通过获取到移动终端的蓝牙信号再通过精准的算法计算出车主的实际位置，当车主进入到目标位置后，系统会操作车辆进行相应的动作。在该场景中，车主是不用携带钥匙的，也不用主动的打开移动终端上的应用，更不用手动的去操作，避免的应用程序后台被关闭无法开锁的问题，真正解放用户双手。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法的流程图；
图2是本发明基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法的连接示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明提供一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，包括如下步骤：
S10、蓝牙设备发射信标广播；
S20、移动终端扫描到信标广播，移动终端通过解析信标广播判断是否唤醒应用程序，若是，则唤醒应用程序并进入步骤S30，若否，则不唤醒应用程序并继续步骤S20；
S30、将解析后的信标广播发送到应用程序，并识别出信标广播中设置的蓝牙设备可连接广播的特征数据；
S40、蓝牙设备发射可连接广播；
S50、移动终端连接所述可连接广播并进行身份验证，连接成功则进入步骤S60，若否，则继续步骤S50；
S60、获取蓝牙设备与移动终端之间的RSSI信号强度，并互相计算位置信息得到蓝牙设备与移动终端的相对距离；
S70、当计算得到的相对距离达到阈值，执行相应的开关动作。
在本实施例中，蓝牙设备具备2种广播，分别为信标广播和可连接广播，信标广播为不可连接广播，两路广播切换轮流广播，同一时间只有一路广播在发射信号。本实施例中的移动终端可以为手机、平板电脑、手机或其他可移动的电子设备，移动终端支持蓝牙BLE4.0及以上功能，本实施例以手机进行举例说明。
当用户持手机靠近蓝牙设备，手机扫描到蓝牙设备发射的信标广播信息，通过手机后台蓝牙扫描程序解析出该信标广播对应的字段，根据字段判断是否唤醒对应的应用程序；本实施例的应用程序包括但不限于各类蓝牙开锁APP。若通过解析后的字段判断是事先认证注册过的蓝牙设备，则唤醒对应的蓝牙开锁APP。与此同时，手机发送APP唤醒成功信号到蓝牙设备，蓝牙设备此时停止发射信标广播，开始发射可连接广播。
唤醒的APP通过系统解析及传入的信标广播信息，识别出信标广播中设置的蓝牙设备可连接广播的特征数据，对指定的可连接广播信号进行连接，从而建立与蓝牙设备的连接。在连接过程中，蓝牙设备发送身份验证请求到手机，手机将身份信息发送至蓝牙设备，若验证是已通过认证注册的则成功完成验证，连接成功。
连接成功后，通过获取蓝牙设备与移动终端之间的RSSI信号强度，并互相计算位置信息得到蓝牙设备与移动终端的相对距离；在本实施例中，RSSI信号强度来源于移动终端与蓝牙设备的链接心跳包，具体方法包括：
S61、蓝牙设备启动蓝牙链接跟踪，实时监测当前信道连接情况；
S62、移动终端根据当前信道连接情况自动更新跳频通道并发送至蓝牙设备；
S63、蓝牙设备根据跳频通道信息实时跟踪部署到新的跳频通道，并将信息进行封包；
S64、根据封包信息，解析蓝牙设备的信息，确定蓝牙设备扫描端的物理位置，根据物理位置反馈的RSSI信号强度，计算移动终端的位置及距离信息。
本实施例应用在手机作为蓝牙主机，而只有单一蓝牙设备作为蓝牙从机时的场景，本实施例中的RSSI信号强度来自蓝牙设备与手机之间的链接所产生的RSSI，通过蓝牙设备获取RSSI动作以及通过蓝牙设备计算手机的位置。本实施例通过链接跟踪，实时监测蓝牙信道使用情况，对于信道占用情况自动实现更新跳频通道。当获取到的RSSI信号强度相对稳定，再将计算位置信息通过蓝牙设备进行，避免了需要在手机与蓝牙设备之间持续发送定位广播，回传封包信息以及发送动作指令；当手机与蓝牙设备连接之后，蓝牙自主更新跳频通道，实时获取RSSI信号强度，蓝牙设备根据封包信息，确定手机的物理位置及相对距离，根据计算的相对距离的大小，确定需要执行的动作，直接进行开关的控制，不需要在手机与蓝牙设备之间进行指令发送，再进行开关控制，极大的增加了无钥匙操作开关时的效率。
实施例2
本实施例与上述实施例1应用场景略有不同，在本实施例中蓝牙设备包括蓝牙主设备和多个蓝牙设备扫描端，本实施例中的RSSI信号强度来源于移动终端与蓝牙设备扫描端的链接心跳包，获取RSSI信号强度的动作通过与蓝牙主设备连接的多个蓝牙设备扫描端进行，具体为，
S61、蓝牙设备扫描端启动蓝牙链接跟踪，实时监测当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况；
S62、蓝牙设备扫描端根据当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况自主跳频跟踪；
S63、蓝牙设备扫描端根据当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况截取两者之间的封包数据；
S64、根据封包信息，解析出蓝牙设备扫描端物理位置以及蓝牙设备扫描端反馈的RSSI信号强度，根据物理位置以及对应反馈的RSSI信号强度，计算所述移动终端与蓝牙主设备之间的位置及距离信息。
具体的，在步骤S61中，通过蓝牙主设备与移动终端建立连接后，蓝牙主设备将连接信道跳频路径信息发送到多个蓝牙设备扫描端，多个蓝牙设备扫描端根据跳频路径信息实现自主跳频，跳频到对应信道后，实时监测当前信道连接情况；
在步骤S62中，蓝牙主设备与移动终端连接后，将跳频路径信息发送至蓝牙扫描端，蓝牙扫描端根据路径信息部署新的跳频通道；
在步骤S63中，蓝牙主设备获取到连接的跳频路径信息后发送至多个蓝牙设备扫描端，多个蓝牙设备扫描端根据跳频路径实时部署到新的跳频通道、跟踪交互数据，并回传封包信息至所述蓝牙主设备；
在步骤S64中，根据封包信息，解析蓝牙主设备与移动终端的交互信息、蓝牙设备扫描端的物理位置信息，根据交互信息，提取RSSI信号强度，根据多个蓝牙设备扫描端的物理位置信息以及RSSI信号强度确定蓝牙主设备与移动终端的相对位置及距离信息。
在本实施例中，多个蓝牙设备扫描端根据跳频路径信息实现与蓝牙主设备的连接频道保持一致，确保实时更新跳频通道，特别是当本实施例所在场景中需要应用到多个蓝牙设备扫描端进行定位计算时，为获得稳定的信道，通过链接跟踪，实时监测蓝牙信道使用情况，对于信道占用情况自动实现更新跳频通道。例如，蓝牙信道总共40个，其中37、38、39作为广播信道，在环境里面，37、38、39信道里面发送广播设备比较多，信道容易冲突，易导致数据丢包、RSSI不稳定等问题。其中1-36信道为链接通道。一旦建立连接，数据交互会不断的跳频。而且连接双方会监测空中的无线信号，确定当前频道是否占用。本申请提出的方法根据信道占用情况跳转频道，对蓝牙连接情况进行监视，使得手机与蓝牙设备之间获取到的RSSI相对来说稳定许多，受干扰的可能比较小，最终的“源数据”比较稳定，算法的开发相对容易。
本实施例中的封包信息根据通信交互数据，提取移动终端的身份信息及RSSI信号强度信息，并加入蓝牙设备扫描端的本地信息进行封包。封包后将封包信息回传到蓝牙主设备端，蓝牙主设备根据封包信息，解析蓝牙设备扫描端的信息，确定蓝牙设备扫描端的物理位置，根据物理位置获取RSSI信号强度，计算移动终端的位置及距离信息，蓝牙主设备计算完成移动终端的位置及距离信息后，判断相对距离是否达到阈值，确定执行的开关动作。
当手机与蓝牙主设备连接之后，蓝牙自主更新跳频通道至蓝牙主设备，蓝牙链接不断切换频道，实现跳频，蓝牙设备扫描端通过接收来自蓝牙主设备的更新跳频信号，不断根据跳频信号实现被动跳频更新，从而实现稳定获取RSSI信号强度。蓝牙主设备根据封包信息，解析蓝牙设备扫描端的信息，确定蓝牙设备扫描端的物理位置，根据物理位置获取RSSI信号强度，计算手机的位置及距离信息，确定需要执行的动作，直接进行开关的控制，不需要在手机与蓝牙主设备传送封包信息也不需要再进行动作指令的发送，才能进行开关控制，本申请极大的增加了无钥匙操作开关时的效率。
实施例3
本实施例提供一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关系统，包括移动终端、蓝牙设备以及中控开关，移动终端设有蓝牙主机模块，蓝牙设备设有蓝牙从机模块，移动终端通过实施例1或2提出的方法通过蓝牙设备控制中控开关。
本实施例的应用场景可以针对是门锁，当用户携带手机到达家门的一定区域内，进入信标广播信号范围后，信标信号会通过唤醒机制唤醒手机上的应用(即使应用没有打开)，当应用被唤醒后，手机便会扫描另一路壳可连接广播，扫描到信号后便会进行连接，通过一系列的验证判断是绑定过的安全可靠的设备后，则自动进行开门，当用户携带手机远离家门一定距离，则自动关锁，本实施例中的一定区域可通过用户自定义设置，可以是1m或者2m的距离。辅以周边的一系列主机蓝牙设备，便能够轻松解决上述场景中的问题。当然本实施例中操作开关的对象，也可以是整个家居系统中的其他硬件，比如各种智能灯、智能空调等的控制。
为保证对于距离的精确计算，可加入多个蓝牙设备扫描端，以下以汽车的开关操作举例说明。
车辆上安装了一套基于信标广播的智能蓝牙操作开关系统，系统包括上述的蓝牙设备及中控开关，蓝牙设备包括蓝牙主设备及多个蓝牙设备扫描端，车主携带了安装相应应用程序的手机靠近车辆，当手机扫描到信标广播后立即被唤醒，，然后和系统中的蓝牙主设备进行连接，连接成功后，系统中的蓝牙主设备将该状态通知到系统中的其他多个蓝牙设备扫描端，通过多个位置侦测蓝牙设备扫描端扫描手机端的广播信号，经蓝牙主设备根据蓝牙设备扫描端回传的封包信息定位计算后获取手机端的位置信息并确定需要执行的动作。通过蓝牙主设备与中控开关连接，将需要执行的动作发送到中控开关，通过中控开关控制相应的车门自动开闭。当车主进入到目标位置后，系统会操作车辆进行相应的动作，如打开对应位置车门、打开迎宾灯等等。从而可以根据用户的位置开启或者关闭距离用户最近的一个车门或灯，实现无钥匙开闭汽车的目的。
本发明通过将移动终端的蓝牙作为蓝牙主机，蓝牙设备作为蓝牙从机同时发射两路广播，这两路广播分别为信标广播和可连接广播，当用户携带移动终端进入信标广播信号范围后，信标信号通过唤醒机制唤醒移动终端上的应用程序，即使应用程序没有打开，当应用被唤醒后，移动终端便会扫描可连接的广播，扫描到信号后便会进行连接，通过一系列的验证判断是绑定过的安全可靠的设备后，通过获取到移动终端的蓝牙信号再通过精准的算法计算出车主的实际位置，当车主进入到目标位置后，系统会操作车辆进行相应的动作。在该场景中，车主是不用携带钥匙的，也不用主动的打开移动终端上的应用，更不用手动的去操作，避免的应用程序后台被关闭无法开锁的问题，真正解放用户双手。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10、蓝牙设备发射信标广播；
S20、移动终端扫描到所述信标广播，所述移动终端通过解析所述信标广播判断是否唤醒应用程序，若是，则唤醒所述应用程序并进入步骤S30，若否，则不唤醒应用程序并继续步骤S20；
S30、将所述解析后的信标广播发送到所述应用程序，并识别出所述信标广播中设置的所述蓝牙设备可连接广播的特征数据；
S40、所述蓝牙设备发射可连接广播；
S50、所述移动终端连接所述可连接广播并进行身份验证，连接成功则进入步骤S60，若否，则继续步骤S50；
S60、获取所述蓝牙设备与移动终端之间的RSSI信号强度，并互相计算位置信息得到所述蓝牙设备与移动终端的相对距离；
S70、当计算得到的所述相对距离达到阈值，执行相应的开关动作。
2.根据权利要求1所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，步骤S60中，所述蓝牙设备包括蓝牙主设备和至少一蓝牙设备扫描端，所述RSSI信号强度来源于所述移动终端与蓝牙设备的链接心跳包，具体方法包括：
S61、所述蓝牙设备扫描端启动蓝牙链接跟踪，实时监测当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况；
S62、所述蓝牙设备扫描端根据当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况自主跳频跟踪；
S63、所述蓝牙设备扫描端根据当前移动终端与当前蓝牙主设备连接情况截取两者之间的封包数据；
S64、根据封包信息，解析出蓝牙设备扫描端物理位置以及蓝牙设备扫描端反馈的RSSI信号强度，根据物理位置以及对应反馈的RSSI信号强度，计算所述移动终端与蓝牙主设备之间的位置及距离信息。
3.根据权利要求2所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，具体的，
步骤S61中，通过所述蓝牙主设备与移动终端建立连接后，所述蓝牙主设备将连接信道跳频路径信息发送到蓝牙设备扫描端，蓝牙设备扫描端根据跳频路径信息实现自主跳频，跳频到对应信道后，实时监测当前信道连接情况；
步骤S62中，所述蓝牙主设备与所述移动终端连接后，将跳频路径信息发送至蓝牙扫描端，蓝牙扫描端根据路径信息部署新的跳频通道；
步骤S63中，所述蓝牙主设备获取到连接的跳频路径信息后发送至蓝牙设备扫描端，蓝牙设备扫描端根据跳频路径实时部署到新的跳频通道、跟踪交互数据，并回传封包信息至所述蓝牙主设备；
步骤S64中，根据封包信息，解析所述蓝牙主设备与所述移动终端的交互信息、蓝牙设备扫描端的物理位置信息，根据交互信息，提取RSSI信号强度，根据蓝牙设备扫描端的物理位置信息以及RSSI信号强度确定所述蓝牙主设备与所述移动终端的相对位置及距离信息。
4.根据权利要求3所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，所述封包信息根据通信交互数据，提取所述移动终端的身份信息及RSSI信号强度信息，并加入所述蓝牙设备扫描端的本地信息进行封包。
5.根据权利要求3所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，所述蓝牙连接跟踪通过不断切换频道实现跳频动作与所述蓝牙设备扫描端根据跳频路径信息自动调整跳频通道相对应。
6.根据权利要求3所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，获取RSSI信号强度的动作通过与所述蓝牙主设备连接的蓝牙设备扫描端进行。
7.根据权利要求3所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，所述步骤S64通过所述蓝牙主设备完成。
8.根据权利要求7所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关方法，其特征在于，所述蓝牙主设备计算完成所述移动终端的位置及距离信息后，判断所述相对距离是否达到阈值，确定需要执行的开关动作。
9.一种基于信标广播的智能蓝牙操作开关系统，其特征在于，包括移动终端、蓝牙设备以及中控开关，所述移动终端设有蓝牙主机模块，所述蓝牙设备设有蓝牙从机模块，所述移动终端应用权利要求1～8任一项所述的方法通过蓝牙设备控制所述中控开关。
10.根据权利要求9所述的基于信标广播的智能蓝牙操作开关系统，其特征在于，所述蓝牙设备包括蓝牙主设备及至少一蓝牙设备扫描端。
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