专利名称：一种基于蓝牙判别运动趋势的方法
技术领域：
本发明涉及一种判别运动趋势的方法，特别是一种基于蓝牙判别运动趋势的方法。
背景技术：
当前定位技术主要分为两类:室外定位技术和.室内定位技术。目前，室外定位系统有美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯系统、中国的北斗系统以及欧洲的伽利略及移动运营网基站(AGPS)定位技术。在室外采用卫星定位具有覆盖范围广、用户接入量大等优势。但是因为室外定位技术中均存在一些固有缺点:定位精度低、室内信号弱、搜星时间长等。然而当用户进入到室内的时候，这些定位系统的定位精度就急剧下降。主要是因为室内阻隔对信号的影响。所以，为了解决室内定位的问题，衍生了多种室内定位系统和方法。当前应用于室内定位的主要技术有UWB(超宽带)、RFID (射频识别)和蓝牙(Bluetooth)等技术。一、UWB(超宽带)技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。二、射频识别即 RFID (Radio Frequency IDentification)技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。目前RFID技术应用很广，如:图书馆，门禁系统，食品安全溯源、室内定位等。RFID定位系统组成结构主要包括:电子标签、天线、读写器、中央信息系统(计算机)。RFID定位系统的基本工作原理:标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID定位系统的缺点列举如下:
1.RFID系统中包含的电子标签、发射器、读写器、编码器及天线等硬件设备成本高，且需要特别定制。2.RFID系统中天线的网络布线繁琐复杂，增加了成本投入，且维护难度大。3.RFID系统中的电子标签存在不可控性，涉及隐私问题。(RFID电子标签无法确认该RFID读写器是否合法，当其一旦进入到读写器传感范围，就会无条件的自动发出标签身份讯息，容易导致个人隐私的泄露。)
4.国际上没有统一的RFID频率开放频段，各国开放频段都有所不同，一致性上存在差异问题。RFID技术所使用的频段为50KHZ-5.8GHz，且各系列标准的应用范围也有较大差
巳三、蓝牙(Bluetooth)技术实质是一种短距离无线通信标准。它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接来进行设备间的数据通信。蓝牙标准工作频段为2.4GHz的ISM频段。最新蓝牙4.0版本依旧向下兼容，包含经典蓝牙技术规范和最高速度24Mbps的蓝牙高速技术规范，一般通讯距离在15米以内，最大通讯距离可超过100米。2013年公开的发明专利(申请号为:201210306880.6) “一种基于蓝牙技术实现定
位的方法及系统”。它是基于移动终端，蓝牙AP (接入点)和服务器构建的定位系统，其定位过程中移动终端需要反复将广播信息通过由蓝牙AP构建的传输通信网络与服务器进行通信，经服务器处理后，得到当前移动终端的位置信息的一种方法，并发送给移动终端。首先，需要构建复杂的蓝牙AP传输通信网络。然后，蓝牙AP接收到移动终端广播信息后，将信息传输至专用服务器处理。服务器将处理后的结果，再次通过蓝牙AP传输给移动终端，最终转换成移动终端室内位置。此专利缺点:
1.蓝牙AP传输通信网络构建复杂，维护工作不便，硬件成本高。2.需要专门服务器处理由蓝牙AP发送来的数据，会出现数据网络延迟及数据带宽问题。
3.只能获得移动终端在当前室内中的位置信息。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种对硬件要求低、不需要复杂的C/S (移动终端与服务器)数据处理架构，智能移动终端可以自主处理结果，并确定室内位置、可以得到当前智能移动终端的运动趋势的方法。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种基于蓝牙判别运动趋势的方法，其步骤包括:
1)布设蓝牙传感器，所述的蓝牙传感器两两间的距离D>=4m，空间入口与出口处必须布设标定相应的“入口 ”与“出口” “蓝牙传感器”；
2)将”蓝牙传感器”预先布设在室内入口处标记为“传感器0”，当使用者进入预设传感器的室内环境前，移动终端软件提示用户打开蓝牙功能；当终端探测到“传感器O”后，从而正式进入蓝牙室内定位模式；
3)当处于预设传感器线路上时，移动端蓝牙设备会定时搜索当前区域内传感器设备并查询其RSSI信号强度值，是根据获取的传感器ID与其对应RSSI分别可以知道当前圆形半径在15米范围内的蓝牙RSSI与距离关系图，如图6所示；
4)将智能终端与蓝牙感应距离设定在2米以内时，得到的相应传感器RSSI信号值以V>=-60dbm(+-5dbm)，从本次探测结果中获取的传感器RSSI值列表中找到RSSI的两个最大值 MAX (Vx，Vy，Vz……)=(Vx, Vy)，此时有关系:Vx>=Vy ;
5)当Vx〈-60+-5dbm, Vy>=-60+-5dbm, MAX (Vx, Vy, Vz......) = (Vy，Vz)时，此时有关系:Vx<Vy, Vy>=Vz ；
6)根据前后两次统计结果，得到当前移动终端的运动趋势即:逐渐远离传感器X，经过传感器Y，并逐渐靠近传感器Z ；
7)当智能移动终端离开室内出口时探测到预先面市的“出口传感器”时，程序将在后在结束工作模式，至此运动趋势程序结束。采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果:
1.本系统中将通用蓝牙适配器作为“蓝牙传感器”，无须特殊硬件开发定制，市场上批量化生产的蓝牙硬件模块，成本低廉，只需几元钱。2.本系统只包含智能移动终端与“蓝牙传感器”两个部分。带蓝牙功能的智能移动终端(如智能手机、平板)无须再配备额外电子硬件模块，依靠其自带蓝牙功能与定位程序，就可以与周边预先布设的“蓝牙传感器”网络进行传感识别定位，构造简单，满足设计需求，解决了 RFID复杂架构问题。3.蓝牙模块自带的RSSI信号强度指示器查询探测这一功能可以作为无线传感定位的差别手段。4.室内定位过程中的通信数据可以通过智能移动终端自带的网络功能与服务器进行数据通信交互。而无须另外布设辅助的网络设备构建通信网络。
图1为本发明一种基于蓝牙判别运动 趋势的方法采用直线路径布局环境中时蓝牙传感器位置示意图。图2为本发明一种基于蓝牙判别运动趋势的方法采用转弯路径布局 环境中时蓝牙传感器位置示意图。图3为本发明一种基于蓝牙判别运动趋势的方法采用“T形”路径布局环境中时蓝牙传感器位置示意图。图4为本发明一种基于蓝牙判别运动趋势的方法采用“十字形”路径布局环境中时蓝牙传感器位置示意图。图5为本发明一种基于蓝牙判别运动趋势的方法采用“星型”路径布局环境中时蓝牙传感器位置示意图。图6为本发明一种基于蓝牙判别运动趋势的方法“RSS1-距离”间关系图。图7为本发明一种基于蓝牙判别运动趋势的方法处理流程图。图8为本发明一种基于蓝牙判别运动趋势的方法判断流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释。硬件平台
移动端:android平台蓝牙2.1,
传感器:基于CSR BC4芯片的蓝牙适配器。如图7、图8所示，一种基于蓝牙判别运动趋势的方法，其步骤包括:
1)布设蓝牙传感器，所述的蓝牙传感器两两间的距离D>=4m，空间入口与出口处必须布设标定相应的“入口 ”与“出口” “蓝牙传感器”；
2)将”蓝牙传感器”预先布设在室内入口处标记为“传感器0”，当使用者进入预设传感器的室内环境前，移动终端软件提示用户打开蓝牙功能；当终端探测到“传感器O”后，从而正式进入蓝牙室内定位模式；
3)当处于预设传感器线路上时，移动端蓝牙设备会定时搜索当前区域内传感器设备并查询其RSSI信号强度值，是根据获取的传感器ID与其对应RSSI分别可以知道当前圆形半径在15米范围内的蓝牙RSSI与距离关系 4)将智能终端与蓝牙感应距离设定在2米以内时，得到的相应传感器RSSI信号值以V>=-60dbm(+-5dbm)，从本次探测结果中获取的传感器RSSI值列表中找到RSSI的两个最大值 MAX (Vx，Vy，Vz……)=(Vx, Vy)，此时有关系:Vx>=Vy ;
5)当Vx〈-60+-5dbm, Vy>=-60+-5dbm, MAX (Vx, Vy, Vz......) = (Vy，Vz)时，此时有关系:
Vx<Vy, Vy>=Vz ；
6)根据前后两次统计结果，得到当前移动终端的运动趋势即:逐渐远离传感器X，经过传感器Y，并逐渐靠近传感器Z ；
7)当智能移动终端离开室内出口时探测到预先面市的“出口传感器”时，程序将在后在结束工作模式，至此 运动趋势程序结束。实施例一:直线路径布局
如图1所示，移动终端进入“入口” “蓝牙传感器”(“传感器O”)最佳感知区域范围时，将进入运动趋势感知判断状态。移动终端通过程序后台定时探测并处理后的得到的结果:当趋近“传感器O”时，其RSSI值V在不断增大趋近于-20 dbm ;当远离“传感器O”时，其RSSI值V在不断减小趋近于-70 dbm ο同理，对于直线轨迹上的布设的其他已知传感器也会得到相似RSSI信号强度变化曲线图。从而根据预先设置空间位置值，得到当前所处空间的位置，并能够通过经过的标定的”蓝牙传感器”获取当前运动趋势(向前或向后，趋近或远离某一空间位置的运动)。当移动终端进入“出口”“蓝牙传感器”(“传感器3”)最佳感知区域范围并有远离趋势，并最终离开最佳感知区域范围后，后台程序将结束运动趋势感知活动。当采用直线路径布局环境中时，智能移动终端可以感知当前运动趋势:向前或向后，趋近或远离某一空间位置的运动等四种动态运动趋势，及其室内具体位置。实施例二:转弯路径布局
如图2所示，当移动终端进入“入口” “蓝牙传感器”(“传感器O”)和“出口” “蓝牙传感器”(“传感器3”)及直线路径轨迹上布设的其他”蓝牙传感器”(“传感器I”和“传感器3”)最佳感知区域范围时，感知运动趋势方法与I直线行进轨迹路径方法相同。是否在拐角处布设”蓝牙传感器”(“传感器2”)有两种情况:
(1)不布设”蓝牙传感器”(“传感器2”)，此时移动终端将在进入拐角前进入探测空白状态(即无法感知转弯趋势)。只有当其进入下一个”蓝牙传感器”(“传感器3”)最佳感知区域范围时，才能够继续进行运动趋势感知。即会出现运动趋势判断不连续情况。通过预设标定的”蓝牙传感器”间关系得到相应运动趋势(向左或向右)
(2)布设”蓝牙传感器”(“传感器2”)，此时移动端将能够连续对运动趋势进行连续探测处理。通过预设标定的”蓝牙传感器”间关系得到相应运动趋势(向左或向右，趋近或远离拐角位置的运动)
当米用转弯路径布局环境中时，智能移动终端可以感知当如运动趋势:向如或向后，趋近或远离某一空间位置、向左或向右运动等六种动态运动趋势，及其室内具体位置。实施例三:“T形”路径布局
如图3所示，当移动终端进入“入口” “蓝牙传感器”(“传感器O”)和“出口” “蓝牙传感器”(“传感器2”或“传感器3”)及直线路径轨迹上布设的其他”蓝牙传感器”(“传感器I”和“传感器3”)最佳感知区域范围时，感知运动趋势方法与I直线行进轨迹路径方法相同。当移动终端进入“传感器1”、“传感器2”和“传感器3”所成的“等边三角形内接圆形区域”时，将得到以下情况:
移动终端运动趋势正在远离“传 感器I”时，后台程序获取的“传感器T’RSSI值在不断变小，而“传感器2”和“传感器3”的RSSI值在不断变大。当进入由三个传感器组成的“三圆外切区域”时，此区域将会是“误差区域”(此区域大小根据实际”蓝牙传感器”布设情况而定)，即移动终端获取的探测值将暂时无法判断运动趋势。只有当移动终端再次进入其中某一”蓝牙传感器”的最佳感知区域范围时，才能够得到当前运动趋势(向左或向右，向前或向后)。当采用“T形”路径布局环境中时，智能移动终端可以感知当前运动趋势:向前或向后，趋近或远离某一空间位置、向左或向右运动等六种动态运动趋势，及其室内具体位置。实施例四:“十字形”路径布局
如图4所示，当移动终端进入“入口” “蓝牙传感器”(“传感器O”)和“出口” “蓝牙传感器”(“传感器2”或“传感器3”或“传感器4”)及直线路径轨迹上布设的其他”蓝牙传感器”(“传感器I”和“传感器3”)最佳感知区域范围时，感知运动趋势方法与I直线行进轨迹路径方法相同。当移动终端进入“传感器1”、“传感器2”、“传感器3”或“传感器2”、“传感器3”、“传感器4”所成的“等边矩形区域”时，将得到以下情况:
1.移动终端运动趋势正在远离“传感器I”时，后台程序获取的“传感器T’RSSI值在不断变小，而“传感器2”和“传感器3”的RSSI值在不断变大。当进入由三个传感器(“传感器1”、“传感器2”、“传感器3”)组成的“三圆外切区域”时，此区域将会是“误差区域”(此区域大小根据实际”蓝牙传感器”布设情况而定)，即移动终端获取的探测值将暂时无法判断运动趋势。只有当移动终端再次进入其中某一”蓝牙传感器”(“传感器I”或“传感器2”或“传感器3”)的最佳感知区域范围时，才能够得到当前运动趋势(向前或向后，向左或向右)。2.移动终端运动趋势正在趋近“传感器4”时，后台程序获取的“传感器4”RSSI值在不断变大，而“传感器2”和“传感器3”的RSSI值在不断减小。当进入由三个传感器(“传感器2”、“传感器3”、“传感器4”)组成的“三圆外切区域”时，此区域将会是另一个“误差区域”(此区域大小根据实际”蓝牙传感器”布设情况而定)，即移动终端获取的探值将暂时无法判断运动趋势。只有当移动终端再次进入其中某一”蓝牙传感器”(“传感器2”或“传感器3”或“传感器4”)的最佳感知区域范围时，才能够得到当前运动趋势(向前或向后，向左或向右)。当采用“十字形”路径布局环境中时，智能移动终端可以感知当前运动趋势:向前或向后，趋近或远离某一空间位置、向左或向右运动等六种动态运动趋势，及其室内具体位置。实施例五:“星型”路径布局
如图5所示，当移动终端进入“入口“蓝牙传感器”(“传感器O”)和“出口” “蓝牙传感器”(“传感器I”或或“传感器2”或“传感器3”或“传感器4”)最佳感知区域范围时，感知运动趋势方法与I直线行进轨迹路径方法相同。当移动终端进入“传感器0”、“传感器1”、“传感器2”、“传感器3”、“传感器4”所
成的“星形多边形区域”时，将进入“误差区域”(此区域大小根据实际”蓝牙传感器”布设情况而定)，即移动终端获取的探值将暂时无法判断运动趋势。只有当移动终端穿过此区域，再次进入其中某一”蓝牙传感器”(“传感器O”或“传感器I”或“传感器2”或“传感器3”或“传感器4”)的最佳感知区域范围时，才能够得到当前趋向于某一预设标定传感器的运动趋势。当采用“星型”路径布局环境中时，智能移动终端可以感知当前运动趋势:向前或向后，趋近或远离某一空间位置、向左或向右运动等六种动态运动趋势，及其室内具体位置。“蓝牙传感器”的布局方式需要根据具体环境中路径情况进行合理布局，本发明为上五种常规路径布设提供了对应传感器最优布局方案。通过以上采用以上最优布局方案，蓝牙室内定位中的运动趋势判别可以获得最佳运动趋势判别的结果。而本发明针对以上不足 的优点:
1.对硬件要求低，只需要通用蓝牙适配器来当作“蓝牙传感器”，并不需要蓝牙AP数据传输组网功能，所以部署与维护成本低廉。2.智能移动终端中的运动趋势判别程序只需要周期探测查询周边“蓝牙传感器”，并不需要复杂的C/S (移动终端与服务器)数据处理架构，智能移动终端可以自主处理结果，并确定室内位置。3.智能移动终端只需要对根据周边“蓝牙传感器”探测查询结果进行处理后，可以得到当前智能移动终端的运动趋势。
权利要求
1.一种基于蓝牙判别运动趋势的方法，其步骤包括: 1)布设蓝牙传感器，所述的蓝牙传感器两两间的距离D>=4m，空间入口与出口处必须布设标定相应的“入口 ”与“出口” “蓝牙传感器”； 2)将”蓝牙传感器”预先布设在室内入口处标记为“传感器O”，当使用者进入预设传感器的室内环境前，移动终端软件提示用户打开蓝牙功能；当终端探测到“传感器O”后，从而正式进入蓝牙室内定位模式； 3)当处于预设传感器线路上时，移动端蓝牙设备会定时搜索当前区域内传感器设备并查询其RSSI信号强度值，是根据获取的传感器ID与其对应RSSI分别可以知道当前圆形半径在15米范围内的蓝牙RSSI与距离关系图； 4)将智能终端与蓝牙感应距离设定在2米以内时，得到的相应传感器RSSI信号值以V>=-60dbm(+-5dbm)，从本次探测结果中获取的传感器RSSI值列表中找到RSSI的两个最大值 MAX (Vx，Vy，Vz……)=(Vx, Vy)，此时有关系:Vx>=Vy ; 5)当Vx〈-60+_5d bm, Vy>=-60+-5dbm, MAX (Vx, Vy, Vz......) = (Vy, Vz)时，此时有关系:Vx<Vy, Vy>=Vz ； 6)根据前后两次统计结果，得到当前移动终端的运动趋势即:逐渐远离传感器X，经过传感器Y，并逐渐靠近传感器Z ； 7)当智能移动终端离开室内出口时探测到预先面市的“出口传感器”时，程序将在后在结束工作模式，至此运动趋势程序结束。
全文摘要
本发明公开了一种基于蓝牙判别运动趋势的方法，该方法对硬件要求低、不需要复杂的C/S(移动终端与服务器)数据处理架构，智能移动终端可以自主处理结果，并确定室内位置、可以得到当前智能移动终端的运动趋势。
文档编号H04B17/00GK103235283SQ20131011885
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者龙毅, 王启义 申请人:苏州迈普信息技术有限公司