一种判断目标在门内外的方法与流程

本发明涉及智能家居，具体为一种判断目标在门内外的方法。

背景技术：

1、随着时代的进步，科技的发展，智能化开始步入我们生活的各方各面中，其中智能家居是指通过物联网技术，将家居设备连接起来，实现智能化控制和管理，从而提升生活品质和节能环保，智能家居包括智能灯光、智能电器、智能窗帘和智能安防等多种设备，可以通过手机、平板电脑等智能终端进行远程控制和管理，实现智能家居的梦想，而随着智慧家居的兴起，其中无感开锁/门已经成为其行业的重要需求。

2、而目前无感开/锁门的一些识别判断身份/在门内外的技术有摄像头技术、人体感应雷达、声控技术、指纹识别和虹膜识别等技术手动，但这些技术手段或多或少存在一些问题：如摄像头技术虽然可以通过人脸识别去判别身份和门内外，但存在功耗大、有视觉盲区、取电不方便等问题，人体感应雷达：虽然可以准确识别有人在门外，但是无法识别人员身份，声控技术：声纹识别不准确，可以被人录音而存在安全隐患，且不能识别人在门里还是门外，指纹识别：虽然可以准确识别，但是需要用户伸手进行指纹采集，不能做得无感开关门，虹膜识别：虽然可以准确识别，但是需要用户把瞳孔对准采集识别区域，而且均无法完全做得无感开关门的目的，所以目前市场需要一种能辅助无感开/锁门的识别身份、判断目标在门内外的技术。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种判断目标在门内外的方法，具备实现无感开锁/门的同时具备低功耗、较低成本等优点，解决了无法完全实现无感开锁/门功能的问题。

2、为实现上述实现无感开锁/门的同时具备低功耗、较低成本目的，本发明提供如下技术方案：一种判断目标在门内外的方法，包括

3、1）先在门内外两侧分别安装内uwb天线模块和外uwb天线模块，用户手上持有可移动的uwb天线标签，所述uwb天线标签会通过发送uwb广播帧到内uwb天线模块和外uwb天线模块，来确定是否进入通信范围；

4、2）当所述uwb天线标签进入通信范围内，所述内uwb天线模块和外uwb天线模块对所述uwb天线标签进行授权判定；

5、3）当所述uwb天线标签为授权用户后，所述uwb天线标签、内uwb天线模块和外uwb天线模块相互发送时间信息，根据其时间信息，通过计算公式计算出tof1和tof2两个飞行时间测量值；

6、4）最后所述uwb天线标签通过无线通信把tof1、tof2传送到一个控制门锁开关的控制节点进行判断操作，确定用户在门内还是门外。

7、优选的，所述步骤1中的所述uwb广播帧包含所述uwb天线标签身份信息，根据应用需求可采用明文或者密文的形式发送信息，且同时所述uwb天线标签的uwb芯片记录下此次发射uwb广播帧的时间点t0并保存在自己的存储单元内，然后把所述uwb天线标签转换成接收状态、以等待回复。

8、优选的，所述步骤1还包括如果通信范围内没有内uwb天线模块和外uwb天线模块接收并进行回复，那么所述uwb天线标签在接收等待一段时间后会退出接收状态，并判断为“远离门/无通信”的状态，同时抛弃上一步记录的时间点信息t0，本轮通信结束。

9、优选的，所述步骤2中的授权判定包括所述内uwb天线模块和外uwb天线模块在接收到所述uwb广播帧时，会去比对数据库中的用户身份信息，如能成功匹配用户身份，则可判断为授权用户，否则则为非授权用户，如果判断为非授权用户，所述内uwb天线模块和外uwb天线模块仅记录此次通信，并不做相应和回复，结束此次通信。

10、优选的，所述步骤3还包括当判断为授权用户，所述内uwb天线模块在收到并处理完所述uwb广播帧后，并记录所述内uwb天线模块接收此所述uwb广播帧的时间戳t1，然后所述内uwb天线模块通过自己的uwb芯片预先计算出下一个自己要发的第一uwb单播帧的发送时间t2，发出包含自己身份信息和时间信息t1、t2的第一uwb单播帧，发送完成后，所述内uwb天线模块结束本轮通信；

11、所述uwb天线标签检测并接收第一uwb单播帧，由于目标地址与自己一致，读取出第一uwb单播帧的时间信息t1、t2，并通过所述uwb天线标签的uwb芯片记录此时时间点记作t3，完成后所述uwb天线标签保持接收状态，所述uwb天线标签可通过计算公式计算出tof1。

12、优选的，所述步骤3还包括所述外uwb天线模块在收到并处理完所述uwb广播帧后，记录外uwb天线模块接收此所述uwb广播帧的时间戳t4，并进入等待状态；等待一个预设的短暂时间后，然后所述外uwb天线模块通过自己的uwb芯片预先计算出下一个自己要发的第二uwb单播帧的发送时间t5，发送带有所述uwb天线标签的身份信息和时间信息t4、t5的第二uwb单播帧，在发送完成后，外uwb天线模块结束本轮通信；

13、所述uwb天线标签检测并接收第二uwb单播帧，由于目标地址与自己一致，读取出第二uwb单播帧的时间信息t4、t5，并通过所述uwb天线标签的uwb芯片记录此时时间点记作t6，完成后所述uwb天线标签结束本轮通信，所述uwb天线标签可通过计算公式计算出tof2。

14、优选的，所述步骤3中的tof1的计算公式为tof1=（t3+t1-t0-t2）/2，tof2的计算公式为tof2=（t6+t4-t0-t5）/2。

15、优选的，所述步骤4中的判断操作为通过所述控制节点对tof1、tof2进行对比，如果tof1>tof2，判断所述uwb天线标签在门外；若干tof1<tof2，则判断所述uwb天线标签在门内。

16、与现有技术相比，本发明提供了一种判断目标在门内外的方法，具备以下有益效果：

17、该判断目标在门内外的方法，通过uwb天线标签和内uwb天线模块和外uwb天线模块配合完成uwb通信进行tof测量，分别得出tof1和tof2两个飞行时间测量值，再对tof1、tof2进行对比，采用tof飞行时间和其到达时间差来判断目标用户在门内外的方式，使该方法不会受信号强度的影响，实现精准感应，且控制简单，在实现无感开锁/门的同时具备低功耗、较低成本等优点，而且uwb天线标签处于预设的感应距离，还会进行授权判定，防止门锁被恶意开锁/门或错误开锁门。

技术特征：

1.一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：所述步骤1中的所述uwb广播帧包含所述uwb天线标签身份信息，根据应用需求可采用明文或者密文的形式发送信息，且同时所述uwb天线标签的uwb芯片记录下此次发射所述uwb广播帧的时间点t0并保存在自己的存储单元内，然后把所述uwb天线标签转换成接收状态，以等待回复。

3.根据权利要求2所述的一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：所述步骤1还包括如果通信范围内没有内uwb天线模块和外uwb天线模块接收并进行回复，那么所述uwb天线标签在接收等待一段时间后会退出接收状态，并判断为“远离门/无通信”的状态，同时抛弃上一步记录的时间点信息t0，本轮通信结束。

4.根据权利要求1所述的一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：所述步骤2中的授权判定包括所述内uwb天线模块和外uwb天线模块在接收到所述uwb广播帧时，会去比对数据库中的用户身份信息，如能成功匹配用户身份，则可判断为授权用户，否则则为非授权用户，如果判断为非授权用户，所述内uwb天线模块和外uwb天线模块仅记录此次通信，并不做相应和回复，结束此次通信。

5.根据权利要求1所述的一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：所述步骤3还包括当判断为授权用户，所述内uwb天线模块在收到并处理完所述uwb广播帧后，并记录所述内uwb天线模块接收此所述uwb广播帧的时间戳t1，然后所述内uwb天线模块通过自己的uwb芯片预先计算出下一个自己要发的第一uwb单播帧的发送时间t2，发出包含自己身份信息和时间信息t1、t2的第一uwb单播帧，发送完成后，所述内uwb天线模块结束本轮通信；

6.根据权利要求5所述的一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：所述步骤3还包括所述外uwb天线模块在收到并处理完所述uwb广播帧后，记录外uwb天线模块接收此所述uwb广播帧的时间戳t4，并进入等待状态；等待一个预设的短暂时间后，然后所述外uwb天线模块通过自己的uwb芯片预先计算出下一个自己要发的第二uwb单播帧的发送时间t5，发送带有所述uwb天线标签的身份信息和时间信息t4、t5的第二uwb单播帧，在发送完成后，外uwb天线模块结束本轮通信；

7.根据权利要求6所述的一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：所述步骤3中的tof1的计算公式为tof1=（t3+t1-t0-t2）/2，tof2的计算公式为tof2=（t6+t4-t0-t5）/2。

8.根据权利要求1所述的一种判断目标在门内外的方法，其特征在于：所述步骤4中的判断操作为通过所述控制节点对tof1、tof2进行对比，如果tof1>tof2，判断所述uwb天线标签在门外；若干tof1<tof2，则判断所述uwb天线标签在门内。

技术总结
本发明涉及智能家居技术领域，且公开了一种判断目标在门内外的方法，包括1）UWB天线标签会通过发送UWB广播帧到内UWB天线模块和外UWB天线模块，来确定是否进入通信范围；2）当UWB天线标签进入通信范围内，内UWB天线模块和外UWB天线模块对UWB天线标签进行授权判定；3）当UWB天线标签为授权用户后，UWB天线标签、内UWB天线模块和外UWB天线模块相互发送时间信息，通过计算公式计算出ToF1和ToF2；4）最后UWB天线标签通过无线通信把ToF1、ToF2传送到一个控制门锁开关的控制节点进行判断操作，确定用户在门内还是门外。该判断目标在门内外的方法，采用ToF飞行时间和其到达时间差来判断目标用户在门内外的方式，在实现无感开锁/门的同时具备低功耗、较低成本等优点。

技术研发人员：夏霆,罗文天,陶成益
受保护的技术使用者：昆山星鹏微电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16