蓝牙定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种蓝牙定位系统及方法，包括蓝牙设备和智能终端，其中，蓝牙设备包括蓝牙控制器和蓝牙信号收发装置，智能终端包括蓝牙信号接收模块、蓝牙信号计算模块以及蓝牙信号判定模块等，具有对双天线的位置要求低，双天线间信号屏蔽需求较低，易于应用于产品中；每个蓝牙双天线位置判定系统只需要1个蓝牙控制器，降低成本；蓝牙控制器以分时方式通过两根蓝牙天线进行广播，避免蓝牙信号之间的干扰；蓝牙控制器只进行广播，不需要全时扫描其他蓝牙设备，功耗要求低，可适用于无源设备中。

【技术实现步骤摘要】
蓝牙定位系统及方法
本专利技术涉及蓝牙通讯
，特别涉及一种蓝牙定位系统及方法。
技术介绍
蓝牙（Bluetooth）是一种无线技术标准，其使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波，可实现设备之间的短距离数据交换。当前应用最广的是蓝牙4.0，该标准中增加了BluetoothSmart和BluetoothSmartReady标准。特别是BluetoothSmart，作为一种低功耗蓝牙（BluetoothLowEnergy，简称BLE），相对历史版本有质的飞跃，具有成本低、功耗低、峰值电流极小以及连接建立快速的优点。相较于Zigbee和传统蓝牙，蓝牙4.0具有协议标准化和低功耗的优点，通常使用一粒纽扣电池就可以让蓝牙模块连续工作数年之久。以上优点让蓝牙4.0技术在智能家居、可穿戴设备等领域被广泛使用。在将蓝牙4.0技术应用到智能锁或者智能门禁中时，常用的开锁方法是：智能锁或者智能门禁中的蓝牙设备与智能终端中的蓝牙模块建立连接，验证相关权限，判定智能终端的使用者是否可以进入门内（由于智能锁或者智能门禁位于门内的一侧通常带有手动开锁执行机构，仅需要考虑由门外进入门内的情形）。由于蓝牙信号是全方向发射的信号，因此，智能锁或者智能门禁中的蓝牙设备无法判定智能终端当前所处的位置（位于门内还是位于门外）。假使智能终端的使用者位于门内，且智能终端与蓝牙设备之间的权限验证通过，而此时，恰巧门外有人，那么门禁或门锁上的自动开锁执行机构便会被触发以使门被打开，这样便会对门内的人员造成安全隐患。为了解决以上问题，现有的蓝牙定位方式为：智能终端的蓝牙模块发射蓝牙信号，智能门禁或智能锁上的蓝牙控制器连接到至少两个天线，通过该至少两个天线接收智能终端发射的蓝牙信号，蓝牙控制器对至少两个天线接收到的蓝牙信号进行计算，基于计算结果判定智能终端所处的位置。该定位方式存在以下问题：1.所述至少两个接收天线需不间断接收智能终端发射的信号，若采用扫描窗口方式，即（仅在处于特定时间窗口内接收蓝牙信号，非时间窗口的时段内停止接收一段时间，再重新接收方式），则由于蓝牙广播有间隔，在扫描窗口外的广播都无法接收，甚至在极端的情况下，扫描窗口与蓝牙广播间隔一致，会导致接收天线完全接收获取智能终端发射的蓝牙信号。因此所述至少两个接收天线只能不间断接收智能终端发射的蓝牙信号，导致功耗较高；2.需要为蓝牙控制器配备至少两个接收天线以接收来自智能终端的蓝牙信号，所述至少两个接收天线接收到的信号由蓝牙控制器交于主控机处理器处理，这对主控机处理器的处理能力要求较高，降低了主控机芯片选择广度，同时主控机固件程序升级有较大局限性，增加了开发难度，变相提高系统成本；3.由于主控机处理器的处理能力有限，当有多个智能终端同时发射蓝牙信号时，主控机处理器难以对数据进行准确快速的处理和分析。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种蓝牙定位系统及方法，从而克服现有技术中的不足。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：本专利技术实施例提供一种蓝牙设备，该蓝牙设备设置在门上，包括：蓝牙控制器，该蓝牙控制器与蓝牙信号收发装置连接，用于控制蓝牙信号收发装置发送第一广播信号和第二广播信号；蓝牙信号收发装置，包括第一蓝牙天线和第二蓝牙天线，所述第一蓝牙天线的信号发送方向指向门外，所述第二蓝牙天线的信号发送方向指向门内，所述第一蓝牙天线和第二蓝牙天线分别在蓝牙控制器的控制下发送第一广播信号和第二广播信号。本专利技术实施例还提供一种智能终端，包括：蓝牙信号接收模块，在预定时间内从设置在门上的蓝牙设备接收m1个第一广播信号和m2个第二广播信号，所述第一广播信号的发送方向指向门外，所述第二广播信号的发送方向指向门内；蓝牙信号计算模块，分别对m1个第一广播信号和m2个第二广播信号进行计算，得到m1个第一广播信号的信号强度平均值avg1和m2个第二广播信号的信号强度平均值avg2；蓝牙信号判定模块，比较avg1和avg2，若avg1＞avg2，则判定智能终端位于门外。本专利技术实施例还提供一种蓝牙定位系统，包括上述实施例中的蓝牙设备和智能终端。本专利技术实施例还提供一种用于蓝牙设备的蓝牙通信方法，所述蓝牙设备设置在门上，所述方法包括：蓝牙设备通过第一蓝牙天线和第二蓝牙天线发送第一广播信号和第二广播信号，所述第一蓝牙天线的信号发送方向指向门外，所述第二蓝牙天线的信号发送方向指向门内。本专利技术实施例还提供一种用于智能终端的蓝牙定位方法，包括：在预定时间内从设置在门上的蓝牙设备接收m1个第一广播信号和m2个第二广播信号，所述第一广播信号的发送方向指向门外，所述第二广播信号的发送方向指向门内；分别对m1个第一广播信号和m2个第二广播信号进行计算，得到m1个第一广播信号的信号强度平均值avg1和m2个第二广播信号的信号强度平均值avg2；比较avg1和avg2，若avg1＞avg2，则判定智能终端位于门外。本专利技术实施例还提供一种用于蓝牙通信系统中的定位方法，所述蓝牙通信系统包括智能终端和设置在门上的蓝牙设备，所述蓝牙设备执行上述的蓝牙通信方法，所述智能终端执行蓝牙定位方法。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1．对双天线的位置要求低，双天线间信号屏蔽需求较低，易于应用于产品中；2．每个蓝牙双天线位置判定系统只需要1个蓝牙控制器，降低成本；3．蓝牙控制器以分时方式通过两根蓝牙天线进行广播，避免蓝牙信号之间的干扰；4．蓝牙控制器只进行广播，不需要全时扫描其他蓝牙设备，功耗要求低，可适用于无源设备中；5．由智能终端对蓝牙控制器上的双天线发射的蓝牙信号进行接收和处理，而不是由蓝牙控制器或主控机设备对蓝牙信号进行接收和梳理，减少了蓝牙控制器或主控机设备的开发难度，充分利用了智能终端中应用软件的易升级、性能强大特性；6．结果判定与蓝牙发起连接操作由智能终端进行，即使系统中有多个智能终端设备，互相不会受到影响，系统仍可正常运行。附图说明图1是实施例1的原理图；图2是实施例1的系统框图；图3是实施例2的系统框图；图4是实施例3的系统框图；图5是实施例4的方法流程图；图6是实施例5的方法流程图；图7是实施例5中的avg1的计算方法流程图；图8是实施例5中的avg2的计算方法流程图；图9是实施例6的方法流程图。图中，1、蓝牙控制器；11、双天线输出模块；12、匹配信号接收模块；13、权限验证模块；14、开锁执行模块；2、第一蓝牙天线；21、第一广播信号；3、第二蓝牙天线；31、第二广播信号；4、屏蔽罩；5、智能终端；51、蓝牙信号接收模块；52、蓝牙信号计算模块；53、蓝牙信号判定模块；54、匹配信号输出模块。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1本专利技术提供一种蓝牙设备，其结构如图1所示，该蓝牙设备设置在门上。本领域人员可知的门仅仅是一种实施方式，其包括门禁或门锁或其他载体上。该蓝牙设备包括蓝牙控制器1和蓝牙信号收发装置，其中，蓝牙控制器1与蓝牙信号收发装置连接，用于控制蓝牙信号收发装置发送第一广播信号21和第二广播信号31。蓝牙信号收发装置包括第一蓝牙天线2和第二蓝牙天线3，所述第一蓝牙天线2的信号发送方向指向门外，所述第二蓝牙天线3的信号发送方向指向门内，所述第一蓝牙天线2和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝牙设备，该蓝牙设备设置在门上，其特征在于，包括：蓝牙控制器(1)，该蓝牙控制器(1)与蓝牙信号收发装置连接，用于控制蓝牙信号收发装置发送第一广播信号(21)和第二广播信号(31)；蓝牙信号收发装置，包括第一蓝牙天线(2)和第二蓝牙天线(3)，所述第一蓝牙天线(2)的信号发送方向指向门外，所述第二蓝牙天线(3)的信号发送方向指向门内，所述第一蓝牙天线(2)和第二蓝牙天线(3)分别在蓝牙控制器(1)的控制下发送第一广播信号(21)和第二广播信号(31)。

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙设备，该蓝牙设备设置在门上，其特征在于，包括：蓝牙控制器(1)，该蓝牙控制器(1)与蓝牙信号收发装置连接，用于控制蓝牙信号收发装置发送第一广播信号(21)和第二广播信号(31)；蓝牙信号收发装置，包括第一蓝牙天线(2)和第二蓝牙天线(3)，所述第一蓝牙天线(2)的信号发送方向指向门外，所述第二蓝牙天线(3)的信号发送方向指向门内，所述第一蓝牙天线(2)和第二蓝牙天线(3)分别在蓝牙控制器(1)的控制下发送第一广播信号(21)和第二广播信号(31)。2.根据权利要求1所述的蓝牙设备，其特征在于，所述蓝牙信号收发装置从智能终端(5)接收匹配信号，所述匹配信号是智能终端(5)从所述蓝牙设备接收到第一广播信号(21)和第二广播信号(31)后，根据第一广播信号(21)和第二广播信号(31)判定自身位于门外时发送的。3.根据权利要求2所述的蓝牙设备，其特征在于，所述匹配信号中携带有智能终端(5)的身份信息。4.根据权利要求1所述的蓝牙设备，其特征在于，当所述蓝牙控制器(1)被触发而处于工作状态时，控制所述第一蓝牙天线(2)与第二蓝牙天线(3)分时交替发送第一广播信号(21)和第二广播信号(31)。5.根据权利要求1所述的蓝牙设备，其特征在于，所述第一蓝牙天线(2)和第二蓝牙天线(3)同时设置在门内，或者同时设置在门外，或者第一蓝牙天线(2)设置在门外，第二蓝牙天线(3)蓝牙天线设置在门内。6.根据权利要求5所述的蓝牙设备，其特征在于，所述第一蓝牙天线(2)和第二蓝牙天线(3)之间设置有屏蔽罩(4)。7.根据权利要求6所述的蓝牙设备，其特征在于，当第一蓝牙天线(2)设置在门外、第二蓝牙天线(3)设置在门内时，所述屏蔽罩(4)为门。8.根据权利要求3所述的蓝牙设备，其特征在于，所述蓝牙控制器(1)包括：匹配信号接收模块(12)，用于通过蓝牙信号收发装置从智能终端(5)接收匹配信号，从匹配信号中获取智能终端(5)的身份信息，生成包含所述身份信息的权限验证请求，并将权限验证请求发送给权限验证模块(13)；权限验证模块(13)，用于接收所述权限验证请求，根据所述权限验证请求中的智能终端(5)的身份信息，验证智能终端(5)是否具有开锁权限，如果智能终端(5)具有开锁权限，向开锁执行模块(14)发送开锁信号；开锁执行模块(14)，用于在接收到所述开锁信号时开启门禁。9.一种智能终端，其特征在于，包括：蓝牙信号接收模块(51)，在预定时间内从设置在门上的蓝牙设备接收m1个第一广播信号(21)和m2个第二广播信号(31)，所述第一广播信号(21)的发送方向指向门外，所述第二广播信号(31)的发送方向指向门内；蓝牙信号计算模块(52)，分别对m1个第一广播信号(21)和m2个第二广播信号(31)进行计算，得到m1个第一广播信号(21)的信号强度平均值avg1和m2个第二广播信号(31)的信号强度平均值avg2；蓝牙信号判定模块(53)，比较avg1和avg2，若avg1＞avg2，则判定智能终端(5)位于门外。10.根据权利要求9所述的智能终端，其特征在于：该智能终端(5)还包括匹配信号输出模块(54)，当蓝牙信号判定模块(53)判定智能终端(5)位于门外时，向所述匹配信号输出模块(54)发送匹配信息，所述匹配信号输出模块(54)接收所述匹配信息，并根据所述匹配信息生成匹配信号，将匹配信号发送至所述蓝牙设备。11.根据权利要求10所述的智能终端，其特征在于：所述匹配信号携带有智能终端(5)的身份信息。12.根据权利要求9所述的智能终端，其特征在于：所述蓝牙信号计算模块(52)包括过滤单元和计算单元，所述过滤单元用于从m1个第一广播信号(21)和m2个第二广播信号(31)中分别过滤N1个和N2个质量最低的信号。13.根据权利要求12所述的智能终端，其特征在于：对于m1个第一广播信号(21)，所述过滤单元执行以下步骤：步骤101，计算m1个第一广播信号(21)的信号强度平均值；步骤102，从m1个第一广播信号(21)中过滤N1个与该信号强度平均值相差最大的信号；对于m2个第二广播信号(31)，所述过滤单元执行以下步骤：步骤201，计算m2个第二广播信号(31)的信号强度平均值；步骤202，从m2个第二广播信号(31)中过滤N2个与该信号强度平均值相差最大的信号。14.根据权利要求12所述的智能终端，其特征在于：所述计算单元计算剩余...

【专利技术属性】
技术研发人员：马璐，李其伦，杨刚，
申请(专利权)人：北京智辉空间科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11