[发明专利]基于蓝牙测距的智能开关装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于蓝牙测距的智能开关装置及控制方法。智能开关装置包括测距装置。测距装置包括电源模块，微型控制模块，继电器模块，蓝牙模块。本发明所述测距方法的测距对象为含有蓝牙模块的移动装置即移动终端设备。本发明控制方法通过测距装置与移动装置之间的设定参考距离计算路径损耗，当测距装置采集到移动装置的蓝牙RSSI信号后，采用自适应卡尔曼滤波平滑蓝牙RSSI信号，然后结合路径损耗来计算估计距离，并控制智能开关装置继电器的闭合。本发明设备结构简单，功耗低，精度较高。

技术领域

本发明涉及一种基于蓝牙测距的智能开关装置及控制方法，尤其是一种建立在RSSI滤波处理的控制方法。

背景技术

在蓝牙测距中，基于RSSI的定位算法，是目前非常通用的一种定位算法。RSSI(Received Signal Strength Indicator)是接收信号强度指示，它的实现是在反向通道基带接收滤波器之后进行的。基于RSSI的定位算法是通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点之间的距离，进而根据相应数据进行定位计算的一种定位技术。该种方法的基本原理是通过射频信号的强度来进行距离估测，分别在发送节点和接受节点测量发射功率和接受功率，从而计算传播损耗，使用数据或经验信号传播模型将传播损耗转化为对距离的一种估测算法。与传统定位技术相比，其无需额外添加设备来进行角度测量与时间同步，且充分利用了已有蓝牙无线网络，降低了使用成本。但是由于环境的制约，给信号传播模型的建模带来了一定的困难，并且在通信原理中，反射、多径等效应对定位的结果产生一定的影响以及干扰，所以该方法具有较大的定位误差，精度受到很大的限制。所以如何对到达时间的测距数据进行处理，消除其中的误差显得尤为重要。

为此，人们做了一些尝试，张浩等在《蓝牙手机室内定位系统》(计算机应用，2011，(31)：3152-3156)一文中研究提出对蓝牙信号RSSI值的加权滤波的方法，可实现对RSSI的平滑滤波。此方法虽然在一定程度达到了去除噪声的效果，但是存在不足地方：

(1)没有考虑到蓝牙信号在有遮挡物和反射情况下对其RSSI值的影响，没有建立适当的损耗模型，此方法适应环境的能力不强。

(2)没有考虑到噪声的类型，只是把影响RSSI值的噪声当作白噪声处理，虽可以实现平滑滤波，单精度较低。

张炽成等发明了《一种蓝牙测距的方法及系统》(CN 104407343A),此方法对RSSI测量多个不同距离的参考值，再利用最小二乘法计算出衰减因子，最后得出实际距离。其存在的主要不足点包括：

(1)采用了多参考点的方法建立损耗模型，此方法虽然可以精确的确立损耗模型，但是实现比较复杂，采集的数据较多，加大了计算量。

(2)采用最小二乘法的滤波处理方法，此方法是卡尔曼滤波的特殊情况，但只适用于白噪声的情况下效果较好。再处理有色噪声效果较差。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术存在的不足之处，提供一种设备结构简单，功耗和成本较低，用于基于蓝牙测距的智能开关装置以及控制方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

一种基于蓝牙测距的智能开关装置，包括一个测距装置；所述测距装置包括继电器、继电器控制电路、微型控制器模块、蓝牙模块A和电源；所述蓝牙模块A通过通信线与微型控制器模块双向连接，微型控制器模块与继电器控制电路通过导线单向连接，继电器控制电路通过导线控制继电器；

所述蓝牙模块A接收微型控制器模块发送的AT指令后,对作为测距对象的移动装置的RSSI值数据进行采样，并将采样到的RSSI值发送至微型控制器模块；微型控制器模块接收到蓝牙模块A发送的RSSI值后进行处理，并发送控制信号至所述继电器控制电路，所述继电器控制电路通过继电器控制开关的闭合或者断开；

所述移动装置包括一个蓝牙模块B。