一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台制造技术

本发明专利技术公开了一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台，包括蓝牙终端、智能移动设备、服务端；所述服务端包括应用云、计算云、数据云；通过蓝牙终端与智能移动设备形成云定位平台的位置采集系统。以基于蓝牙4.0定位方法的研究为对象，将研究算法成果应用于蓝牙终端与移动设备形成的位置采集系统，加上配套的移动客户端与云服务管理系统，搭建基于蓝牙4.0的云定位平台。云平台为用户提供精准实时的定位服务，以解决易丢失物品/易走失人群的找寻问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台
本专利技术属于移动互联
，具体为一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台。
技术介绍
随着普适计算的发展，定位技术和行为识别是普适计算研究领域中两个热门的研究问题，通过感知用户的位置信息和行为状态信息，自动提供适时适地的服务，广泛应用于室内导航、目标跟踪、智能家居等领域。蓝牙4.0作为一种短距离、低功耗无线通信技术，在各领域中得到广泛应用，如手机、PDA等设备都已具备蓝牙模块。构建一个蓝牙定位网络，就能对持有蓝牙设备的用户实现定位追踪，提供特定的基于位置的服务。如博物馆场景中，定位系统能够确认用户在某个展品的位置，然后将展品图片等信息推送到用户手机上，这时需要“米级”的定位精度。利用蓝牙4.0技术实现的高精度定位为这项需求提供了服务的可能。基于RSSI(receivedsignalstrengthindicator，RSSI)指纹标定的定位方法定位精度较高，但需要耗费大量人力采集标定数据，限制了该方法的推广应用。在免标定定位方法研究中，采用了基于信号传播模型的方法，利用电磁波的衰减特性构造接收信号强度RSSI与距离的对数线性模型。一种基于WiFi信号的SDM(SignalDistanceMap)免标定定位方法，在锚节点位置布置相应参考点，利用参考点提供的信息构造信号强度与距离的映射关系，该方法能动态地适应环境变化，在蓝牙定位中也能得到应用。现有的定位方法和蓝牙4.0的低功耗、低成本、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等新特性，为基于蓝牙4.0云定位平台提供了技术基础。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台，以基于蓝牙4.0定位方法的研究为对象，将研究算法成果应用于蓝牙终端与移动设备形成的位置采集系统，加上配套的移动客户端与云服务管理系统，搭建基于蓝牙4.0的云定位平台。云平台为用户提供精准实时的定位服务，以解决易丢失物品/易走失人群的找寻问题。其技术方案为：一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台，包括蓝牙终端、智能移动设备、服务端；所述服务端包括应用云、计算云、数据云；通过蓝牙终端与智能移动设备形成云定位平台的位置采集系统。优选地，所述蓝牙终端是自带纽扣电池的蓝牙4.0芯片，负责发送自身设备ID以及RSSI、LQ、TPL的数据。优选地，所述智能移动设备是指支持蓝牙4.0的移动设备，苹果移动设备如iPhone4S及其后续机型、TheNewiPad、iPad4、MacBookAir、MacbookPro，安卓移动设备还必须支持安卓4.3以上版如三星NOTE系列、GalaxyS3及其后续机型等；其主要功能是将接收到的数据发送到服务端，并提供搜索、查看的功能。优选地，所述应用云包含应用服务器，所述应用服务器采用8层框架构建，包括安全控制层、控制转移层、异常处理层、日志处理层、流程控制层、业务逻辑层、数据访问层和公共处理层；提供将来自智能移动设备的数据进行排序、筛选、保存，并自动识别当前场景，根据不同场景选择最适合当前场景的定位算法进行定位，并将定位结果和ID信息存储到数据库，返回查询信息的服务。服务端由应用云、计算云、数据云三部分组成，其中数据云用于存储数据，计算云提供计算服务，应用云为平台提供业务逻辑以及处理访问请求。三种云平台使用相同的框架，但提供不同的服务。优选地，所述的不同场景具体为：场景分为室内场景与室外场景，室内场景又分为简单室内场景与复杂室内场景，室外场景分为单蓝牙终端单智能移动设备与单蓝牙终端多智能移动设备。优选地，所述定位算法具体为：适合当前场景的定位算法针对不同的场景使用不同的算法，简单室内场景采用基于核岭回归的自适应蓝牙定位算法，复杂室内场景采用模糊指纹定位算法，单蓝牙终端单智能移动设备场景采用到达时间定位算法，单蓝牙终端多智能移动设备场景采用接收信号强度定位算法。优选地，所述基于核岭回归的自适应蓝牙定位算法的基本原理是利用固定的蓝牙终端之间的信息来构造回归模型，同时能将实时搜集的节点之间的信号样本更新模型参数，实现自适应免标定定位，所述基于核岭回归的自适应蓝牙定位算法步骤：1)训练阶段a)在线搜集训练样本；b)预处理；c)KRR训练学习；2)定位阶段a)收集目标设备信号样本；b)定位计算。优选地，所述模糊指纹定位算法的基本原理为离线阶段建立模糊指纹库，在线阶段进行模糊决策，从而实现对蓝牙终端的定位，所述模糊指纹定位算法步骤为：1)离线阶段建立模糊指纹库，该指纹库较为全面地描述了定位区域内RSSI值和LQ值与空间位置的对应关系，并存储于数据云中；2)在线阶段智能移动设备进入定位区域，智能移动设备对蓝牙锚节点的RSSI值和LQ值进行测量后，将测量数据上传到服务端，在计算云中进行模糊决策定位。优选地，所述到达时间定位算法的基本原理为通过无线信号传播时间乘以无线信号传输速度计算移动设备和蓝牙终端之间的距离，所述到达时间定位算法步骤为：1)获取到无线信号传播的时间，并进行预处理；2)计算设备与蓝牙终端之间的距离。优选地，所述采用接收信号强度定位算法的基本原理为通过信号强度和已知信号衰弱模型来估计移动设备与蓝牙终端的距离，根据多个移动设备距离蓝牙终端的距离值画出圆，多个圆的重叠部分就是蓝牙终端的位置，接收信号强度定位算法具体为：1)获取到目标点到各已知位置点的RSSI值，并进行预处理；2)根据电磁波传播模型，计算目标点到各点间的距离；3)利用三角定位模型计算目标节点的位置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过不同场景利用不同的定位算法对蓝牙终端进行定位，能更好的提高精确度并具有自适应性，并且通过蓝牙终端与智能移动设备形成云定位平台，加入云平台的用户越多，云平台所覆盖的定位范围越广，提供的云服务越精确。通过实施本专利技术，为用户提供方便快捷的寻物方式；为那些易于走失的儿童、老人以及病患者的监督人提供服务，让监督人更省心；在复杂的室内环境中为用户提供精确的室内导航。附图说明图1为云定位平台拓扑结构图；图2为蓝牙4.0协议分层结构图；图3为云定位平台移动应用框架图；图4为云定位平台云平台框架图图5为服务端架构图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步说明。本专利技术基于蓝牙4.0技术的云定位平台包括蓝牙终端、智能移动设备应用、服务端(应用服云、计算云、数据云)三大部分，如图1所示为云定位平台拓扑结构图。蓝牙终端：蓝牙4.0协议分层结构如图2所示，包括物理层(PHY)、链路层(LL)、主机控制接口层(HCI)、逻辑链路与适配协议层(L2CAP)、属性协议层(ATT)、安全管理层(SM)、通用属性剖面层(GATT)、通用接入层(GAP)。其中，基于逻辑链路与适配协议即L2CAP以上的部分可在客户端，这一部分可称为主机端部分，HCI层以下部分可称为芯片控制器层也可简称底层。针对蓝牙模块的使用探索最佳协议，同时探索蓝牙4.0新特性，并实现蓝牙模块超低功耗、长距离、高效率、持续地发送信号给智能移动设备。智能移动设备应用：拟采用“HTML5+WebKit+底层交互”等相关技术进行搭建，并形成具有一定规范性的结构，如图3所示。基于该结构，加上移动设备的内置蓝牙进行蓝牙信号的搜索，探索移动设备通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台，其特征在于，包括蓝牙终端、智能移动设备、服务端；所述服务端包括应用云、计算云、数据云；通过蓝牙终端与智能移动设备形成云定位平台的位置采集系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于蓝牙4.0技术的云定位平台，其特征在于，包括蓝牙终端、智能移动设备、服务端；所述服务端包括应用云、计算云、数据云；通过蓝牙终端与智能移动设备形成云定位平台的位置采集系统，所述应用云包含应用服务器，所述应用服务器采用8层框架构建，包括安全控制层，实现UI到服务器的第一层安全控制，主要进行用户访问资源的鉴权，单用户登录控制；控制转移层，实现请求检测、数据校验、请求实施和响应；异常处理层，实现业务调用的异常处理，包含了异常捕获、异常码解释并回传异常信息；日志处理层，实现业务方法的日志记录，为关键数据和操作进行记录以保证数据和操作的安全性；流程控制层，实现对流程的定义，并对注入式流程进行管理控制；业务逻辑层，实现系统的逻辑处理；数据访问层，实现数据库和数据文件的读写操作；和公共辅助层，实现系统公共类管理，为系统提供辅助功能；提供将来自智能移动设备的数据进行排序、筛选、保存，并自动识别当前场景，根据不同场景选择最适合当前场景的定位算法进行定位，并将定位结果和ID信息存储到数据库，返回查询信息的服务。2.根据权利要求1所述的基于蓝牙4.0技术的云定位平台，其特征在于，所述蓝牙终端是自带纽扣电池的蓝牙4.0芯片，负责发送自身设备ID以及RSSI、LQ、TPL的数据。3.根据权利要求1所述的基于蓝牙4.0技术的云定位平台，其特征在于，所述智能移动设备是指支持蓝牙4.0的移动设备，苹果移动设备，安卓移动设备还必须支持安卓4.3以上版；其功能是将接收到的数据发送到服务端，并提供搜索、查看的功能。4.根据权利要求1所述的基于蓝牙4.0技术的云定位平台，其特征在于，所述的不同场景具体为：场景分为室内场景与室外场景，室内场景又分为简单室内场景与复杂室内场景，室外场景分为单蓝牙终端单智能移动设备与单蓝牙终端多智能移动设备。5.根据权利要求1所述的基于蓝牙4.0技术的云定位平台，其特征在于，所述定位算法具体为：适合当前场景的定位算法针对不同的场景使用不同的算法，简单室内场景采用基于核岭回归的自适应蓝牙...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雷，陆杨洁，黄伟，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51