基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测方法及系统与流程

本发明属于公共系统管理和电子信息技术领域，尤其涉及一种基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测方法及系统。

背景技术：

大型的商业圈和旅游景区人流密度相对较高，经常会因人群的过分集中而导致踩踏等安全事故的发生。因此，对商旅区域的人流密度进行实时的监控，以实现有效的管理和疏导，对避免事故发生有着重要的意义。

目前进行公共场所人流监测的主要方法包括以下三种：（1）红外或超声波探测，例如申请号为201220567374.8、名称为《一种人群密度监测装置》的实用新型专利，该专利采用的技术方案是：通过人走过发射装置时对其所发射红外线的遮挡所形成的脉冲来判断人流速度和人数多少，上述监测装置主要用于出入口区域，并且红外容易受到光线影响，其作用和精度都非常有限；（2）分析摄像机拍摄图像，例如，申请号为201310058683.1、名称为《基于像素和支持向量机的区域人流密度估计的方法》的发明专利，该专利通过图像识别技术区分背景和人群并统计计算人流密度，但视频技术设备组成复杂、成本高，对于具有光头、白发和戴帽子等特殊人群的识别度较差，并且识别的准确率也很受环境光线和遮挡物的影响；（3）安装压力传感装置，例如，申请号为201110198875.3、名称为《用于公共场所人流密度监测的传感地毯、系统及监测方法》的发明专利，该专利通过人的体重对地面的压力估计地毯上所承载的人员数量，但单纯依靠重量及压力的方式很容易带来对人流的误判。

目前，出现了一种iBeacon技术，其工作方式是，配备有低功耗蓝牙(BLE)通信功能的设备使用BLE技术向周围发送自己特有的ID，接收到该ID的应用软件会根据该ID采取一些行动。具体地，具备低功耗蓝牙通信功能的发射设备向其信号覆盖区域以固定周期广播通告帧形式的iBeacon信号，该通告帧的有效载荷部分包含通用唯一标识符（UUID）、Major和Minor等标识信息，支持低功耗蓝牙通信功能的设备在接收到该信号后，通过相应移动应用对通告帧中所携带的标识信息的解释和处理，可完成一些事先预设的功能，例如，连接相应的网站以显示所在区域的商业、旅游介绍信息等。特别地，iBeacon信号的接收设备可通过接收信号的强度估算与发射设备之间的距离，可以将其划分为三个等级：“最近”（Immediate, 0～0.5米），“近”（Near，0.5～2米）和“远”（Far，2米～信号最长覆盖距离，如70米）。由于无线信号传播容易受环境因素的干扰，因此对距离的估算精度随着实际距离的增加而会逐渐变低，因而在实际中对“最近”和“近”的范围判断较为准确可信。由于低功耗蓝牙技术在超低功耗和较长工作寿命的条件下保证了一定的传输距离，无需传统蓝牙配对方式即可直接快速通信，越来越多的移动终端设备特别是智能手机开始支持iBeacon技术和普及基于该技术的移动应用，特别是iOS 7.0及以上和Android 5.0版本及以上的主流智能移动设备在接收通告帧广播的同时，还可支持自身作为虚拟的发射设备进行信号广播。

技术实现要素：

为了克服上文提到的现有人流密度监测技术的缺点，本发明目的在于提供一种基于iBeacon技术的商业或旅游区域中人流密度监测方法及系统，利用市场上主流的智能移动设备可以接收和发送iBeacon广播信号的特点实现一种精度更高、更易于实现和应用的人流监测功能，该功能可以方便地集成进所应用的商旅区域中已有的基于iBeacon技术实现的景区介绍、商业推广等移动应用中。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测方法，所述方法包括如下步骤：

S1. 在需重点监测人流的关键位置安装部署若干iBeacon信号发射设备，所述iBeacon信号发射设备拥有统一预设的UUID，彼此之间以不同的Major和Minor标识符进行区分，每个iBeacon信号发射设备的信号覆盖自身所在的一块监测区域，例如可以达到70m范围，若干个iBeacon信号发射设备的信号覆盖可以相互重叠，使得部署的若干iBeacon信号发射设备能够完全覆盖要重点监测人流的关键位置。

S2. 在专用的监测服务器设备中存储与每个iBeacon信号发射设备相关的标识信息，可以包括iBeacon信号发射设备的部署位置、覆盖范围等区域地理信息，此外，还可以在监测服务器中预先设置监测区域的位置和范围，若iBeacon信号发射设备发出的信号至少部分在设置的监测区域范围内，则该iBeacon信号发射设备所在监测区域有效，反之，iBeacon信号发射设备所在监测区域无效，以此方式确定被监测区域的有效性。

S3. 用户打开智能移动设备上配置的具有人流密度监测功能的移动应用，同时开启蓝牙开关，移动应用首先接收周围部署的iBeacon信号发射设备发出的信号广播，通过移动互联网访问并查询监测服务器，判断用户当前是否处在有效的监测区域。

S4. 确认当前处于有效的监测区域后，移动应用开启智能移动设备自身的iBeacon信号广播功能成为虚拟发射设备，其通告帧中包含的UUID为给定的统一专用标识符，且区别于S1中部署的iBeacon信号发射设备所用的UUID。同时，虚拟发射设备的通告帧中的Major和Minor标识符则可根据设备硬件序列号或无线网卡的MAC地址等生成，以保证唯一性和可区分性。

S5. 智能移动设备接收来自于其周围的其它虚拟发射设备发出的iBeacon信号，并统计收发设备间距在预定距离范围内的相邻设备的数量，通过移动互联网周期性上报给监测服务器。所述预定距离范围可以设置为 “最近”和“近”，具体地，iBeacon信号的接收设备可通过接收信号的强度估算与发射设备之间的距离，可以将其划分为三个等级：“最近”（Immediate, 0～0.5米），“近”（Near，0.5～2米）和“远”（Far，2米～信号最长覆盖距离，如70米）。

S6. 监测服务器统计其对应的监测区域内的所有相关智能移动设备所上报的符合预定距离范围的相邻设备的数量，并根据预先设定的阈值判断该监测区域内的人流密度是否已超出危险系数标准，若超出则采取相应的管理措施进行控制。

优选地，S2中的标识信息是所述iBeacon信号发射设备的Major、Minor标识符、部署位置和覆盖范围中的一项或其组合。

可选地，所述方法的S5中还包括所述智能移动设备向监测服务器上报以下监测信息：iBeacon信号发射设备的Major和Minor标识符和/或虚拟发射设备自身的Major和Minor标识符。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测系统，所述系统包括：

若干个iBeacon信号发射设备，用于向外广播iBeacon信号，覆盖区域大小可通过调节所述iBeacon信号发射设备的信号发射功率控制；

多个智能移动设备，配置有支持人流密度监测功能的移动应用且支持低功耗蓝牙技术，可以连接至移动互联网，所述智能移动设备可以是操作系统为iOS 7.0及以上或Android 5.0及以上的智能手机和平板电脑等；

监测服务器，一个监测区域对应至少一个监测服务器，用于存储该监测区域中的与iBeacon信号发射设备相关的标识信息，接收并统计智能移动设备通过移动互联网发送的符合预定距离范围的相邻设备的数量信息，根据统计信息进行关键区域的人流密度判断和告警。

优选地，所述iBeacon信号发射设备和智能移动设备通过基站或wifi连接至所述监测服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：利用目前智能移动设备的使用普及以及iBeacon技术在商旅区域的推广应用，利用iBeacon信号发射设备定义监测区域，结合个人携带的智能移动设备作为iBeacon虚拟发射设备判断区域人流密度，监测结果不受光线、重量等因素的影响，实现复杂度和成本相对较低，部署相对简单方便。

附图说明

图1为根据本发明的基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测系统的示意图；

图2为根据本发明的基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测系统中的iBeacon信号发射设备的配置流程图；

图3为根据本发明的基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测方法中的智能移动设备的工作流程图；

图4为根据本发明的基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测系统中的监测服务器的相关功能及相互间依赖关系的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明中的人流密度监测系统由监测服务器、iBeacon信号发射设备以及智能移动设备共同组成。

所述iBeacon信号发射设备，用于向外广播iBeacon信号，其覆盖区域大小可通过调节iBeacon信号发射设备的信号发射功率控制，部署数量根据所要监测的区域数量、面积以及实际监测需要确定。所述iBeacon信号发射设备具有统一预设的UUID，彼此之间具有不同的Major和Minor标识符。

所述智能移动设备配置有支持人流密度监测功能的移动应用，支持低功耗蓝牙技术，可以是操作系统为iOS 7.0及以上或Android 5.0及以上的智能手机和平板电脑等，所述智能移动设备可以连入移动互联网，并通过移动互联网访问监测服务器。

所述iBeacon信号发射设备和智能移动设备可以通过基站或wifi连接至监测服务器。所述监测服务器用于存储与iBeacon信号发射设备相关的标识信息，例如iBeacon信号发射设备的Major、Minor标识符、部署位置和覆盖范围中的一项或其组合。所述监测服务器还可以接收智能移动设备发送的符合预定距离范围的相邻设备的统计信息，根据统计信息进行关键区域的人流密度判断和告警。

图2示出了根据本发明的基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测系统中的iBeacon信号发射设备的配置流程图。首先配置iBeacon信号发射设备的UUID、Major和Minor等标识符信息，并根据监测区域覆盖范围的需要调节iBeacon信号发射设备的发射功率，使其能够完全覆盖要监测区域，然后将配置好的iBeacon信号发射设备安装至监测区域，并将与iBeacon信号发射设备相关的标识信息记录到监测服务器中，开启iBeacon信号发射设备，使其发出iBeacon信号。

根据本发明的另一方面，本发明中的基于iBeacon技术的商旅区域人流密度监测方法的一个实施例，包括如下实现步骤：

a.在实施本监测方法的商旅区域中所需重点监测的地段安装iBeacon信号发射设备，所有发射设备拥有统一的UUID，用以标识该设备为专用于该商旅区域的人流密度监测应用的iBeacon信号发射设备，如B9407F30-F5F8-466E-AFF9-25556B57FE6D。不同的iBeacon信号发射设备使用不同的Major和Minor标识符搭配进行区分，例如可使用Major表示商场楼层，Minor表示某楼层的某个特殊区域等。具体每个iBeacon信号发射设备采用何种等级的发射功率来覆盖多大面积的监测区域，则根据需要通过调节其信号发射功率控制。配置完毕之后将iBeacon信号发射设备安装至监测区域，并开启iBeacon信号发射设备（参见图2）。

b.将每个iBeacon信号发射设备的信息存储在专用的监测服务器的数据库中，所需存储的信息可以包括以下内容：（1）设备监控的区域是否当前有效；（2）设备的Major标识；（3）设备的Minor标识；（4）设备的部署位置；（5）设备的估计覆盖范围。可以在监测服务器中预先设置监测区域的位置和范围，若iBeacon信号发射设备发出的信号至少部分在设置的监测区域范围内，则该iBeacon信号发射设备所在监测区域有效，反之，iBeacon信号发射设备所在监测区域无效，以此方式确定被监测区域的有效性。其中，可以根据监测的需要暂停对某个区域的监测并设置其状态为无效，同时覆盖范围由使用的发射功率的等级估算而来，但实际覆盖范围可能受到环境条件影响。

c.移动用户使用配置有具有人流密度监测功能的移动应用的智能移动设备，该移动应用可以是智能移动设备中内置的，也可以是通过下载安装的，打开移动应用，同时开启移动设备的蓝牙功能，接收来自附近的iBeacon信号发射设备发出的iBeacon信号广播。

d. 移动应用接收来自步骤a中设定的统一UUID标识的iBeacon信号发射设备发出的iBeacon信号广播，提取iBeacon信号里包含的Major和Minor信息，通过移动互联网访问并查询监测服务器，判断用户当前是否处于有效的监测区域。

e. 确认智能移动设备当前处于某个有效的监测区域后，移动应用开启当前智能移动设备自身的iBeacon信号广播功能成为虚拟发射设备，所有虚拟发射设备将使用统一的且区别于步骤a中所述的iBeacon信号发射设备所使用的UUID，用以标识当前设备为专用于该人流密度监测应用的虚拟发射设备，例如8492E75F-4FD6-469D-B132-043FE94921D8。同时，虚拟发射设备的Major和Minor标识符则可根据当前设备的硬件序列号或无线网卡MAC地址等生成，以保证唯一性和可区分性。

f. 处于有效监测区域的智能移动设备接收来自周围的其它虚拟发射设备的iBeacon信号，并统计收发设备间距符合距离范围为“最近”（Immediate, 0～0.5米），“近”（Near，0.5～2米）的相邻移动设备的数量，也就是说，统计彼此间距在约2米范围内的相邻移动设备的数量，通过移动互联网周期性上报给监测服务器。报告周期可根据需要设定，如10秒。上报的监测信息包括：iBeacon信号发射设备的Major和Minor标识，虚拟发射设备自身的Major和Minor标识，间距在2米范围内的相邻移动设备的数量。

上述步骤c-步骤f参见图3中示出的智能移动设备的工作流程图。

g.一个监测区域器对应于至少一个监测服务，根据该监测区域的覆盖范围和监测区域内所有智能移动设备上报的监测信息，包括提交监测信息的智能移动设备数量、各个智能移动设备监测到符合预定距离范围的相邻移动设备的数量，以及事先设定的报警阈值，判断该区域是否人流密度已经超出危险标准，如超出5人每平方米。若超出标准，则可向管理人员进行报警。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。