CN108665044A - 一种基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法，其包括安装于标签盒体内的磁力标签，磁力标签包括与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元及电源单元，所述控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输，实现磁力标签的坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能。蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位。
Description
技术领域
本发明涉及磁力标签技术领域，具体涉及一种基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法。
背景技术
将标签附着于物品上，随着物品的移动，对物品进行跟踪。如公开号为CN1924881A的发明专利公开了一种标签系统，标签系统包括RFID标签装置，RFID标签装置用于识别、读取、判断或发射信息，具有RFID标签装置的标签识别系统可以用于食品、饮料、药品包装上。
通过磁力吸附的标签可以用于对车载货物、人员等信息的采集、存储、状态监测，还可以通过通讯技术进行信息传递。
传统磁力标签采用的RFID技术，对于移动设备定位比较困难。如果选取读取距离近的无源RFID，磁力标签因存在距离、角度原因读取不到。如果选取读取距离远的有源RFID，因可能会同时读到很多标签，无法识别标签相对坐标位置，除此以外有源RFID的功耗也比较高。
发明内容
针对传统磁力标签存在的技术问题，本发明提供了一种基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法，磁力标签的标签盒体内部设置有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，实现坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能。磁力标签的蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位；磁力标签内部的传感器单元实时将外部环境信息通过蓝牙信标与服务器软件平台通信。
本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签，磁力吸附的安装方式简单易操作，蓝牙通信技术实现标签与外部的信息交互，功耗低，简单方便。
本发明具体采用如下技术方案。
首先，本发明公开了一种基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，该方法包括：
基于蓝牙信标技术的磁力标签的标签盒体内部设置有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，电源单元实现磁力标签内部的电路供电，控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输，实现坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能；
磁力标签的蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位；
磁力标签内部的传感器单元实时将外部环境信息通过蓝牙信标与服务器软件平台通信。
优选的是，所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现卡务功能的过程包括：磁力标签正常工作前，将磁力标签放在发卡器上，通过系统管理软件注册标，唤醒磁力标签，启动广播；磁力标签结束工作时，将磁力标签放在发卡器上，通过系统管理软件注销标签，休眠磁力标签，停止广播；磁力标签平时未工作前处于休眠状态，标签功耗很低，当注册成功则标签被唤醒，当注销成功则标签又被休眠。
在上述任一技术方案中优选的是，所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播的过程：当磁力标签采用蓝牙信标技术，正常广播时可以创建一个信号区域；移动设备吸附有磁力标签后，在移动过程中，当该移动区域进入固定接收器接收范围时，接收器会将接收到磁力标签广播信息上传到服务器；服务器通过计算获取移动设备坐标位置和工作状态参数，下发命令给距离最近的接收器，向移动设备提供特定操作服务。
在上述任一技术方案中优选的是，所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播的工作过程包括三步骤：
第一步，磁力标签向多个接收器通过蓝牙信标广播自身的唯一标识码；
第二步，接收器将这个标识码发往云服务器询问，得到定位信息；
第三步，接收器触发某项动作；
根据Bluetooth 4.0 BLE部分协议，磁力标签广播时，Broadcast Data数据中除去固定的9字节，数据格式主要分为四部分，即Proximity UUID、Major、Minor和TX power，Proximity UUID表示相同区域磁力标签组群ID，Major编号表示相同特点的磁力标签组群ID，Minor标号表示用于标识特定的磁力标签设备ID，TX power代指接收器与磁力标签相距一米时的接收信号强度值。
在上述任一技术方案中优选的是，所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现磁力标签吸附状态监测功能的过程包括：磁力标签的传感器单元采用磁力传感器或压力传感器，当磁力标签正常工作时吸附在移动设备铁皮表面，移动设备和磁力标签是一一绑定的，磁力传感器或压力传感器实时监测磁力标签吸附状态，若人为恶意拆卸时，磁力标签报警提示。
在上述任一技术方案中优选的是，所述通过压力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能的过程具体包括：磁力标签吸附在移动设备表面时，移动设备表面的动态压力作用在压力传感器元件上，使元件产生变形，压力传感器输出一个固定的模拟量值，当有人恶意拆除移动磁力标签时，移动设备表面的动态压力发生变化，压力传感器输出的模拟量值随之发生变化。
在上述任一技术方案中优选的是，所述通过磁力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能的过程具体包括：磁力标签吸附在移动设备表面时，由于移动设备表面是铁皮，磁力标签内部磁场场强一定，磁力传感器根据磁场强度输出一个稳定的模拟量，当有人恶意拆除移动磁力标签时，磁力标签磁场场强因此发生变化，模拟量随之发生变化。
在上述任一技术方案中优选的是，所述通过压力传感器或磁力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能，当磁力标签传感器输出模拟量发生变化值超过大于阈值时，控制单元立即修改广播数据中吸附状态数据，蓝牙射频单元下一次广播时自动广播更新后的数据内容。
在上述任一技术方案中优选的是，所述磁力传感器可采用霍尔元器件、磁阻。
本发明还公开了一种基于蓝牙信标技术的磁力标签，该基于蓝牙信标技术的磁力标签采用上述的基于蓝牙信标技术的磁力标签实现方法制备。
一种基于蓝牙信标技术的磁力标签，所述磁力标签安装于标签盒体内，所述磁力标签包括控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元；所述控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输；所述蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定的时间发送一次广播数据。
在上述任一技术方案中优选的是，所述标签盒体包括标签盒底和标签盒壳，所述标签盒壳与标签盒底为可拆卸式连接紧固结构。
在上述任一技术方案中优选的是，所述标签盒底端可拆卸的连接有硅胶垫。
在上述任一技术方案中优选的是，所述标签盒体内部还设置有线路板。
在上述任一技术方案中优选的是，所述线路板包括线路板I和线路板II。
在上述任一技术方案中优选的是，所述电源单元设置在标签盒体内的线路板II上，所述线路板II可拆卸的连接于标签盒壳部位。
在上述任一技术方案中优选的是，所述传感器单元设置于线路板II上，其接口连接线路板I。
在上述任一技术方案中优选的是，所述线路板I上集成有控制单元，所述线路板I可拆卸的连接于标签盒底部。
在上述任一技术方案中优选的是，所述磁铁单元设置于标签盒底部。
在上述任一技术方案中优选的是，所述卡务单元和所述蓝牙射频单元设置于线路板II上。
在上述任一技术方案中优选的是，所述卡务单元采用本身同一个蓝牙射频单元实现，或采用其他频点方式实现。
在上述任一技术方案中优选的是，所述控制单元包括低功耗单片机，所述低功耗单片机用于传感器数据采集处理和蓝牙射频单元广播数据读写。
在上述任一技术方案中优选的是，所述传感器单元包括压力传感器和/或或磁力传感器但不限于压力传感器和磁力传感器。
在上述任一技术方案中优选的是，所述低功耗单片机连接压力传感器或磁力传感器或其它类型传感器，进行传感器数据采集处理。
在上述任一技术方案中优选的是，所述低功耗单片机连接蓝牙射频单元，进行蓝牙射频单元数据读写。
在上述任一技术方案中优选的是，所述卡务单元通过采用同一个蓝牙射频单元实现发卡功能，或使用其他无线频点实现发卡功能，协助系统管理软件注册/注销磁力标签。
在上述任一技术方案中优选的是，所述低功耗单片机连接采用同一个蓝牙射频单元的磁力标签或使用其它无线频点的磁力标签的卡务单元，实现发卡功能。
在上述任一技术方案中优选的是，所述磁铁单元包括磁体I和磁铁II。
在上述任一技术方案中优选的是，所述磁体I和所述磁铁II采用永磁铁。
在上述任一技术方案中优选的是，所述磁铁单元使磁力标签通过自身磁力紧贴吸附于物体铁板表面。
在上述任一技术方案中优选的是，所述电源单元包括电池，所述电池为磁力标签内部电路供电。
在上述任一技术方案中优选的是，所述传感器单元设置于标签盒体内，当磁力标签吸附在物体铁板表面，若人为恶意拆卸，磁力标签具备报警提示。
在上述任一技术方案中优选的是，所述传感器单元与所述控制单元集成在所述线路板I上。
本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签，磁力标签的标签盒体包括标签盒底和标签盒壳，标签盒体内部设置安装有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输，实现坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能。磁力标签的蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位；磁力标签内部的传感器单元实时将外部环境信息通过蓝牙信标与服务器软件平台通信。
本发明的技术关键点是磁力标签、磁力传感器、压力传感器。与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下优点：
1、采用蓝牙信标技术：现有技术中的磁力标签都是RFID技术，本发明技术方案的磁力标签采用蓝牙信标技术，与之相比，技术优势如下：
（1）功耗低：信标本身通过各种节能措施（深度睡眠、免连接、协议简单等等），一个蓝牙信标可以依赖这样的2厘米直径的纽扣电池可以持续工作六个月到一年。同时磁力标签的信标工作时间是可以设置的，这样又可以大幅度提高电池使用寿命。
（2）定位准确：蓝牙信标每隔一定的时间，广播一个蓝牙数据包出去，这个数据包可以除了信标ID不含任何信息。支持蓝牙技术的接收器都能收到这个信息，使用这些信息完成定位。
2、定位技术：当前蓝牙信标技术主流是信标固定，用户通过接收器读取地面固定的信标确定用户坐标位置，这样用户的接收器不断发送接收数据，能耗比较大；为降低磁力标签的能耗，本发明技术方案设计移动设备磁力标签内部安装信标，通过地面固定的接收器读取移动设备磁力标签信标广播信息，服务器远程确定移动设备坐标位置，能耗很低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为按照本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法的一优选实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签结构示意图；
图2为按照本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法的一优选实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签电路原理示意图；
图3为按照本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法的一优选实施例的蓝牙信标广播工作原理示意图；
图4为按照本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法的一优选实施例的Bluetooth 4.0 BLE部分协议示意图；
图5为按照本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法的一优选实施例的磁力标签吸附状态监测过程示意图；
附图标记：
1、硅胶垫，2、标签盒底，3a、磁铁I，3b、磁铁II，4、线路板I，5a、锂电池，5b、传感器，6、线路板II，7、卡务单元和蓝牙射频单元，8、标签盒壳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了克服传统磁力标签存在的技术问题，本发明实施例提出一种基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法以及采用该实现方法制备的基于蓝牙信标技术的磁力标签，磁力标签的标签盒体包括标签盒底和标签盒壳，标签盒体内部设置安装有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输，实现坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能。磁力标签的蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位；磁力标签内部的传感器单元实时将外部环境信息通过蓝牙信标与服务器软件平台通信。
实施例1
一种基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，该方法包括：
基于蓝牙信标技术的磁力标签的标签盒体内部设置有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，电源单元实现磁力标签内部的电路供电，控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输，实现坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能；
磁力标签的蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位；
磁力标签内部的传感器单元实时将外部环境信息通过蓝牙信标与服务器软件平台通信。
上述的基于蓝牙信标技术的磁力标签实现卡务功能的过程包括：磁力标签正常工作前，将磁力标签放在发卡器上，通过系统管理软件注册标，唤醒磁力标签，启动广播；磁力标签结束工作时，将磁力标签放在发卡器上，通过系统管理软件注销标签，休眠磁力标签，停止广播；磁力标签平时未工作前处于休眠状态，标签功耗很低，当注册成功则标签被唤醒，当注销成功则标签又被休眠。
上述的基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播的过程：当磁力标签采用蓝牙信标技术，正常广播时可以创建一个信号区域；移动设备吸附有磁力标签后，在移动过程中，当该移动区域进入固定接收器接收范围时，接收器会将接收到磁力标签广播信息上传到服务器；服务器通过计算获取移动设备坐标位置和工作状态参数，下发命令给距离最近的接收器，向移动设备提供特定操作服务。基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播的工作过程包括三步骤：
第一步，磁力标签向多个接收器通过蓝牙信标广播自身的唯一标识码；
第二步，接收器将这个标识码发往云服务器询问，得到定位信息；
第三步，接收器触发某项动作；
根据Bluetooth 4.0 BLE部分协议，磁力标签广播时，Broadcast Data数据中除去固定的9字节，数据格式主要分为四部分，即Proximity UUID、Major、Minor和TX power，Proximity UUID表示相同区域磁力标签组群ID，Major编号表示相同特点的磁力标签组群ID，Minor标号表示用于标识特定的磁力标签设备ID，TX power代指接收器与磁力标签相距一米时的接收信号强度值。
上述的基于蓝牙信标技术的磁力标签实现磁力标签吸附状态监测功能的过程包括：磁力标签的传感器单元采用磁力传感器或压力传感器，当磁力标签正常工作时吸附在移动设备铁皮表面，移动设备和磁力标签是一一绑定的，磁力传感器或压力传感器实时监测磁力标签吸附状态，若人为恶意拆卸时，磁力标签报警提示。
上述的通过压力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能的过程具体包括：磁力标签吸附在移动设备表面时，移动设备表面的动态压力作用在压力传感器元件上，使元件产生变形，压力传感器输出一个固定的模拟量值，当有人恶意拆除移动磁力标签时，移动设备表面的动态压力发生变化，压力传感器输出的模拟量值随之发生变化。
上述的通过磁力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能的过程具体包括：磁力标签吸附在移动设备表面时，由于移动设备表面是铁皮，磁力标签内部磁场场强一定，磁力传感器根据磁场强度输出一个稳定的模拟量，当有人恶意拆除移动磁力标签时，磁力标签磁场场强因此发生变化，模拟量随之发生变化。
上述的通过压力传感器或磁力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能，当磁力标签传感器输出模拟量发生变化值超过大于阈值时，控制单元立即修改广播数据中吸附状态数据，蓝牙射频单元下一次广播时自动广播更新后的数据内容。
本实施例中所述的磁力传感器可采用霍尔元器件、磁阻。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签安装在标签盒体内，所述磁力标签包括控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元；控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输；蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定的时间发送一次广播数据。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，标签盒体包括标签盒底2和标签盒壳8，标签盒壳8与标签盒底2为可拆卸式连接紧固结构。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，标签盒底端可拆卸的连接有硅胶垫1。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，标签盒体内部还设置有线路板。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，线路板包括线路板I4和线路板II6。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，电源单元设置在标签盒体内的线路板II6上，所述线路板II6可拆卸的连接于标签盒壳8部位。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，线路板I4上集成有控制单元，所述线路板I4可拆卸的连接于标签盒底部2部位。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，磁铁单元设置于标签盒底2部。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，卡务单元和蓝牙射频单元7设置于线路板II6上。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，卡务单元采用本身同一个蓝牙射频单元实现，或采用其他频点方式实现。卡务单元就是对标签读写的一种方式，可以采用蓝牙射频模块，也可以采用其他方式。卡务单元可以根据实施现场情况采用不同的标签实现，目前确定的是卡务单元在结构上位置和蓝牙射频单元可以放在一起。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，控制单元包括低功耗单片机，所述低功耗单片机用于传感器数据采集处理和蓝牙射频单元广播数据读写。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，传感器单元包括压力传感器和/或磁力传感器但不限于压力传感器和磁力传感器。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，低功耗单片机连接压力传感器或磁力传感器或其它类型传感器，进行传感器数据采集处理。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，低功耗单片机连接蓝牙射频单元，进行蓝牙射频单元数据读写。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，卡务单元通过采用同一个蓝牙射频单元实现发卡功能，或使用其他无线频点实现发卡功能，协助系统管理软件注册/注销磁力标签。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，低功耗单片机连接采用同一个蓝牙射频单元的磁力标签或使用其它无线频点的磁力标签的卡务单元，实现发卡功能。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，磁铁单元包括磁体I和磁铁II。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，磁体I和所述磁铁II采用永磁铁。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，磁铁单元使磁力标签通过自身磁力紧贴吸附于物体铁板表面。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，电源单元包括电池，所述电池为磁力标签内部电路供电。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，传感器单元设置于标签盒体内，当磁力标签吸附在物体铁板表面，若人为恶意拆卸，磁力标签具备报警提示。
本实施例所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签，所述传感器单元与所述控制单元集成在所述线路板I上。
与现有技术相比，本发明的基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方式具有如下优点：
1、采用蓝牙信标技术：现有技术中的磁力标签都是RFID技术，本发明技术方案的磁力标签采用蓝牙信标技术，与之相比，技术优势如下：
（1）功耗低：信标本身通过各种节能措施（深度睡眠、免连接、协议简单等等），一个蓝牙信标可以依赖这样的2厘米直径的纽扣电池可以持续工作六个月到一年。同时磁力标签的信标工作时间是可以设置的，这样又可以大幅度提高电池使用寿命。
（2）定位准确：蓝牙信标每隔一定的时间，广播一个蓝牙数据包出去，这个数据包可以除了信标ID不含任何信息。支持蓝牙技术的接收器都能收到这个信息，使用这些信息完成定位。
2、定位技术：当前蓝牙信标技术主流是信标固定，用户通过接收器读取地面固定的信标确定用户坐标位置，这样用户的接收器不断发送接收数据，能耗比较大；为降低磁力标签的能耗，本发明技术方案设计移动设备磁力标签内部安装信标，通过地面固定的接收器读取移动设备磁力标签信标广播信息，服务器远程确定移动设备坐标位置，能耗很低。
实施例2
本实施例提出一种基于蓝牙信标技术的磁力标签及其实现方法。
基于蓝牙信标技术的磁力标签包括标签盒体，如图1所示，标签盒体由标签盒底2和标签盒壳8构成，标签盒壳8与标签盒底2为可拆卸式连接紧固结构，标签盒底2端可拆卸的连接有硅胶垫1，标签盒体内部设置有线路板。标签盒体内部设置有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，蓝牙射频单元配置蓝牙通信模块，控制单元集成于线路板上，传感器单元、蓝牙射频单元也设置于线路板上。
在实施中，线路板可以设置为线路板I4和线路板II6，如图1所示，电源单元和传感器单元设置于线路板II6上，线路板II可拆卸的连接于标签盒壳部位；传感器单元的接口连接线路板I4，线路板I4上集成有控制单元，线路板I4可拆卸的连接于标签盒底2部位；磁铁单元设置于标签盒底2部；卡务单元和蓝牙射频单元7设置于线路板II6上；卡务单元和蓝牙射频单元的接口连接线路板II6；磁铁单元包括磁铁I3a和磁铁II3b，磁体I3a和磁铁II3b采用永磁铁；电源单元采用锂电池5a，也可以采用纽扣电池；传感器单元采用压力传感器5b，或采用磁力传感器。
本实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签，其标签盒体内部设置有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，如图2所示，控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元连接并进行双向数据传输，实现坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能。磁力标签的蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位；磁力标签内部的传感器单元实时将外部环境信息通过蓝牙信标与服务器软件平台通信。
本实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签，其标签盒体内部设置的控制单元采用低功耗单片机进行传感器数据采集处理和蓝牙射频单元数据读写；传感器单元采用磁力传感器或压力传感器；功耗单片机连接压力传感器或磁力传感器或其它类型传感器，进行传感器数据采集处理；低功耗单片机连接蓝牙射频单元的蓝牙通信模块，进行蓝牙射频单元数据读写；卡务单元通过采用同一个蓝牙射频单元实现发卡功能，或使用其他无线频点实现发卡功能，协助系统管理软件注册/注销磁力标签；低功耗单片机连接连接采用同一个蓝牙射频单元的磁力标签或使用其它无线频点的磁力标签的卡务单元，实现发卡功能。
本实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签，电源单元采用电池为磁力标签内部电路供电，磁铁单元使磁力标签通过自身磁力紧贴吸附于物体铁板表面。
本实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签实现卡务功能：
磁力标签正常工作前，将标签放在发卡器上,通过系统管理软件注册标，唤醒磁力标签，启动广播；
磁力标签结束工作时，将标签放在发卡器上，通过系统管理软件注销标签，休眠磁力标签，停止广播；
磁力标签平时未工作前处于休眠状态，标签功耗很低。当注册成功，标签被唤醒；当注销成功，标签又被休眠。
本实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播：当磁力标签采用蓝牙信标技术，正常广播时可以创建一个信号区域；移动设备吸附有磁力标签后，在移动过程中，当该移动区域进入固定接收器接收范围时，接收器会将接收到磁力标签广播信息上传到服务器；服务器通过计算获取移动设备坐标位置和工作状态参数，下发命令给距离最近的接收器，向移动设备提供特定操作服务。具体可以参照图3。
基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播的工作原理分为三步：
第一步，磁力标签向多个接收器通过蓝牙信标广播自身的唯一标识码；
第二步，接收器将这个标识码发往云服务器询问，得到定位信息；
第三步，接收器触发某项动作。
如图4所示，根据Bluetooth 4.0 BLE部分协议：
磁力标签广播时，Broadcast Data数据中除去固定的9字节，数据格式主要分为四部分，即Proximity UUID、Major、Minor和TX power。
Proximity UUID表示相同区域磁力标签组群ID；
Major编号表示相同特点的磁力标签组群ID；
Minor标号表示用于标识特定的磁力标签设备ID；
TX power代指接收器与磁力标签相距一米时的接收信号强度值。
在具体实施中，以一辆粮车在粮食公司售粮流程为例进行流程业务介绍：
磁力广播信息内容可以定义为：
Proximity UUID：粮食公司名称ID；
major 编号：车辆信息；
minor 标号：车辆ID；
TX power:代指接收器与磁力标签相距一米时的接收信号强度值；
在一个粮食公司中，粮食公司需要在厂区内的不同地方向粮车推送不同的作业信息，比如发卡、扦样、磅秤毛重、磅秤皮重、销卡；
“发卡”的工作过程：
磁力标签发卡成功后开始广播，当磁力标签吸附到车皮时，控制单元将广播数据中Major编号车辆信息的标签吸附状态数据进行修改，表示磁力标签已吸附到车皮；
“扦样”的工作过程：
粮车行驶到扦样台时，扦样台接收器接收到磁力标签广播信息，服务器根据大数据计算判别粮车已到位，服务器远程通知粮车开始扦样；
“磅秤毛重”的工作过程：
粮车行驶到磅秤台时，磅秤台接收器接收到磁力标签广播信息，服务器根据大数据计算判别粮车已到位，服务器远程通知粮车开始磅秤毛重；
“磅秤皮重”的工作过程：
粮车卸粮后，行驶到磅秤台时，磅秤台接收器接收到磁力标签广播信息，服务器根据大数据计算判别粮车已到位，服务器远程通知粮车开始磅秤皮重；
“销卡”的工作过程：
粮车完成收粮过程后，将磁力标签从粮车上取下；当磁力标签从车皮拉下时，控制单元将广播数据中Major编号车辆信息的标签吸附状态数据进行修改，表示磁力标签已离开车皮；通过13.56M发卡器在服务器系统中注销磁力标签，并通过有线或者无线方式休眠磁力标签。
本实施例的基于蓝牙信标技术的磁力标签实现磁力标签吸附状态监测方案的过程，如图5所示：
当磁力标签正常工作时吸附在移动设备铁皮表面，移动设备和磁力标签是一一绑定的。若人为恶意拆卸时，磁力标签具备报警提示，因此需要传感器实时监测磁力标签吸附状态。
方案一、传感器单元采用压力传感器：
磁力标签吸附在移动设备表面时，移动设备表面的动态压力作用在压力传感器元件上，使元件产生变形，压力传感器输出一个固定的模拟量值。当有人恶意拆除移动磁力标签时，移动设备表面的动态压力发生变化，压力传感器输出的模拟量值随之发生变化。
方案二、传感器单元采用磁力传感器：
磁力标签吸附在移动设备表面时，由于移动设备表面是铁皮，磁力标签内部磁场场强一定，磁力传感器根据磁场强度输出一个稳定的模拟量。当有人恶意拆除移动磁力标签时，磁力标签磁场场强因此发生变化，模拟量随之发生变化。
总之，当磁力标签传感器输出模拟量发生变化值超过大于阈值时，控制单元立即修改广播数据中吸附状态数据。蓝牙射频单元下一次广播时自动广播更新后的数据内容。
本实施例中所述的磁力传感器可采用霍尔元器件、磁阻。
以上所述仅是本发明的优选实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：该方法包括：
基于蓝牙信标技术的磁力标签的标签盒体内部设置有控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元，电源单元实现磁力标签内部的电路供电，控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输，实现坐标定位、卡务、蓝牙信标广播、磁力标签吸附状态监测功能；
磁力标签的蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定时间发送一次广播数据，数据内容包括磁力标签ID号、磁力标签与接收器之间相距1m时的参考接收信号强，周围固定安装的接收器根据该参考RSSI与接收信号的强度来推算磁力标签与接收器的距离，服务器软件平台通过现场不同坐标位置接收器接收到的数据实现磁力标签的准确坐标定位；
磁力标签内部的传感器单元实时将外部环境信息通过蓝牙信标与服务器软件平台通信。
2.如权利要求1所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现卡务功能的过程包括：磁力标签正常工作前，将磁力标签放在发卡器上，通过系统管理软件注册标，唤醒磁力标签，启动广播；磁力标签结束工作时，将磁力标签放在发卡器上，通过系统管理软件注销标签，休眠磁力标签，停止广播；磁力标签平时未工作前处于休眠状态，标签功耗很低，当注册成功则标签被唤醒，当注销成功则标签又被休眠。
3.如权利要求1所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播的过程：当磁力标签采用蓝牙信标技术，正常广播时可以创建一个信号区域；移动设备吸附有磁力标签后，在移动过程中，当该移动区域进入固定接收器接收范围时，接收器会将接收到磁力标签广播信息上传到服务器；服务器通过计算获取移动设备坐标位置和工作状态参数，下发命令给距离最近的接收器，向移动设备提供特定操作服务。
4.如权利要求1或3所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现蓝牙信标广播的工作过程包括三步骤：
第一步，磁力标签向多个接收器通过蓝牙信标广播自身的唯一标识码；
第二步，接收器将这个标识码发往云服务器询问，得到定位信息；
第三步，接收器触发某项动作；
根据Bluetooth 4.0 BLE部分协议，磁力标签广播时，Broadcast Data数据中除去固定的9字节，数据格式主要分为四部分，即Proximity UUID、Major、Minor和TX power，Proximity UUID表示相同区域磁力标签组群ID，Major编号表示相同特点的磁力标签组群ID，Minor标号表示用于标识特定的磁力标签设备ID，TX power代指接收器与磁力标签相距一米时的接收信号强度值。
5.如权利要求1所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述基于蓝牙信标技术的磁力标签实现磁力标签吸附状态监测功能的过程包括：磁力标签的传感器单元采用磁力传感器或压力传感器，当磁力标签正常工作时吸附在移动设备铁皮表面，移动设备和磁力标签是一一绑定的，磁力传感器或压力传感器实时监测磁力标签吸附状态，若人为恶意拆卸时，磁力标签报警提示。
6.如权利要求5所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述通过压力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能的过程具体包括：磁力标签吸附在移动设备表面时，移动设备表面的动态压力作用在压力传感器元件上，使元件产生变形，压力传感器输出一个固定的模拟量值，当有人恶意拆除移动磁力标签时，移动设备表面的动态压力发生变化，压力传感器输出的模拟量值随之发生变化。
7.如权利要求5所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述通过磁力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能的过程具体包括：磁力标签吸附在移动设备表面时，由于移动设备表面是铁皮，磁力标签内部磁场场强一定，磁力传感器根据磁场强度输出一个稳定的模拟量，当有人恶意拆除移动磁力标签时，磁力标签磁场场强因此发生变化，模拟量随之发生变化。
8.如权利要求5至7中任一项所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述通过压力传感器或磁力传感器实现基于蓝牙信标技术的磁力标签的磁力标签吸附状态监测功能，当磁力标签传感器输出模拟量发生变化值超过大于阈值时，控制单元立即修改广播数据中吸附状态数据，蓝牙射频单元下一次广播时自动广播更新后的数据内容。
9.如权利要求8所述的基于蓝牙信标技术的磁力标签的实现方法，其特征在于：所述磁力传感器可采用霍尔元器件、磁阻。
10.一种基于蓝牙信标技术的磁力标签，所述磁力标签安装于标签盒体内，其特征在于：所述磁力标签包括控制单元以及与控制单元相连接的传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元、磁铁单元和电源单元；所述控制单元分别与传感器单元、蓝牙射频单元、卡务单元双向数据传输；所述蓝牙射频单元采用蓝牙通信方式，每隔一定的时间发送一次广播数据。
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