基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法及相关设备与流程

本技术实施例涉及物联网，尤其设计一种基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法及相关设备。

背景技术：

1、传统的车库门禁系统主要依赖于红外遥控或射频识别(rfid，radio frequencyidentification)技术，用户需手动操作遥控器或刷卡才能打开车库门。这种方式不仅不方便，还存在一定的安全风险，比如遥控器丢失或信号被拦截。

2、随着蓝牙低功耗(ble，bluetooth low energy)和超宽带(uwb，ultrawide band)定位技术的发展，利用这些技术可以实现更加智能化的车库门禁控制系统。但是，蓝牙通信的通信信号也存在被监听和数据被盗取等风险。因此，在满足门禁系统的安全性的前提下，如何提高用户使用体验是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法及相关设备，用于满足安全性的前提下，实现用户设备靠近车库时，控制车库门开启，提高用户使用体验。

2、本技术实施例第一方面提供了一种基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法，应用于车库控制器，所述车库控制器包括蓝牙低功耗ble模块和超带宽uwb模块，所述方法包括：

3、当检测到用户设备进入所述车库控制器的蓝牙检测范围时，基于所述ble模块与所述用户设备建立蓝牙通信连接，并基于所述uwb模块测量所述用户设备的上一时刻位置信息及当前时刻位置信息；其中，所述上一时刻位置信息用于表示所述用户设备上一时刻所位于的位置信息，所述当前时刻位置信息用于表示所述用户设备当前时刻所位于的位置信息；

4、基于所述ble模块，通过所述蓝牙通信连接获取所述用户设备的用户标识信息，以当所述用户标识信息与所述车库控制器存储的本地标识信息匹配成功时，根据所述上一时刻位置信息及所述当前时刻位置信息，判断所述用户设备是否靠近所述车库控制器；

5、若所述用户设备靠近所述车库控制器，则控制车库门开启，以放行所述用户设备。

6、可选地，所述基于所述ble模块与所述用户设备建立蓝牙通信连接，包括：

7、控制所述ble模块向所述用户设备发送蓝牙广播信息；其中，所述蓝牙广播信息包括所述车库控制器的车库序列信息和车库加密信息；

8、开启所述蓝牙连接，以当所述用户设备验证所述车库加密信息成功，且符合所述车库序列信息时，建立与所述用户设备的蓝牙通信连接。

9、可选地，所述通过所述蓝牙通信连接获取所述用户设备的用户标识信息之后，所述方法还包括：

10、验证所述用户标识信息与所述本地标识信息；其中，所述用户标识信息由第一头部结构信息、第一载荷结构信息和第一尾部校验信息组成；所述第一载荷结构信息至少包括当前时间戳信息、标识加密信息和对应于用户设备的用户认证信息；

11、若所述用户认证信息与所述本地标识信息中对应于所述车库门的车库认证信息验证正确，向所述用户设备发送验证结果信息；其中，所述验证结果信息由第二头部结构信息、第二载荷结构信息和第二尾部校验信息组成；所述第二载荷结构信息至少包括对应于所述验证结果信息的时间戳信息及对应于所述用户认证信息的认证返回信息；

12、当所述用户设备接收所述验证结果信息，并根据所述认证返回信息确认验证成功时，接收所述用户设备发送的认证指令，以根据所述认证指令确定所述用户标识信息与所述本地标识信息匹配成功。

13、可选地，所述方法还包括：

14、若所述用户认证信息与所述本地标识信息中对应于所述车库门的车库认证信息验证失败，等待预设时间，以当超过所述预设时间时，断开与所述用户设备的蓝牙通信连接；

15、或，当所述用户设备接收所述验证结果信息，并根据所述认证返回信息确认验证失败时，等待所述预设时间，以当超过所述预设时间时，断开与所述用户设备的蓝牙通信连接。

16、可选地，所述车库控制器中至少包括两个uwb模块，所述基于所述uwb模块测量所述用户设备的上一时刻位置信息及当前时刻位置信息之前，所述方法还包括：

17、通过所述蓝牙通信连接，向所述用户设备发送uwb参数信息，以使得所述用户设备根据所述uwb参数信息配置uwb信号和前导码信息；其中，所述uwb信号用于确定对应的uwb模块，所述前导码信息用于对应的uwb模块进行信号检测和同步；

18、所述基于所述uwb模块测量所述用户设备的上一时刻位置信息及当前时刻位置信息，包括：

19、接收所述用户设备发送第一数据帧的控制信息；其中，所述控制信息用于控制第一uwb模块和第二uwb模块执行测距操作；

20、控制所述第一uwb模块和所述第二uwb模块分别向所述用户设备发送第二数据帧的测距发起信息；其中，所述测距发起信息用于控制所述用户设备记录信息到达的到达时间戳，所述到达时间戳包括分别对应于所述第一uwb模块的第一时间戳和对应于所述第二uwb模块的第二时间戳；

21、当所述用户设备接收到所述测距信息，并记录所述到达时间戳后，接收所述用户设备返回的第二数据帧的测距响应信息，以根据所述测距响应信息中携带的所述第一时间戳和第二时间戳计算所述用户设备的所述上一时刻位置信息和所述当前时刻位置信息；

22、向所述用户设备发送第二数据帧的测距结束信息，以结束uwb模块的测距操作。

23、可选地，所述根据所述测距响应信息中携带的所述第一时间戳和第二时间戳计算所述用户设备的所述当前时刻位置信息，包括：

24、定义所述用户设备的初始位置信息，确定第一uwb模块的第一位置信息和第二uwb模块的第二位置信息，并得到到达时间差；其中，所述到达时间差用于表征所述第一时间戳和所述第二时间戳之间的时间差；

25、根据所述初始位置信息、所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述到达时间差确定对应于所述用户设备的非线性方程组的第一位置信息解；

26、根据所述第一位置信息、所述第二位置信息及所述初始位置信息得到分别对应于所述第一uwb模块的第一方位角和第一俯仰角，以及对应于所述第二uwb模块的第二方位角和第二俯仰角；

27、计算所述非线性方程组的第一位置信息解，所述用户设备的初始位置信息对应的初始俯仰角和初始方位角，以及所述第一方位角、所述第一俯仰角、所述第二方位角和所述第二俯仰角，得到对应于所述用户设备的所述当前时刻位置信息。

28、可选地，所述根据所述上一时刻位置信息及所述当前时刻位置信息，判断所述用户设备是否靠近所述车库控制器，包括：

29、判断所述用户设备的所述当前时刻位置信息相对于所述上一时刻位置信息是否靠近所述车库控制器；

30、若所述当前时刻位置信息相对于所述上一时刻位置信息靠近所述车库控制器，执行所述控制车库门开启，以放行所述用户设备的步骤；

31、若所述当前时刻位置信息相对于所述上一时刻位置信息远离所述车库控制器，且所述用户设备已进入车库门，控制所述车库门关闭。

32、本技术实施例第二方面提供了一种基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证系统，应用于车库控制器，所述车库控制器包括蓝牙低功耗ble模块和超带宽uwb模块，所述方法包括：

33、测量单元，用于当检测到用户设备进入所述车库控制器的蓝牙检测范围时，基于所述ble模块与所述用户设备建立蓝牙通信连接，并基于所述uwb模块测量所述用户设备的上一时刻位置信息及当前时刻位置信息；其中，所述上一时刻位置信息用于表示所述用户设备上一时刻所位于的位置信息，所述当前时刻位置信息用于表示所述用户设备当前时刻所位于的位置信息；

34、获取单元，用于基于所述ble模块，通过所述蓝牙通信连接获取所述用户设备的用户标识信息，以当所述用户标识信息与所述车库控制器存储的本地标识信息匹配成功时，根据所述上一时刻位置信息及所述当前时刻位置信息，判断所述用户设备是否靠近所述车库控制器；

35、控制单元，用于当所述用户设备靠近所述车库控制器时，则控制车库门开启，以放行所述用户设备。

36、本技术实施例第二方面提供的基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证系统用于执行第一方面所述的基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法。

37、本技术实施例第三方面提供了一种基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证装置，包括：

38、中央处理器，存储器，输入输出接口，有线或无线网络接口以及电源；

39、所述存储器为短暂存储存储器或持久存储存储器；

40、所述中央处理器配置为与所述存储器通信，并执行所述存储器中的指令操作以执行第一方面所述的基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法。

41、本技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法。

42、本技术实施例第五方面提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法。

43、从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：通过本技术实施例公开的一种基于蓝牙技术和定位技术的车库门禁验证方法，可以综合考虑ble具有低功耗和较长的通信距离，可以检测用户设备的靠近。同时，通过uwb高精度的定位能力和抗干扰特性，可以有效提高车库控制器对于车库门启动的安全性，进而提高用户体验。