CN205123788U - 基于蓝牙的智慧监护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于蓝牙的智慧监护系统，包括：用于广播蓝牙信号的蓝牙移动终端；蓝牙检测器，包括用于扫描并获取蓝牙信号的蓝牙模块，及用于将蓝牙模块接收到的数据通过wifi网络传送出去的wifi模块，蓝牙模块与wifi模块通过串口进行连接，蓝牙检测器还包括电源模块，电源模块为蓝牙模块及wifi模块供电；用于通过wifi网络与wifi模块连接，接收wifi模块发送的数据并返回握手信号，根据各蓝牙检测器的坐标位置计算蓝牙移动终端的位置坐标，并将蓝牙移动终端的位置坐标显示在后台管理平台的监控中心。本实用新型是一种能够快速感知并定位，对于人员管理带来极大便利的基于蓝牙的智慧监护系统。

Description

基于蓝牙的智慧监护系统

技术领域

本实用新型涉及定位监控技术领域，尤其涉及一种能够快速感知并定位，对于人员管理带来极大便利的基于蓝牙的智慧监护系统。

背景技术

随着无线网络和智能终端的不断发展，推动着人们对定位、监控方面的需求量日益增大，虽然GPS很好地解决了室外定位问题，但是在室内，而由于卫星信号到达地面时候较弱，不能穿过建筑物，因此GPS无法解决室内人员定位问题。

对于室内定位、监控问题，蓝牙通讯是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备。这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。

蓝牙定位主要应用于小范围定位，例如：单层大厅、仓库、幼儿园、敬老院等等，对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够快速感知并定位，对于人员管理带来极大便利的基于蓝牙的智慧监护系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：提供一种基于蓝牙的智慧监护系统，包括：

用于广播蓝牙信号的蓝牙移动终端；

蓝牙检测器，包括用于扫描并获取所述蓝牙信号的蓝牙模块，及用于将所述蓝牙模块接收到的数据通过wifi网络传送出去的wifi模块，所述蓝牙模块与所述wifi模块通过串口进行连接，所述蓝牙检测器还包括电源模块，所述电源模块为所述蓝牙模块及wifi模块供电；

用于通过所述wifi网络与所述wifi模块连接，接收所述wifi模块发送的数据并返回握手信号，根据各所述蓝牙检测器的坐标位置计算所述蓝牙移动终端的位置坐标，并将所述蓝牙移动终端的位置坐标显示在后台管理平台的监控中心。

还包括用于实时接收监控中心的发送的数据，提供远程查看位置坐标信息和接收报警信号的网站服务器。

所述蓝牙移动终端设有报警按钮，按下所述报警按钮时，所述蓝牙移动终端广播报警信号。

所述监控中心还包括用于存储所述蓝牙移动终端位置坐标信息的存储器。

所述蓝牙移动终端为蓝牙手环、智能手机。

与现有技术相比，由于本实用新型基于蓝牙的智慧监护系统中，所述蓝牙移动终端会不间断地广播蓝牙信号，而所述蓝牙检测器则不间断地扫描蓝牙信号，并不需要将所述蓝牙移动终端与所述蓝牙检测器进行通信，即可完成定位功能，利用蓝牙本身的广播功能广播特定的信息作为报警信号，当蓝牙移动终端发出报警信号之后可以快速感知并定位，对于人员管理有极大的便利。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为本实用新型基于蓝牙的智慧监护系统的一个实施例的示意图。

图2为本实用新型的蓝牙检测器的电路原理模块图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1、2所示，本实用新型基于蓝牙的智慧监护系统中：

蓝牙移动终端1：

由一个低功耗蓝牙设备组成，可以不间断或按需广播蓝牙信号，广播的蓝牙信号中包括MAC地址和最多32字节的其他信息；

蓝牙移动终端设有有一报警按钮，按下报警按钮时蓝牙移动终端广播特定的广播数据当做是报警信号。

蓝牙检测器2：

如图2所示，由一个蓝牙模块21和wifi模块22组成，且所述蓝牙模块21与wifi模块22通过串口连接，此外，还包括电源模块23，所述电源模块为所述蓝牙模块及wifi模块供电；其中蓝牙模块的型号为CC2540，蓝牙模块可以不间断扫描周围蓝牙移动终端1所广播的蓝牙信号，并获取蓝牙移动终端1的MAC地址、广播信息和信号强度RSSI值；

wifi模块将蓝牙模块检测到的数据通过wifi局域网与局域网内指定的计算机通过TCP协议进行通信。

wifi网络3：

连接监控中心4与蓝牙检测器2的桥梁，采用普通的无线路由器局域网即可，具有较高的普适性。

监控中心4：

主要由一台计算机及运行在其之上的软件构成，监控中心4与蓝牙检测器2通过TCP协议连接，接收所有蓝牙检测器2发送的数据并返回握手信号；

根据各蓝牙检测器2的检测数据结合各蓝牙检测器2的坐标位置计算检测到的蓝牙移动终端1的位置坐标，并将定位点显示在室内图中；

当接收到报警信号时，及时在后台管理平台以显著颜色显示并发出报警声。

网站服务器5：

实时接收监控中心4的发送的数据，提供远程查看定位信息和接收报警信号的功能。

以下详细介绍本实用新型基于蓝牙的智慧监护系统的蓝牙定位功能原理及报警功能原理：

本实用新型所采用的蓝牙移动终端，符合蓝牙4.0技术规范，其是新一代蓝牙标准，具有超低功耗和快速连接的特点。每个蓝牙设备都具有一个全球唯一的MAC地址。当蓝牙4.0设备处于广播状态时，会广播MAC地址以及最多不超过32字节的其他信息，以蓝牙手环为例，当人员佩戴一个具备广播功能的蓝牙手环，蓝牙检测器检测到该蓝牙手环信号时，就可以知道有一个蓝牙手环在检测器附近，通过手环与人员的对应关系可以知道是哪个人员在检测器附近。因此通过在室内布置多个蓝牙检测器，结合特定的定位算法就可以定位人员在室内的具体位置。该方法不需要蓝牙设备与蓝牙检测器之间建立连接，只需要蓝牙设备开启广播功能即能完成定位功能。

蓝牙4.0协议规定蓝牙设备广播信息中包含MAC地址以及最多不超过32字节的其他信息，这32字节的信息可以是：设备名称、发射功率、发现模式、特定服务等数据，该部分数据的格式定义为如下：

0x02	数据长度
		0x02	数据类型
0x03	具体数据
		0x06	表示该段有效数据为6个字节
0x08	类型代码0x08和0x09表示设备名称
		‘a’,’b’,’c’,’d’,’e’	该蓝牙设备的名称是：abcde
0x06	数据长度
		0x08	数据类型
‘a’,’b’,’c’,’d’,’e’	具体数据

数据格式按照分段进行组织，每段的第一个字节为该段数据的数据长度，不包括该段的第一字节，但包括第二字节数据类型字节和后面的数据长度，第二个字节表明该段数据的数据类型，即指明该段数据是设备名称还是发射功率或者是发现模式等，后面即为该段的具体数据。因此我们设定一段特定的广播数据用作报警信号，具体为如下：

0x04

数据长度

0xBC	数据类型
		0xEF,设备ID高字节，设备ID低字节	具体数据

其中第一个字节为数据长度，表示报警数据段共有4个字节长度，第二个字节为自定义的类型代码0xBC，第三个字节为自定义的固定检验码，避免与其他蓝牙设备的类型代码冲突，第四第五字节为蓝牙设备的ID编号，这样可以知道具体是哪个蓝牙设备发出报警信号。

当蓝牙手环的按键被按下时，蓝牙手环持续广播上述报警信号，蓝牙检测器检测到有报警信号时，将报警信息通过wifi网络发送到监控中心，监控中心接收到报警信号马上进行定位和报警。

本实用新型基于蓝牙的智慧监护系统的定位算法原理：

蓝牙定位算法由监控中心完成，监控中心事先标定每个蓝牙检测器的安装坐标位置，假设蓝牙检测器i，i＝1,2,3、、、n的安装坐标位置为(xi，yi)：

则每个检测器检测到的蓝牙手环信号强度为ri，使用加权平均的方法求出蓝牙手环的具体定位坐标：公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}x=\frac{{\mathrm{\Σx}}_i*r_i}{{\mathrm{\Σr}}_i}\\ y=\frac{{\mathrm{\Σy}}_i*r_i}{{\mathrm{\Σr}}_i}\end{array}\right.$

因为当蓝牙手环与蓝牙检测器的距离越近时，蓝牙检测器检测到的信号则越强，表明蓝牙手环越靠近该蓝牙检测器的坐标点位置，因此这种情形适用于加权平均方法，使用该方法计算蓝牙手环的位置信息具有计算简单、速度快的优点。

以下详细说明本实用新型的实施过程：

蓝牙手环不间断广播蓝牙信息，广播信息为蓝牙MAC地址；

当蓝牙手环按键被按下时广播报警信息，格式如报警功能原理所述；

蓝牙检测器扫描周围的蓝牙手环信息，获取到检测信息后按照格式发送到监控中心，格式如下表所示，包括有蓝牙检测器编号信息、检测到的蓝牙手环MAC地址信息、检测到的蓝牙手环信号强度信息以及蓝牙手环名称等信息；监控中心即可通过多个蓝牙检测器的检测信息定位得到手环位置。

当蓝牙检测器检测到有报警信号时，将报警信息按照格式发送到监控中心，格式如下：

监控中心与蓝牙检测器通过TCP协议建立连接，监控中心作为TCP服务器，开启特定端口监听TCP客户端的连接，当有蓝牙检测器加入网络时，即可与监控中心建立稳定、可靠的数据通信连接；

监控中心接收到蓝牙检测器检测信息后会向蓝牙检测器发送一个握手信号，表示已经接收到蓝牙检测器的信息，当蓝牙检测器在一设定时间内未收到握手信号，则表明蓝牙检测器与监控中心的连接已经断开，则会点亮一个LED灯作为提示；

监控中心接收到蓝牙检测器的检测数据后根据定位算法计算出每个蓝牙手环定位坐标点，然后在后台管理平台上显示出来，并将定位结果发送到网站服务器端；

监控中心发现有报警信号时，在后台管理平台上以显著颜色显示显示报警蓝牙设备的位置和ID，并发出报警声音，以提醒管理人员及时处理报警信息，同时也将报警信息发送到网站服务器；

网站服务通过HTTP协议中的POST方式接收监控中心发送的定位信息和报警信息，可以提供管理人员远程查看定位监控信息，并且发现有报警信号时可以通过微信、短信等通知管理人员。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种基于蓝牙的智慧监护系统，其特征在于，包括：

用于广播蓝牙信号的蓝牙移动终端；

蓝牙检测器，包括用于扫描并获取所述蓝牙信号的蓝牙模块，及用于将所述蓝牙模块接收到的数据通过wifi网络传送出去的wifi模块，所述蓝牙模块与所述wifi模块通过串口进行连接，所述蓝牙检测器还包括电源模块，所述电源模块为所述蓝牙模块及wifi模块供电；

用于通过所述wifi网络与所述wifi模块连接，接收所述wifi模块发送的数据并返回握手信号，根据各所述蓝牙检测器的坐标位置计算所述蓝牙移动终端的位置坐标，并将所述蓝牙移动终端的位置坐标显示在后台管理平台的监控中心。

2.如权利要求1所述的基于蓝牙的智慧监护系统，其特征在于，还包括用于实时接收监控中心的发送的数据，提供远程查看位置坐标信息和接收报警信号的网站服务器。

3.如权利要求1所述的基于蓝牙的智慧监护系统，其特征在于，所述蓝牙移动终端设有报警按钮，按下所述报警按钮时，所述蓝牙移动终端广播报警信号。

4.如权利要求1所述的基于蓝牙的智慧监护系统，其特征在于，所述监控中心还包括用于存储所述蓝牙移动终端位置坐标信息的存储器。

5.如权利要求1所述的基于蓝牙的智慧监护系统，其特征在于，所述蓝牙移动终端为蓝牙手环、智能手机。