一种基于蓝牙AOA室内定位的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于蓝牙AOA室内定位的方法及系统，该方法包括：搭建树状拓扑结构的雾计算网络，第二蓝牙定位基站接收移动端发送到定位信号，计算到达角，并将到达角发送给拓扑结构上的第一蓝牙定位基站；第一蓝牙定位基站生成移动端的最终位置，预处理后发送给云服务器；云服务器基于哈希链创建监测记录表对第一蓝牙定位基站进行监测，将定位数据发送给移动端。本发明专利技术实提供的一种基于蓝牙AOA室内定位的方法及系统，能够实现高效、安全、可扩展的进行室内定位，定位速度更快，精度更高，且有效保护用户的定位隐私信息。保护用户的定位隐私信息。保护用户的定位隐私信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蓝牙AOA室内定位的方法及系统


[0001]本专利技术涉及室内定位
，尤其涉及一种基于蓝牙AOA室内定位的方法及系统。

技术介绍

[0002]现有技术中，移动设备使用的定位系统通常以GPS为主LBS为辅的A
‑
GPS(AssistedGPS)定位系统，反应速度快，误差15
‑
30米，但是，目前这种定位方式都只能在裸露空间导航定位，无法在精确度要求高的室内进行导航定位。
[0003]蓝牙AOA定位由于其具备高精度、高并发、低功耗、低成本和性能稳定等优点，成为室内定位采用的主流技术之一。但蓝牙定位信息存在安全性和隐私性方面的挑战，如蓝牙定位数据的泄露、位置信息的被跟踪等，给用户造成极大的财产和人身风险。因此，如何确保蓝牙定位信息的安全性成为急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于蓝牙AOA室内定位的方法及系统。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于蓝牙AOA室内定位的方法，所述方法包括：
[0006]S1、搭建树状拓扑结构的雾计算网络：以云服务器作为根节点，以第一蓝牙定位基站作为根节点延伸的第一层级子节点，以第二蓝牙定位基站作为第一层级子节点多叉延伸的第二层级子节点，建立第一层级子节点、第二层级子节点和根节点通信连接，将第一层级子节点配置为雾节点；
[0007]S2、第二蓝牙定位基站接收移动端发送到定位信号，进行身份验证后，计算到达角，并将到达角发送给拓扑结构上的第一蓝牙定位基站；
[0008]S3、第一蓝牙定位基站根据接收到的到达角进行空间几何关系计算，获取移动端的第一位置，并通过自测定的第二位置进行修正，生成移动端的最终位置，预处理后发送给云服务器；
[0009]S4、云服务器将第一蓝牙定位基站的标识符进行哈希运算，将哈希值按顺序排列生产一个哈希链，并基于哈希链创建监测记录表对第一蓝牙定位基站进行监测；
[0010]S5、云服务器将定位数据发送给移动端。
[0011]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一蓝牙定位基站包括主控芯片和以及分别与主控芯片电连接的若干定位天线，所述第一蓝牙定位基站还用于同时生成移动端的多个到达角，并基于多个到达角和不同定位天线间的相对位置计算移动端的第二位置，所述第二蓝牙定位基站只用于生成移动端的一个到达角，所述第二蓝牙定位基站围绕第一蓝牙定位基站布置。
[0012]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S2中身份验证包括：
[0013]S20、移动端生成一对密钥，然后向证书颁发机构提交证书请求，并接收证书颁发机构签署的第一数字证书，所述证书请求包括公钥和唯一标识码；
[0014]S21、第一蓝牙定位基站生成一对密钥，然后向证书颁发机构提交证书请求，并接收证书颁发机构签署的第二数字证书，所述证书请求包括公钥和唯一标识码；
[0015]S22、移动端向第一蓝牙定位基站发送第一证书和第一随机数，第一蓝牙定位基站验证第一证书的合法性和签名，并生成第二随机数，第一蓝牙定位基站使用移动端公钥加密第二随机数，发送给移动端，移动端使用私钥解密第二随机数，并发送给第一蓝牙定位基站，双方比较接收到的随机数，如果匹配，则验证成功；
[0016]S23、移动端生成一个随机数对作为临时标识码，以临时标识码作为身份标识，将携带临时标识码的定位信号发送给第二蓝牙定位基站；
[0017]S24、移动端将临时标识码和唯一标识码使用公钥加密发送给第一蓝牙定位基站；
[0018]S25、第一蓝牙定位基站获取第二蓝牙定位基站发送的携带临时标识码的到达角数据，并根据预存的移动端临时标识码和唯一标识码对应表，识别移动端的身份。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3中第一蓝牙定位基站根据接收到的到达角进行空间几何关系计算，获取移动端的第一位置，并通过自测定的第二位置进行修正，生成移动端的最终位置，具体包括：
[0020]S30、第一蓝牙定位基站获取不同第二蓝牙定位基站发送的到达角，基于任意两个第二蓝牙定位基站的两个到达角根据进行空间几何关系计算蓝牙信号的初始位置，获取移动端的多个初始位置；
[0021]S31、根据多个初始位置计算平均值生成第一中心点作为第一位置P1，计算每个初始位置与中心点之间的距离，并计算标准差；
[0022]S32、计算偏离阈值D0，比较每个初始位置与第一位置P1之间的距离，如果距离大于阈值D1，则将该初始位置视为偏离点，并进行剔除，其中，偏离阈值D0的计算公式如下：
[0023]，
[0024]其中，表示调节系数，根据误差和置信度确定，表示根据每个初始位置与中心点之间的距离计算的标准差；
[0025]S33、基于剔除偏离点的初始位置重新计算平均值生成第二中心点；
[0026]S34、第一蓝牙定位基站基于同时生成移动端的多个到达角，并基于多个到达角和不同定位天线间的相对位置计算移动端的第二位置P2；
[0027]S35、根据第二中心点和第二位置P2加权平均计算移动端的最终位置P。
[0028]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S3中预处理，具体包括：
[0029]S36、云服务器将移动端的唯一标识码通过哈希函数进行哈希运算，将哈希值按顺序排列生产一个查询哈希环，并将哈希函数共享给第一蓝牙定位基站；
[0030]S37、第一蓝牙定位基站获取云服务器共享的哈希函数，并将移动端的唯一标识码通过所述哈希函数进行哈希运算，生成匿名标识符，并将匿名标识符和移动端的最终位置定位数据进行打包，加密发送给云服务器；
[0031]S38、云服务器接收第一蓝牙定位发送的数据，将匿名标识符与查询哈希环进行比
对，比对成功，则将定位数据与对移动端进行匹配；
[0032]S39、云服务器判断是否到达更换周期，若到达更换周期，则将哈希函数进行更换，将移动端的唯一标识码通过更换后的哈希函数进行哈希运算，将哈希值按顺序排列生产一个新的查询哈希环，并将更换后的哈希函数共享给第一蓝牙定位基站进行替换。
[0033]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
[0034]S40、云服务器获取定位数据，并根据移动端唯一标识码生成移动端携带时间戳的移动轨迹数据；
[0035]S41、将移动端的移动轨迹数据按照预设时间段进行分割，生成数据块，使用随机数生成算法将数据块进行随机排序，将打乱后的数据块按照轮转的方式分别存储到不同的存储位置，建立加密索引表，所述索引表记录每个数据块的位置、时间段和所属移动端信息；
[0036]S42、云服务器基于查询哈希环生成访问授权表，并基于访问授权表建立唯一标识码与加密索引表的访问权限关系；
[0037]S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蓝牙AOA室内定位的方法，其特征在于，所述方法包括：S1、搭建树状拓扑结构的雾计算网络：以云服务器作为根节点，以第一蓝牙定位基站作为根节点延伸的第一层级子节点，以第二蓝牙定位基站作为第一层级子节点多叉延伸的第二层级子节点，建立第一层级子节点、第二层级子节点和根节点通信连接，将第一层级子节点配置为雾节点；S2、第二蓝牙定位基站接收移动端发送到定位信号，进行身份验证后，计算到达角，并将到达角发送给拓扑结构上的第一蓝牙定位基站；S3、第一蓝牙定位基站根据接收到的到达角进行空间几何关系计算，获取移动端的第一位置，并通过自测定的第二位置进行修正，生成移动端的最终位置，预处理后发送给云服务器；S4、云服务器将第一蓝牙定位基站的标识符进行哈希运算，将哈希值按顺序排列生产一个哈希链，并基于哈希链创建监测记录表对第一蓝牙定位基站进行监测；S5、云服务器将定位数据发送给移动端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一蓝牙定位基站包括主控芯片和以及分别与主控芯片电连接的若干定位天线，所述第一蓝牙定位基站还用于同时生成移动端的多个到达角，并基于多个到达角和不同定位天线间的相对位置计算移动端的第二位置，所述第二蓝牙定位基站只用于生成移动端的一个到达角，所述第二蓝牙定位基站围绕第一蓝牙定位基站布置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中身份验证包括：S20、移动端生成一对密钥，然后向证书颁发机构提交证书请求，并接收证书颁发机构签署的第一数字证书，所述证书请求包括公钥和唯一标识码；S21、第一蓝牙定位基站生成一对密钥，然后向证书颁发机构提交证书请求，并接收证书颁发机构签署的第二数字证书，所述证书请求包括公钥和唯一标识码；S22、移动端向第一蓝牙定位基站发送第一证书和第一随机数，第一蓝牙定位基站验证第一证书的合法性和签名，并生成第二随机数，第一蓝牙定位基站使用移动端公钥加密第二随机数，发送给移动端，移动端使用私钥解密第二随机数，并发送给第一蓝牙定位基站，双方比较接收到的随机数，如果匹配，则验证成功；S23、移动端生成一个随机数对作为临时标识码，以临时标识码作为身份标识，将携带临时标识码的定位信号发送给第二蓝牙定位基站；S24、移动端将临时标识码和唯一标识码使用公钥加密发送给第一蓝牙定位基站；S25、第一蓝牙定位基站获取第二蓝牙定位基站发送的携带临时标识码的到达角数据，并根据预存的移动端临时标识码和唯一标识码对应表，识别移动端的身份。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3中第一蓝牙定位基站根据接收到的到达角进行空间几何关系计算，获取移动端的第一位置，并通过自测定的第二位置进行修正，生成移动端的最终位置，具体包括：S30、第一蓝牙定位基站获取不同第二蓝牙定位基站发送的到达角，基于任意两个第二蓝牙定位基站的两个到达角根据进行空间几何关系计算蓝牙信号的初始位置，获取移动端的多个初始位置；S31、根据多个初始位置计算平均值生成第一中心点作为第一位置P1，计算每个初始位
置与中心点之间的距离，并计算标准差；S32、计算偏离阈值D0，比较每个初始位置与第一位置P1之间的距离，如果距离大于阈值D1，则将该初始位置视为偏离点，并进行剔除，其中，偏离阈值D0的计算公式如下：，其中，表示调节系数，根据误差和置信度确定，表示根据每个初始位置与中心点之间的距离计算的标准差；S33、基于剔除偏离点的初始位置重新计算平均值生成第二中心点；S34、第一蓝牙定位基站基于同时生成移动端的多个到达角，并基于多个到达角和不同定位天线间的相对位置计算移动端的第二位置P2；S35、根据第二中心点和第二位置P2加权平均计算移动端的最终位置P。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3中预处理，具体包括：S36、云服务器将移动端的唯一标识码通过哈希函数进行哈希运算，将哈希值按顺序排列生产一个查询哈希环，并将哈希函数共享给第一蓝牙定位基站；S37、第一蓝牙定位基站获取云服务器共享的哈希函数，并将移动端的唯一标识码通过所述哈希函数进行哈希运算，生成匿名标识符，并将匿名标识符和移动端的最终位置定位数据进行打包，加密发送给云服务器；S38、云服务器接收第一蓝牙定位发送的数据，将匿名标识符与查询哈希环进行比对，比对成功，则将定位数据与对移动端进行匹配；S39、云服务器判断是否到达更换周期，若到达更换周期，则将哈希函数进行更换，将移动端的唯一标识码通过更换后的哈希函数进行哈希运算，将哈希值按顺序排列生产一个新的查询哈希环，并将更换后的哈希函数共享给第一蓝牙定位基站进行替换。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：S40、云服务器获取定位数据，并根据移动端唯一标识码生成移动端携带时间戳的移动轨迹数据；S41、将移动端的移动轨迹数据按照预设时间段进行分割，生成数据块，使用随机数生成算法将数据块进行随机排序，将打乱后的数据块按照轮转的方式分别存储到不同的存储位置，建立加密索引表，所述索引表记录每个数据块的位置、时间段和所属移动端信息；S42、云服务器基于查询哈希环生成访问授权表，并基于访问授权表建立唯一标识码与加密索引表的访问权限关系；S43、当移动端请求访问移动轨迹数据时，云服务器根据请求中的唯一标识码进行哈希运算，并在查询哈希环上进行查找比对，比对成功，则根据访问授权表访问索引表，通过索引表中的位置信息定位到移动端对...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪菲，谢小勇，管根崇，贾东升，张鑫，
申请(专利权)人：江苏蓝策电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：