CN112188405A - 一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于数据处理技术领域，公开了一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统及方法，社会隔离被认为是防止传染性疾病(例如COVID‑19)的传播有效方法。使用具有蓝牙设备的设备(例如智能手机)可计算当前设备与附近设备之间的距离，当用户距离小于安全距离时，系统将上传接触信息至服务器。当需要快速追溯密切接触者时，可通过后台数据快速查询并通知用户。通过本专利提出的方法，提高了非视距情况下的识别率，在空旷区域的近距离(1m附近)识别准确率达到91.23％，当手机在口袋或书包中时，识别率达到86.2％。

Description

一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统及方法

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，尤其涉及一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统及方法。

背景技术

目前，基于新型冠状病毒疫情的防控需求，切实有效地避免大规模病毒传播事件的再次发生。需要实现防疫工作中各类人群信息的高效追溯技术能力，当疫情发生时，可以迅速回溯疫情传播途径，在萌芽期就将潜在的风险控制在最低范围内，阻断疫情的进一步传播和事态恶化。既保障正常的经济生产运作，又做到积极有效的防疫抗疫。

由于COVID19传播较快，如何追踪确证患者的接触人物，成为了大家共同面对的问题。

目前健康码和场景码已在多地推广作为个人出入城市或公共场所的电子凭证。但是由于健康码面向场景交互的局限性，的管理机制的同时，建立完善的公共场所人员追踪技术。首先，建立公共场所无法支撑公共场所内人员流动和接触的精细化管控。

现有技术疫情追踪app中，蓝牙作为一种开放式无线技术标准，是使用最广泛的短程的无线通信技术之一，在物联网方面发挥了重要作用。通过蓝牙和声音到达时间进行距离测算，主要通过播放和接收蓝牙信息，通过测距的方法，在基于测距的定位方法中，测距的精度很大程度地受到测距精度以及定位算法的影响，因此，一般通过提高测距精度以及优化定位算法达到提高定位精度的目的。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)但是大多数场景下，通过传感器读取得到的RSSI数值受环境干扰较大，波动较为明显，而且不同的测量环境都会使信号传播的质量有较大的差别，不同的传播模型对于定位结果也有一定程度的影响。比如手机放在口袋或者放在包中，形成遮挡物后，信号强度衰减较快，导致遗漏对近距离接触判断不准确

(2)用户手机放在口袋或者包中时，由于遮挡物的存在，造成信号的衰减，影响识别近距离人数的准确率，从而造成了接触人的遗漏。

解决以上问题及缺陷的难度为：

建立完善的公共场所人员追踪技术。需要公共场所内人员流动和接触的精细化管控。在复杂环境下，人的行为姿态及行为模式会影响人员的追踪精度。

解决以上问题及缺陷的意义为：

提高了行人在复杂条件下的接触追踪准确率。当用户在地铁、电梯、商场等环境时，手机放在口袋或者包中，提高了获取接触人信息的频率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于智能手机的安全距离感知与追溯方法包括：

用户首次登陆系统并进行注册，服务器将分配给用户的id，分发给手机用户；所述手机用户使用系统时打开蓝牙，通过蓝牙协议将用户编码以蓝牙广播编号major和minor的形式加密发送出去，同时实时扫描周边的蓝牙设备；

获取其他智能手机发送的uuid，解析major和minor,以及信号强度；对信号强度进行滤波，去除噪声信息，然后根据信号强度推算所述手机用户与其他智能手机之间的距离。

基于智能手机的安全距离感知与追溯硬件设备以100赫兹实时扫描周边的蓝牙设备；

其他智能手机安装有基于智能手机的安全距离感知与追溯系统。

当解算距离小于一定距离时，上传服务器，追溯密切接触人群相关信息。

进一步，通过衰减模型解析major和minor，衰减模型公式为：

Dis＝10^(rssi-A)/10*B

在空旷区域内，B的值为3.0，当光线传感器探测到手机数值，低于16时，判断此时手机在口袋内或者包中，B为2.0，A的值为-55，否则A的值为-65。

进一步，获取手机的光线传感器数据后，判断手机是否在手机或者包中，用来改变手机衰减模型，获得更精准的距离感知。

进一步，当解算距离小于2M时，上传服务器。

进一步，服务器储存接触信息，并且只有超级用户有权访问；

当发现有确诊患者信息时，准确追溯最近十四天的密切接触人群相关信息。

本发明的另一目的在于提供一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统，包括：

移动端，基于智能手机的传感器，获取手机中蓝牙和光线传感器数据，解析蓝牙等手机传感器数据，通过信号衰减模型，获得用户之间的距离；

服务器端，通过使用接收到移动端发送来的实时手机接触数据，进行统计与筛选，后处理与分析。

进一步，用户与用户之间距离低于1米后，移动端将用户附近用户Id发送至服务器端保存，移动端显示最近7天和14天内附近人数。

进一步，服务器端分析后与数据库中人员进行比较；若判断有接触确诊人员信息，将通知用户。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

将手机生成的唯一编码以加密的形式分配给蓝牙major和minor，通过蓝牙广播的形式将用户id加密后进行发送；

手机实时扫描附近的蓝牙，当获取指定uuid时，解析major和minor,以及信号强度；进行滤波后，获得准确的蓝牙信号强度，由信号强度，反算手机距离；

当解算距离小于一定距离时，上传服务器，追溯密切接触人群相关信息。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

将手机生成的唯一编码以加密的形式分配给蓝牙major和minor，通过蓝牙广播的形式将用户id加密后进行发送；

手机实时扫描附近的蓝牙，当获取指定uuid时，解析major和minor,以及信号强度；进行滤波后，获得准确的蓝牙信号强度，根据信号强度，反算手机距离；

当解算距离小于一定距离时，上传服务器，追溯密切接触人群相关信息。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明通过手机号进行注册，系统自动生成唯一编码，并将编码以加密的形式分配给蓝牙的major和minor，打开手机蓝牙，通过蓝牙广播的形式将用户id加密发送出去，将major和minor以加密发送出去，保证其他手机即使拦截蓝牙信号，也无法获得个人信息，保护了用户的隐私。

本发明获取手机的光线传感器数据后，判断手机是否在手机或者包中，用来改变手机衰减模型，获得更精准的距离感知。

当解算距离小于2M时，上传服务器。服务器储存接触信息，并且只有超级用户才有权访问。当发现有确诊患者时，可以准确追溯确诊患者最近十四天的密切接触人群。

本发明的效果如下表：

本系统有两项指标，分别是距离1m时的距离和5m时的距离准确度，空旷区域内，本系统在1m出的准确度可达到91.23％，当用户将手机放在口袋或者书包中时，使用本系统所提出的方法，精度可从71％提高到86.2％.

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的基于智能手机的安全距离感知与追溯系统示意图。

图中：1、移动端；2、服务器端；3、手机传感器。

图2是本发明实施例提供的基于智能手机的安全距离感知与追溯方法流程图。

图3是本发明实施例提供的距离解算流程示意图。

图4是手机数据交换过程。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于智能手机的安全距离感知与追溯系统由移动端1和服务器端2构成；

移动端1通过使用手机传感器3，获取手机中蓝牙和光线传感器数据，解析蓝牙等手机传感器数据，通过信号衰减模型，获得用户之间的距离。用户与用于之间距离低于1米(安全距离)后，将用户附近用户Id发送至服务器端2保存。手机端显示最近7天和14天内附近人数。

服务器端2，通过使用接收到移动端1发送来的实时手机接触数据，进行统计与筛选，后处理与分析。发现与数据库中人员进行比较。如果发现有接触的确诊人员，将通知用户，做好相应的防护工作。

如图2所示，本发明实施例提供的基于智能手机的安全距离感知与追溯方法包括：

第一步，用户登录软件，通过手机号进行注册，系统自动生成唯一编码，并将编码以加密的形式分配给蓝牙的major和minor，打开手机蓝牙，通过蓝牙广播的形式将用户id加密发送出去，将major和minor以加密发送出去，保证其他手机即使拦截蓝牙信号，也无法获得个人信息，保护了用户的隐私。

第二步，手机实时扫描附近的蓝牙，当获取指定uuid时，解析major和minor,以及信号强度，通过衰减模型(公式一)：

Dis＝10^(rssi-A)/10*B (公式一)

在空旷区域内，B的值为3.0，当光线传感器探测到手机数值，低于16时，判断此时手机在口袋内或者包中，B为2.0，A的值为-55，否则A的值为-65进行滤波后，获得较为准确的蓝牙信号强度，由信号强度，反算手机距离。

同时获取手机的光线传感器数据后，判断手机是否在手机或者包中，用来改变手机衰减模型，获得更精准的距离感知。

第三步，当解算距离小于2M时，上传服务器。服务器储存接触信息，并且只有超级用户才有权访问。当发现有确诊患者时，可以准确追溯确诊患者最近十四天的密切接触人群。

本发明提供的方法在部分高校中投入使用。取得良好的应用效果。

图3是本发明实施例提供的距离解算流程示意图。

图4是手机数据交换过程。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智能手机的安全距离感知与追溯方法，所述基于智能手机的安全距离感知与追溯方法包括：

用户首次登陆系统并进行注册，服务器将分配给用户的id，分发给手机用户；所述手机用户使用系统时打开蓝牙，通过蓝牙协议将用户编码以蓝牙广播编号major和minor的形式加密发送出去，同时实时扫描周边的蓝牙设备；

获取其他智能手机发送的uuid，解析major和minor,以及信号强度；对信号强度进行滤波，去除噪声信息，然后根据信号强度推算所述手机用户与其他智能手机之间的距离。

2.如权利要求1所述的基于智能手机的安全距离感知与追溯方法，其特征在于，基于智能手机的安全距离感知与追溯硬件设备以100赫兹实时扫描周边的蓝牙设备；

其他智能手机安装有基于智能手机的安全距离感知与追溯系统。

3.如权利要求1所述的基于智能手机的安全距离感知与追溯方法，其特征在于，通过衰减模型解析major和minor，衰减模型公式为：

Dis＝10^(rssi-A)/10*B

在空旷区域内，B的值为3.0，当光线传感器探测到手机数值，低于16时，判断此时手机在口袋内或者包中，B为2.0，A的值为-55，否则A的值为-65。

4.如权利要求3所述的基于智能手机的安全距离感知与追溯方法，其特征在于，获取手机的光线传感器数据后，判断手机是否在手机或者包中，用来改变手机衰减模型，获得更精准的距离感知。

5.如权利要求1所述的基于智能手机的安全距离感知与追溯方法，其特征在于，当解算距离小于1米时，上传服务器。

6.如权利要求1所述的基于智能手机的安全距离感知与追溯方法，其特征在于，服务器储存接触信息，并且只有超级用户有权访问；

当发现有确诊患者信息时，准确追溯最近十四天的密切接触人群相关信息。

7.一种基于智能手机的安全距离感知与追溯系统，其特征在于，所述基于智能手机的安全距离感知与追溯系统包括：

移动端，通过使用手机传感器，获取手机中蓝牙和光线传感器数据，解析蓝牙等手机传感器数据，通过信号衰减模型，获得用户之间的距离；

服务器端，通过使用接收到移动端发送来的实时手机接触数据，进行统计与筛选，后处理与分析。

8.如权利要求7所述的基于智能手机的安全距离感知与追溯系统，其特征在于，用户与用户之间距离低于1米后，移动端将用户附近用户Id发送至服务器端保存，移动端可查询最近7天和14天内附近总人数。

9.如权利要求6所述的基于智能手机的安全距离感知与追溯系统，其特征在于，服务器端分析后与数据库中人员进行比较；若判断有接触确诊人员信息，将通知用户。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

用户首次登陆系统并进行注册，服务器将分配给用户的id，分发给手机用户；所述手机用户使用系统时打开蓝牙，通过蓝牙协议将用户编码以蓝牙广播编号major和minor的形式加密发送出去，同时实时扫描周边的蓝牙设备；

获取其他智能手机发送的uuid，解析major和minor,以及信号强度；对信号强度进行滤波，去除噪声信息，然后根据信号强度推算所述手机用户与其他智能手机之间的距离。

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