CN113012330A - 基于蓝牙aoa的远程自动门禁控制及防尾随系统 - Google Patents

基于蓝牙aoa的远程自动门禁控制及防尾随系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙AOA的远程自动门禁控制及防尾随系统，包括用户侧和云管理后台，用户侧包括智能手机、蓝牙基站、门禁控制器、声光报警器和PIR热红外活体检测模块，云管理后台包括用户ID白名单数据库、通讯单元和云端预警模块；云管理后台的用户ID白名单数据库用于存放合法用户的ID信息，通讯单元用于负责云服务后台与门禁控制器的数据通讯，所述云端预警模块用于在用户ID非法时在云端进行预警，同时将预警信息保存备案。本发明具有降低成本，低碳环保，解放用户双手，避免低水平重复性投入，提升门禁系统寿命、降低维护成本，杜绝尾随安全隐患。

Description

基于蓝牙AOA的远程自动门禁控制及防尾随系统
技术领域
本发明属于智能门禁技术领域，具体涉及一种基于蓝牙AOA高精度测距定位的自动门禁控制及防尾随系统。
背景技术
随着移动物联网、智能家居以及传感器技术的飞速发展，智能手机已经成为人们日常出行、日常生活不可或缺的设备，移动物联网科技发展的成果也已经广泛进入人们的日常生活，为大家的日常生活、工作学习带来了极大方便，正在影响着人们的使用习惯。智能家居作为移动物联网的核心应用落地，也得到了极大发展，人们已经习惯通过各种不同形式的APK小程序来控制灯管、窗帘、摄像头以及其它各种传感设备。门禁系统作为智能家居的基础部件，也得到了很大改善，但也存在进一步改善提升的空间。目前的门禁系统主要包含以下几种典型方案。
1.通过在门禁出入口安装125K、13.56MHz的无线读头，为用户配置无源卡片、钥匙扣等无源卡，当人们需要进入门内时，无源卡片靠近读卡器刷卡，进一步通过门禁系统的电磁铁控制系统打开门，采用传统人工拉开门即可完成一次进门动作，出门一般无需刷卡，只需按下门禁侧面的按钮开关即可拉开门，完成出门动作。这种方式采用门禁刷卡与机械拉动门相结合的方式，成本低廉，但同时也存在诸多不便，如：刮风下雨，用户抱小孩、打算，双手提东西，不方便拿出门禁卡刷卡；即便刷完卡，还需要进一步手动去拉门，很不方便。
2.采用手机APP发送开门指令的方式开启门禁，一般需要用户拿出手机，打开APP，甚至需要用户观看几秒的APP植入广告，才能进入开门选项；如果园区、小区存在多个输入口时，还需要去选择当前需要开启的门禁，与第一种门禁方式相同，在刮风下雨、抱小孩或者双手提东西时，显得很不人性化。另外，对于不熟悉智能手机的老人或者残疾人更是雪上加霜，极为不便。
3.采用人体的生物特征，如：人脸、指纹等方式再辅以按键密码方式控制门禁系统；人脸、指纹等生物特征识别控制门禁的方式存在安全可靠，排他性等特点，但由于设备成本、人工维护成本的原因，并不能得到大面积普及；另外，指纹、按键密码控制门禁同样需要用户腾出手来输入密码或指纹，与前面两种方案类似，存在同样的弊端。
4.对于普通小区进入口门禁无法识别人员进出方向，常常出现反向进出，管理混乱，危险漏洞百出；另外，现有门禁系统无法根除尾随进入情况，存在诸多安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供基于蓝牙AOA高精度测距定位的自动门禁控制及防尾随装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于蓝牙AOA的远程自动门禁控制及防尾随系统，包括用户侧和云管理后台，所述用户侧包括智能手机、蓝牙基站、门禁控制器、声光报警器和PIR热红外活体检测模块；所述云管理后台包括用户ID白名单数据库、通讯单元和云端预警模块；
所述云管理后台的用户ID白名单数据库用于存放合法用户的ID信息，所述通讯单元用于负责云服务后台与门禁控制器的数据通讯，所述云端预警模块用于在用户ID非法时在云端进行预警，防止门岗人员作弊、玩忽职守，同时将预警信息保存备案；
所述智能手机用于提供用以绑定用户身份的蓝牙ID，即用户ID，配合蓝牙基站进行AOA测距、测向；
所述蓝牙基站用于扫描范围内的用户ID信息，将用户ID通过无线通讯单元传输给云管理后台，同时与所述智能手机内嵌的蓝牙模块进行AOA高精度测距、测向；
所述门禁控制器负责接收云端用户ID比对结果，控制门禁开启/关闭和外部声光报警器预警；
所述无线通讯单元用于负责门禁控制器与云服务后台之间的数据通讯；
所述声光报警器连接在门禁控制器上，异常情况下预警；
所述PIR热红外活体检测模块用于检测是否有活体人靠近门禁；
本发明的进一步改进在于：所述蓝牙基站与门禁控制器通过串口进行数据通讯，所述声光报警器与门禁控制器通过GPIO(General Purpose Input/output，通用输入/输出接口)信号接口连接，所述PIR热红外活体检测模块通过GPIO信号接口与门禁控制器连接，所述无线通讯单元通过串行接口与门禁控制器相连；所述门禁控制器同时为蓝牙基站、无线通讯单元、声光报警器和PIR热红外活体检测模块供电；所述蓝牙基站与智能手机蓝牙模块之间通过2.4GHz无线信号传输数据，通过蓝牙AOA进行测距、测向。
本发明的进一步改进在于：当所述智能手机用户靠近门禁系统时，一般范围在0.3-0.5米，实际控制距离可根据现场实际环境调整；首先，由所述PIR热红外活体检测模块检测是否有用户活体靠近门禁系统；接下来，所述蓝牙基站自动扫描获取智能手机的蓝牙ID信息，同时与所述蓝牙模块进行AOA精确测距和测向；然后，由所述蓝牙基站通过AOA角度测向，检测用户进出方向，判断用户是否逆行；其次，如果当前用户为进入方向，所述蓝牙基站扫描到的用户ID信息通过无线传输单元发送给云管理后与系统预设的白名单数据库进行比对，判断用户身份合法性，并进一步将比对结果无线回传至门禁控制器；再次，判断所述蓝牙基站测量的用户与门禁系统之间的距离是否处在系统预设阈值范围内，如果用户在门禁预设距离阈值范围内且用户ID合法，则自动打开门禁放行，否则启动本地声光报警预警。
本系统通过在门禁区域部署蓝牙基站，借助蓝牙AOA高精度测距(测距精度：0.1-1米)、测向(俯仰角度精度可达2度以内)和高度普及的智能手机标配蓝牙模块以及远程无线通讯单元即可实现远程自动门禁功能。通过蓝牙基站AOA高精度测距功能判断用户与门禁之间的距离，通过蓝牙基站AOA特有的高精度角度测量功能，判断用户进出方向。当用户靠近门禁时，由蓝牙基站扫描获取用户的蓝牙ID作为用户唯一ID，进一步通过远程通讯单元传输到系统云管理平台并与云端用户ID白名单数据库进行比对；由蓝牙基站AOA实时测量用户与门禁间的距离，与门禁系统预设的开门距离阈值进行比对；当实测距离低于预设阈值且用户ID合法，则自动打开门禁放行；否则，当蓝牙基站扫描到靠近门禁人员存在两个以上用户ID且存在非法用户ID，则启动声光报警器预警通知门岗管理人员进行盘问，防止非法用户尾随通过门禁系统。
本发明的技术效果和优点：
(1)借助高度普及的智能手机标配蓝牙功能，绝大部分用户无需额外配置门禁卡，降低成本，低碳环保；
(2)门禁系统采用自动感知，无需刷卡，全程无需人工参与即可完成门禁开启动作，省去刷卡动作，解放用户双手；
(3)门禁系统可利用现有门禁的通讯线路，迅速实现部署、改造升级，低碳环保，避免低水平重复性投入；
(4)借助蓝牙基站AOA高精度测距功能，门禁系统采取自动感应方式保持门禁处于开启状态，只要用户处在门禁系统感应范围内，则无需重复开关门禁，提升门禁系统寿命、降低维护成本；
(5)通过高精度测距，门禁自动感应保持开启的特征，无需通过系统设置门禁的开启后延迟，系统能够自适应老人、小孩以及残疾人的进出速度，避免门禁延迟设计不合理而导致无法正常进出的弊端；
(6)通过蓝牙基站AOA高精度测向功能，严格杜绝逆向通行；通过蓝牙基站扫描门禁范围内的用户ID数量和非法用户ID，现场门岗预警盘查，杜绝尾随安全隐患。
附图说明
图1为本发明的系统框架图；
图2为门禁自动工作流程图；
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。
如图1-图2示出了一种基于蓝牙AOA的远程自动门禁控制及防尾随系统的具体实施：包括用户侧和云管理后台，所述用户侧包括智能手机、蓝牙基站、门禁控制器、声光报警器和PIR热红外活体检测模块；所述云管理后台包括用户ID白名单数据库、通讯单元和云端预警模块；
所述云管理后台的用户ID白名单数据库用于存放合法用户的ID信息，所述通讯单元用于负责云服务后台与门禁控制器的数据通讯，所述云端预警模块用于在用户ID非法时在云端进行预警，防止门岗人员作弊、玩忽职守，同时将预警信息保存备案；
所述智能手机用于提供用以绑定用户身份的蓝牙ID，即用户ID，配合蓝牙基站进行AOA测距、测向；
所述蓝牙基站用于扫描范围内的用户ID信息，将用户ID通过无线通讯单元传输给云管理后台，同时与所述智能手机内嵌的蓝牙模块进行AOA高精度测距、测向；
所述门禁控制器负责接收云端用户ID比对结果，控制门禁开启/关闭和外部声光报警器预警；
所述无线通讯单元用于负责门禁控制器与云服务后台之间的数据通讯；
所述声光报警器连接在门禁控制器上，异常情况下预警；
所述PIR热红外活体检测模块用于检测是否有活体人靠近门禁；
所述蓝牙基站与门禁控制器通过串口进行数据通讯，所述声光报警器与门禁控制器通过GPIO(General Purpose Input/output，通用输入/输出接口)信号接口连接，所述PIR热红外活体检测模块通过GPIO信号接口与门禁控制器连接，所述无线通讯单元通过串行接口与门禁控制器相连；所述门禁控制器同时为蓝牙基站、无线通讯单元、声光报警器和PIR热红外活体检测模块供电；所述蓝牙基站与智能手机蓝牙模块之间通过2.4GHz无线信号传输数据，通过蓝牙AOA进行测距、测向。
本发明在使用时，当所述智能手机用户靠近门禁系统时，一般范围在0.3-0.5米，实际控制距离可根据现场实际环境调整；首先，由所述PIR热红外活体检测模块检测是否有用户活体靠近门禁系统；接下来，所述蓝牙基站自动扫描获取智能手机的蓝牙ID信息，同时与所述蓝牙模块进行AOA精确测距和测向；然后，由所述蓝牙基站通过AOA角度测向，检测用户进出方向，判断用户是否逆行；其次，如果当前用户为进入方向，所述蓝牙基站扫描到的用户ID信息通过无线传输单元发送给云管理后与系统预设的白名单数据库进行比对，判断用户身份合法性，并进一步将比对结果无线回传至门禁控制器；再次，判断所述蓝牙基站测量的用户与门禁系统之间的距离是否处在系统预设阈值范围内，如果用户在门禁预设距离阈值范围内且用户ID合法，则自动打开门禁放行，否则启动本地声光报警预警。
本发明通过智能手机标配蓝牙模块，通过在传统门禁系统附近部署蓝牙AOA基站以及相应声光报警器，则能自动完成门禁的开启/关闭动作，整个过程无需人工参与，全部自动完成，减少用户在刮风下雨、手提东西或者怀抱小孩时，手动拉动门禁的尴尬无奈；对于极少数没有智能手机的孤寡老人和孩子，配置有源蓝牙标签，可实现相同的自动开门动作。通过专利的实施，能够极大的降低物业门禁管理方与业主的冲突，降低用户频繁进出门禁搬运东西时的尴尬和频繁开启门禁，提升门禁系统使用寿命，降低维修、维护成本。
门禁系统无需人工手动刷卡或者扫码、刷指纹、刷脸等繁琐操作，用户只需携带智能手机，当用户靠近门禁系统时，附近蓝牙基站通过AOA功能对用户进行实时精确测距和测向，自动扫描获取用户ID信息，进一步与无线传输到云端的用户ID白名单数据库进行比对，自动完成开门动作，全程无需人工参与，没有任何额外操作，解除传统门禁系统需要的刷卡或者打开APP点击开门等繁琐操作，尤其是在刮风下雨、用户双手提领东西、怀抱小孩等双手被占用情况下，解放双手，方便用户进出；另外，门禁系统可利用蓝牙AOA高精度测距功能，只要用户在一定门禁预设阈值范围内时，可保持门禁始终处于打开状态，以便用户往返搬运东西通过门禁，或者老人、小孩以及残疾人慢速通过门禁时，由于门禁系统开启延迟设置不合理而无法正常通行的弊端；方案可以减少门禁系统频繁开关，提升门禁系统寿命、降低维护成本。对老人、智障人群、小学生等没有智能手机的群体，配置低功耗蓝牙标签钥匙扣，即可同样实现全自动门禁系统；最后，方案能通过蓝牙AOA高精度角度测量功能，判断人员进出方向，杜绝逆向通行，预防异常险情发生；通过扫描门禁系统预设距离阈值范围内的用户ID数量和非法用户ID，启动本地预警，即时通知门岗盘查，杜绝尾随，保证安全。
申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于蓝牙AOA的远程自动门禁控制及防尾随系统，其特征在于：包括用户侧和云管理后台，所述用户侧包括智能手机、蓝牙基站、门禁控制器、声光报警器和PIR热红外活体检测模块；所述云管理后台包括用户ID白名单数据库、通讯单元和云端预警模块；
所述云管理后台的用户ID白名单数据库用于存放合法用户的ID信息，所述通讯单元用于负责云服务后台与门禁控制器的数据通讯，所述云端预警模块用于在用户ID非法时在云端进行预警，同时将预警信息保存备案；
所述智能手机用于提供用以绑定用户身份的蓝牙ID，即用户ID，配合蓝牙基站进行AOA测距、测向；
所述蓝牙基站用于扫描范围内的用户ID信息，将用户ID通过无线通讯单元传输给云管理后台，同时与所述智能手机内嵌的蓝牙模块进行AOA高精度测距、测向；
所述门禁控制器负责接收云端用户ID比对结果，控制门禁开启/关闭和外部声光报警器预警；
所述无线通讯单元用于负责门禁控制器与云服务后台之间的数据通讯；
所述声光报警器连接在门禁控制器上，异常情况下预警；
所述PIR热红外活体检测模块用于检测是否有活体人靠近门禁。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙AOA的远程自动门禁控制及防尾随系统，其特征在于：所述蓝牙基站与门禁控制器通过串口进行数据通讯，所述声光报警器与门禁控制器通过GPIO信号接口连接，所述PIR热红外活体检测模块通过GPIO信号接口与门禁控制器连接，所述无线通讯单元通过串行接口与门禁控制器相连；所述门禁控制器同时为蓝牙基站、无线通讯单元、声光报警器和PIR热红外活体检测模块供电；所述蓝牙基站与智能手机蓝牙模块之间通过2.4GHz无线信号传输数据，通过蓝牙AOA进行测距、测向。
3.根据权利要求1所述的基于蓝牙AOA的远程自动门禁控制及防尾随系统，其特征在于：当所述智能手机用户靠近门禁系统时，首先，由所述PIR热红外活体检测模块检测是否有用户活体靠近门禁系统；接下来，所述蓝牙基站自动扫描获取智能手机的蓝牙ID信息，同时与所述蓝牙模块进行AOA精确测距和测向；然后，由所述蓝牙基站通过AOA角度测向，检测用户进出方向，判断用户是否逆行；其次，如果当前用户为进入方向，所述蓝牙基站扫描到的用户ID信息通过无线传输单元发送给云管理后与系统预设的白名单数据库进行比对，判断用户身份合法性，并进一步将比对结果无线回传至门禁控制器；再次，判断所述蓝牙基站测量的用户与门禁系统之间的距离是否处在系统预设阈值范围内，如果用户在门禁预设距离阈值范围内且用户ID合法，则自动打开门禁放行，否则启动本地声光报警预警。
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