本文總體上涉及訪問控制系統(tǒng)(“acs”)。更特別地，本文涉及雙層(duallevel)人員識別與定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在本領(lǐng)域中有許多已知的acs。一種這樣的acs包括安裝于限制區(qū)域(restrictedareas)的出口和/或入口處的多個訪問控制讀取器(“acr”)。例如，acr可以被布置于通過其可進(jìn)入限制房間的門口附近。人員所佩戴的徽章被用來經(jīng)由acr獲準(zhǔn)進(jìn)入限制房間。在這方面，徽章包含布置于其上或其內(nèi)的低頻(“l(fā)f”)無源射頻識別(“rfid”)通信設(shè)備。典型地，lf無源rfid通信設(shè)備以125khz的頻率工作。acr是檢測范圍為大約5cm或更小的近場設(shè)備。在整個給定時間段內(nèi)，acs追蹤給定人員為了進(jìn)入限制區(qū)域通過了哪些入口。但是，acs不追蹤人員在給定的時間段內(nèi)何時離開每個所訪問的限制區(qū)域。

另一個常規(guī)的acs采用經(jīng)由藍(lán)牙(bluetooth)技術(shù)通信的信標(biāo)和無線通信設(shè)備(例如，移動電話)。個人標(biāo)識符存儲于無線通信設(shè)備上，并且當(dāng)此人在信標(biāo)附近時與信標(biāo)通信。響應(yīng)于接收到個人標(biāo)識符，acs將允許此人進(jìn)入限制區(qū)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開涉及用于控制對限制區(qū)域的訪問的系統(tǒng)和方法。方法包括通過電子電路來確定是否有人想要進(jìn)入限制區(qū)域。在一些情況下，基于(a)指出從人佩戴的可穿戴訪問傳感器(“was”)接收的信號中存在的功率的接收信號強(qiáng)度指示器(“rssi”)測量數(shù)據(jù)，和/或(b)指出布置于was內(nèi)的電磁場能量采集電路中使用的儲能設(shè)備的充電電壓的變化率的變化率數(shù)據(jù)來做出該確定。在做出這樣的確定之后，使用與was相關(guān)聯(lián)的第一唯一標(biāo)識符來檢查此人是否被授權(quán)進(jìn)入限制區(qū)域。

當(dāng)確定此人被授權(quán)進(jìn)入限制區(qū)域時，使此人的便攜式通信設(shè)備(“pcd”)發(fā)出第二唯一標(biāo)識符以及可用于確定pcd在周圍環(huán)境中的位置的位置信息。在一些情況下，由pcd使用基于rssi的技術(shù)來獲得位置信息。rssi技術(shù)包括：由pcd執(zhí)行探測(survey)在其范圍內(nèi)的可用網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制(“mac”)地址的操作；以及收集從與可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址相關(guān)聯(lián)的設(shè)備接收的信號的rssi水平。與可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的rssi水平和已知位置被用來確認(rèn)此人當(dāng)前位于限制區(qū)域的訪問點。

第二唯一標(biāo)識符和位置信息被用來確認(rèn)此人當(dāng)前位于限制區(qū)域的訪問點。在確定此人想要進(jìn)入限制區(qū)域、此人被授權(quán)進(jìn)入限制區(qū)域和/或此人當(dāng)前位于限制區(qū)域的訪問點時，機(jī)械致動器被致動以使此人能夠進(jìn)入限制區(qū)域內(nèi)。

在一些情況下，該方法還包括確定pcd是否位于距離限制區(qū)域的訪問點一定半徑之內(nèi)。當(dāng)確定pcd位于距離限制區(qū)域的訪問點一定半徑之內(nèi)時，使機(jī)械致動器致動。附加地或替代地，該方法包括在使機(jī)械致動器致動之后記錄指示此人在特定的時間進(jìn)入限制區(qū)域的信息。

附圖說明

將參考以下附圖來描述實施例，其中，相似的附圖標(biāo)記在所有附圖中表示相似的項，并且其中：

圖1是示例性acs的透視圖。

圖2是圖1的was的示例性架構(gòu)的框圖。

圖3a-3b(統(tǒng)稱為“圖3”)提供用于控制對限制區(qū)域的訪問的示例性方法的流程圖。

圖4a-4b(統(tǒng)稱為“圖4”)提供用于控制對限制區(qū)域的訪問的另一種示例性方法的流程圖。

圖5是示出在能量采集設(shè)備逐漸靠近限制區(qū)域的訪問點時由能量采集設(shè)備進(jìn)行的能量采集的圖像。

圖6是四個天線系統(tǒng)及三個定義的通路的示意圖。

圖7是示出沿著第一通路從四個天線接收的功率的曲線圖。

圖8是示出沿著第二通路從四個天線接收的功率的曲線圖。

圖9是示出沿著第三通路從四個天線接收的功率的曲線圖。

具體實施方式

容易理解，本文總體上描述的和附圖所例示的實施例的構(gòu)件可以按照各種各樣的不同配置來布置和設(shè)計。因而，如圖所示，下面對各種實施例的更詳細(xì)的描述并非旨在限定本公開的范圍，而只是各種實施例的代表。雖然在附圖中給出了實施例的各個方面，但是附圖并不必然按比例繪制，除非特別指出。

在不背離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它特定的形式來實現(xiàn)。所描述的實施例在所有方面都應(yīng)當(dāng)僅被看作說明性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求指示，而非由該具體實施方式指示。屬于權(quán)利要求的等同含義和范圍之內(nèi)的所有變化都應(yīng)當(dāng)涵蓋在其范圍之內(nèi)。

本說明書通篇對特征、優(yōu)點或類似語言的引用并非意味著可以用本發(fā)明實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)點都包括于或應(yīng)當(dāng)包括于本發(fā)明的任意單個實施例中。相反，提及特征和優(yōu)點的語言應(yīng)當(dāng)被理解為意味著：結(jié)合實施例所描述的特定特征、優(yōu)點或特性均包括于本發(fā)明的至少一個實施例中。因而，本說明書通篇關(guān)于特征和優(yōu)點的討論以及類似的語言可以但并不一定指的是同一實施例。

而且，本發(fā)明的所描述的特征、優(yōu)點和特性可以以任何合適的形式結(jié)合于一個或多個實施例中。根據(jù)本文的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，可以在沒有特定的實施例的一個或多個特定特征或優(yōu)點的情況下實施本發(fā)明。在其它情況下，在某些實施例中可以存在可能沒有出現(xiàn)于本發(fā)明的所有實施例中的附加特征和優(yōu)點。

本說明書通篇對“一種實施例”、“實施例”或類似的語言的引用意味著，結(jié)合所指示的實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括于本發(fā)明的至少一個實施例中。因而，在整個本說明書中，短語“在一種實施例中”、“在實施例中”以及類似的語言可以但并不一定全都指的是同一實施例。

如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”以及“該”包括復(fù)數(shù)引用，除非上下文另有明確指示。除非另有定義，否則本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的含義與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義相同。如同本文所使用的，術(shù)語“包括”意指“包含，但不限于”。

很多且越來越多的人擁有智能電話并且在工作場所、學(xué)?；蛘咭呀?jīng)存在wi-fi網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的其它環(huán)境到處都隨身攜帶智能電話。智能電話具有與所有者的姓名直接相關(guān)聯(lián)的身份，并且可以用作可靠的身份證明。建筑物內(nèi)的wi-fi網(wǎng)絡(luò)包含許多路由器。這些路由器具有已知的地址，并且其位置在空間上分布以允許整個建筑物得到充分覆蓋。

軟件應(yīng)用允許智能電話測量從智能電話的范圍內(nèi)的每個路由器接收的信號的強(qiáng)度或rssi。然后，該信息可以被發(fā)送到云端。在云端，rssi信息和路由器空間位置信息被用來計算智能電話在建筑物內(nèi)的位置。然后，智能電話的位置被直接報告到建筑物的網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)入建筑物時，一旦軟件應(yīng)用發(fā)現(xiàn)建筑物的wi-fi，它就可以被啟動。此后，軟件應(yīng)用基于預(yù)定的時間間隔運(yùn)行位置更新。當(dāng)智能電話不在移動(例如，基于電話運(yùn)動傳感器輸出信息來確定)時，中止更新，直到運(yùn)動恢復(fù)。

copeland等人的美國專利申請no.14/558,796(“‘796專利申請”，該申請通過引用并入本文)描述了使用身體可穿戴傳感器和讀取器的訪問控制系統(tǒng)。讀取器使用來自超高頻(“uhf”)rfid傳感器的接收信號強(qiáng)度指示(“rssi”)信息或者具有收發(fā)器無線電通信和能量采集電子設(shè)備的uhf能量采集傳感器。uhf方法允許傳感器的較長距離檢測，檢測距離典型地為距離詢問天線1-2米。

雖然‘796專利申請是對現(xiàn)有訪問控制的改進(jìn)，但是它仍然是單一的憑證安全系統(tǒng)。將‘796專利申請中描述的身體was連同pcd唯一標(biāo)識符(例如，蜂窩電話的mac地址)和設(shè)施內(nèi)的當(dāng)前位置一起使用，可實現(xiàn)雙層識別和位置系統(tǒng)。具有兩個獨立的識別裝置可擁有比任意一種方法都高得多的安全程度。可以調(diào)整算法以權(quán)衡每個信號本身的或信號組合的使用。例如，如果有人沒有帶著pcd進(jìn)入訪問點，而是正佩戴著was進(jìn)入訪問點，則有一定程度的安全識別。帶著was和pcd(例如，智能電話或智能手表)二者，則有雙重的且高得多的安全程度。

本公開涉及應(yīng)用在受監(jiān)控的進(jìn)入點處除了使用’796專利申請中描述的技術(shù)之外還使用個人\公司pcd確認(rèn)人的身份的第二層安全性的系統(tǒng)和方法。在這方面，pcd、pcd應(yīng)用及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫\服務(wù)(“云端”)被植入每個系統(tǒng)內(nèi)。系統(tǒng)的每個用戶都需要：將pcd應(yīng)用安裝于他(她)的pcd上；并且使用他(她)的個人/公司憑證，以便將他(她)的pcd注冊到系統(tǒng)內(nèi)。從那時起，pcd應(yīng)用在某種意義下保持為被動的，即除非收到請求，否則它不會往回與云端通信(例如，為了節(jié)能的目的)?？商娲?，為了追蹤和記錄，pcd周期性地向云端報告。

在工作期間，云端在‘796專利申請的基于was的識別/認(rèn)證操作之后或同時向pcd發(fā)送關(guān)于識別和位置信息的請求。響應(yīng)于該請求，pcd獲得指出其在安全區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前位置的信息。該位置信息可以使用以下技術(shù)中的至少一項來獲得：基于全球定位系統(tǒng)(“gps”)的技術(shù)；基于rssi的技術(shù)；以及基于信標(biāo)的技術(shù)。基于rssi的技術(shù)將在下文詳細(xì)解釋。但是，基于gps和信標(biāo)的技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，因此在本文中不再描述。接下來，pcd將其唯一標(biāo)識符(例如，mac地址)和位置信息發(fā)送到云端。在云端，該信息被用來確認(rèn)或驗證用戶是否實際上位于給定的出口/入口處(第二層安全性)。

現(xiàn)在參考圖1，提供了被配置用于控制對限制區(qū)域的訪問的示例性acs100。如圖1所示，acs100總體上被配置為管理人們通過至少一個安全區(qū)域118的入口和出口。在這方面，每個安全區(qū)域都要經(jīng)由訪問點(如門口102)進(jìn)入和離開。出口和入口天線106、108被布置在鄰近訪問點102處的同一結(jié)構(gòu)墻的前表面和后表面上或者不同的結(jié)構(gòu)墻上。例如，入口天線108被布置于鄰近門口102處的結(jié)構(gòu)墻132的前側(cè)壁表面130上。相比之下，出口天線106被布置于鄰近門口102處的結(jié)構(gòu)墻134的背側(cè)壁表面(在圖1中未示出)上。天線106、108還與讀取器104通信耦接。該讀取器104經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)110(例如，內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或互聯(lián)網(wǎng))與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(“dps”)112通信耦接。

was114被分配給被授權(quán)訪問商業(yè)實體的限制區(qū)域的每個個體。was114包括可以由其所分配給的人116佩戴的可穿戴通信設(shè)備。如圖1所示，was114包括具有內(nèi)部傳感器電路(在圖1中未示出)的腕帶。本發(fā)明并不限定于這方面。was114可以包括任何其它類型的可穿戴物品，例如，手表、項鏈、帽子或者可以被佩戴在人身上或者人的衣物上的偏離人的中心軸的位置處的夾式物品。在所有情況下，was114便于被授權(quán)的人通過安全區(qū)域118進(jìn)入和離開。

圖2中提供了was114的傳感器電路的示例性架構(gòu)的示意圖。如圖2所示，傳感器電路包括用于從外部源獲取能量以向was114內(nèi)部的其它電子構(gòu)件204、206、208、260供電的能量采集電路220。從由布置于限制區(qū)域的訪問點的裝備發(fā)射到周圍環(huán)境中的電磁場中收集能量。能量被存儲在儲能設(shè)備222(例如，電容器)內(nèi)，以待電子構(gòu)件204、206、208、260后續(xù)使用。

在圖5中提供了曲線502，其示出在人不斷靠近限制區(qū)域的訪問點時由能量采集電路220進(jìn)行的能量收集。圖5還包含曲線504，其示出對was114的處理器的供電。當(dāng)處理器被供電時，was114開始收集指出儲能設(shè)備222的能量存儲率的數(shù)據(jù)。

再次參考圖2，was114的天線202可以包括定向天線，定向天線被布置為在was114被人佩戴時指向遠(yuǎn)離此人身體的方向。天線202與實現(xiàn)src技術(shù)的短程通信(“src”)設(shè)備212耦接。src技術(shù)包括但不限于rfid技術(shù)，rfid技術(shù)在人和/或?qū)ο罂拷x取器104時使用射頻電磁場對其進(jìn)行識別。因此，src設(shè)備212經(jīng)由對讀取器104發(fā)送的詢問信號作出響應(yīng)的src應(yīng)答信號來促進(jìn)唯一標(biāo)識符210到讀取器104的傳遞。然后，讀取器104和/或dps112使用唯一標(biāo)識符210來自動識別靠近訪問點102的人116和/或此人是否被授權(quán)訪問限制區(qū)域。

在訪問點102，讀取器104確定發(fā)射src應(yīng)答信號的was114的方向性。基于對由天線106或108從was114接收的src應(yīng)答信號中存在的功率的rssi測量做出該確定。rssi測量指出在天線106或天線108處接收到的src應(yīng)答信號的信號強(qiáng)度，以及該信號強(qiáng)度在給定的時間段內(nèi)是在增大還是在減小。如果src應(yīng)答信號的信號強(qiáng)度在給定的時間段內(nèi)在增大，則was114被認(rèn)為是在朝相應(yīng)的天線106或108行進(jìn)。相反地，如果src應(yīng)答信號的信號強(qiáng)度在給定的時間段內(nèi)在減小，則was114被認(rèn)為是在遠(yuǎn)離相應(yīng)的天線106或108。

但是，這樣的確定并不足以檢測出此人是試圖要進(jìn)入限制區(qū)域還是離開限制區(qū)域。因此，本文還采用了附加的運(yùn)動傳感器120、122。運(yùn)動傳感器可以被設(shè)置于訪問點102處。第一運(yùn)動傳感器122被布置于鄰近訪問點102處的結(jié)構(gòu)墻132的前側(cè)壁表面130上。相比之下，第二運(yùn)動傳感器120被布置于鄰近訪問點102處的結(jié)構(gòu)墻134的背側(cè)壁表面(在圖1中未示出)上。運(yùn)動傳感器120、122被用來確定人116在訪問點102附近的方向和/或速度/速率。指出此人的行進(jìn)方向和/或速度/速率的信息從運(yùn)動傳感器120、122提供給讀取器104。

注意，本發(fā)明并不限定于圖1所示的運(yùn)動傳感器配置。附加地或替代地，設(shè)置于pcd(例如，移動電話或智能電話)上的運(yùn)動傳感器可以被用來檢測人的運(yùn)動的方向和/或速度。

進(jìn)而，讀取器104經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)110將從一個或多個運(yùn)動傳感器120、122接收的信息轉(zhuǎn)發(fā)給dps112。類似地，讀取器104將指示was114的方向性(即，was114是正朝天線106或108行進(jìn)還是正遠(yuǎn)離天線106或108行進(jìn))的信息傳送到dps112。dps112可以與讀取器104位于同一設(shè)施內(nèi)，或者位于遠(yuǎn)離其中布置有讀取器104的設(shè)施的不同設(shè)施內(nèi)。因此，網(wǎng)絡(luò)110可以包括內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或互聯(lián)網(wǎng)。此外，商業(yè)實體的每個設(shè)施內(nèi)的限制區(qū)域的每個出口和/或入口可以具有布置于此處的訪問控制傳感系統(tǒng)104-108、120、122，以便限定訪問控制傳感器系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)。

在dps112，信息被用來確定人是否正試圖進(jìn)入或離開訪問點102。例如，如果信息指示was114正朝入口天線108行進(jìn)并且人正沿方向124移動，則確定此人想要經(jīng)由訪問點102進(jìn)入限制區(qū)域。相反地，如果信息指示was114正朝天線106行進(jìn)并且人正沿方向126移動，則確定此人想要經(jīng)由訪問點102離開限制區(qū)域。如果信息指示was114正遠(yuǎn)離天線108行進(jìn)，則確定此人并不試圖進(jìn)入限制區(qū)域。類似地，如果信息指示was114正遠(yuǎn)離天線106行進(jìn)，則確定此人并不試圖離開限制區(qū)域。

dps112還可以分析由信息限定的運(yùn)動模式，以確定人是想要進(jìn)入訪問點102還是想要離開訪問點102。例如，如果信息指示此人116在第一時間段內(nèi)正沿著方向124、136或138朝訪問點102行進(jìn)，并且然后在緊隨其后的第二時間段內(nèi)沿著方向126、136或138遠(yuǎn)離訪問點102行進(jìn)，則確定此人不想進(jìn)入限制區(qū)域，只是經(jīng)過訪問點。相反地，如果信息指示此人116在第一時間段內(nèi)正以第一速度沿著方向124、136或138朝訪問點102行進(jìn)，并且然后在他(她)接近訪問點時減速，則確定此人確實想進(jìn)入限制區(qū)域。類似地，如果信息指示此人116在第一時間段內(nèi)正以第一速度沿著方向124、136或138朝訪問點102行進(jìn)并在到達(dá)訪問點時停止，則確定此人確實想進(jìn)入限制區(qū)域。

一旦確定此人不想進(jìn)入或離開限制區(qū)域，則dps112簡單地將唯一標(biāo)識符、方向性信息、運(yùn)動方向信息、速度/速率信息，和/或信息分析的結(jié)果記錄于數(shù)據(jù)存儲(在圖1中未示出)中，以待以后使用。一旦確定此人確實想進(jìn)入限制區(qū)域，則dps112將唯一標(biāo)識符210與存儲于數(shù)據(jù)存儲內(nèi)的多個唯一標(biāo)識符進(jìn)行比較，以檢查此人是否被授權(quán)進(jìn)入限制區(qū)域。如果此人被授權(quán)進(jìn)入限制區(qū)域，則dps112使關(guān)于識別和位置信息的請求被發(fā)送到此人所擁有的pcd150。

響應(yīng)于該請求，pcd150執(zhí)行操作以確定其在周圍環(huán)境中的當(dāng)前位置。在某些情況下，基于rssi的技術(shù)被用來確定pcd的當(dāng)前位置?；趓ssi的技術(shù)包括使用pcd的wi-fi無線電來探測在范圍內(nèi)的所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址。在收集了所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址和rssi水平之后，pcd150經(jīng)由無線通信鏈路152將mac地址和rssi信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)回云端154。然后，云端154基于與mac地址相關(guān)聯(lián)的每個設(shè)備的mac地址、rssi水平和已知位置來估計pcd150的位置?？梢允褂脤W(xué)習(xí)算法來在兩種類型的所列出的信息之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

在pcd150的估計位置位于距離原監(jiān)控門一定半徑之內(nèi)的情況下，云端154將打開命令中繼轉(zhuǎn)發(fā)給門以便使開門致動器128被致動(例如，用于解鎖鎖)。為了減少掃描was與門打開之間的延遲，pcd150不斷探測wi-fi網(wǎng)絡(luò)并且使探測數(shù)據(jù)在pcd150收到請求時已經(jīng)準(zhǔn)備好。

云端154和/或dps112還記錄信息分析的結(jié)果和/或指出限制區(qū)域的訪問權(quán)限在特定的時間被提供給此人的信息。一旦確定此人想要離開限制區(qū)域，則dps112使開門致動器128被致動，并且還記錄信息分析的結(jié)果和/或指出此人在特定的時間離開限制區(qū)域的信息。

數(shù)據(jù)記錄允許云端154和/或dps112追蹤人進(jìn)入和離開的訪問點以及該進(jìn)入和離開的時間。由于各種原因，該歷史信息是有用的。例如，歷史信息可以被用來確定員工到達(dá)和/或離開工作的時間，由此，需要每個員工在上班時手動簽入并在下班時手動簽出的常規(guī)員工考勤系統(tǒng)不再是必要的。當(dāng)可能的盜竊發(fā)生時或者當(dāng)裝備被從限制區(qū)域移走時，歷史信息還可以被用來識別進(jìn)入限制區(qū)域的個體。

注意，上述訪問控制系統(tǒng)克服了常規(guī)的訪問控制系統(tǒng)的某些缺點。例如，在本發(fā)明中，被授權(quán)的個體不需要采取任何手動操作(例如，刷卡)來進(jìn)入限制區(qū)域。實際上，對于某些訪問控制裝備(例如，讀卡器)的需求已經(jīng)被消除，由此降低了實現(xiàn)本訪問控制系統(tǒng)100的總成本。

在其它情況下，was114在能量采集模式和通信模式二者下工作。在能量采集模式下，每當(dāng)was114經(jīng)過訪問點時，能量采集電路220收集能量。所收集的能量被存儲于儲能設(shè)備222(例如，電容器)中。一旦儲能設(shè)備222被充電到src設(shè)備212的工作電壓水平，則was114的模式從能量采集模式改變?yōu)橥ㄐ拍Ｊ?。此后，src標(biāo)識符信號在訪問點102處經(jīng)由天線202發(fā)送給讀取器104。src標(biāo)識符信號包括唯一標(biāo)識符210。還可以從was114經(jīng)由src標(biāo)識符信號將指示儲能設(shè)備222(例如，電容器)的充電電壓的變化率的信息214發(fā)送給讀取器104。變化率信息214指出了was114的方向性。在稍后的時間，讀取器104將唯一標(biāo)識符210和/或變化率信息214傳送給dps112。

注意，還連同多模式was114(即，被配置為在能量采集模式和通信模式二者下工作的was)一起采用運(yùn)動傳感器120、122。運(yùn)動傳感器120、122被用來確定此人116在訪問點102附近的方向和/或速度/速率。由運(yùn)動傳感器120、122將指出此人的行進(jìn)方向和/或速度/速率的信息提供給讀取器104。

在dps112處，基于唯一標(biāo)識符210來確定此人是否被授權(quán)訪問限制區(qū)域和/或基于變化率信息214來確定此人正試圖進(jìn)入限制區(qū)域還是離開限制區(qū)域。如果此人正試圖進(jìn)入限制區(qū)域并且沒有被授權(quán)訪問限制區(qū)域，則dps112簡單地記錄指示此人在特定的時間位于訪問點附近的信息。相比之下，如果此人正試圖進(jìn)入限制區(qū)域并且被授權(quán)訪問限制區(qū)域，則dps112使關(guān)于識別和位置信息的請求被發(fā)送給此人所擁有的pcd150。

響應(yīng)于該請求，pcd150執(zhí)行操作以確定其在周圍環(huán)境中的當(dāng)前位置。在某些情況下，使用基于rssi的技術(shù)來確定pcd的當(dāng)前位置?；趓ssi的技術(shù)包括使用pcd的wi-fi無線電來探測在范圍內(nèi)的所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址。在收集了所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址和rssi水平之后，pcd150經(jīng)由無線通信鏈路152將mac地址和rssi信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)回云端154。然后，云端154基于與mac地址相關(guān)聯(lián)的每個設(shè)備的mac地址、rssi水平和已知位置來估計pcd150的位置?？梢允褂脤W(xué)習(xí)算法來在兩種類型的所列出的信息之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

在pcd150的估計位置位于距離原監(jiān)控門一定半徑之內(nèi)的情況下，云端154將打開命令中繼轉(zhuǎn)發(fā)給門從而使開門致動器128被致動(例如，用于解鎖鎖)。為了減少掃描was與門打開之間的延遲，pcd150不斷探測wi-fi網(wǎng)絡(luò)并且使探測數(shù)據(jù)在pcd150收到請求時已經(jīng)準(zhǔn)備好。云端154和/或dps112還記錄指出限制區(qū)域的訪問權(quán)限在特定的時間被提供給此人的信息。

在這種情況下，讀取器104僅為控制開門致動器的邊緣連接模塊。結(jié)果是，對詢問讀取器(例如，rfid讀取器)的需求被消除，由此降低了實現(xiàn)系統(tǒng)100所需的總成本。

現(xiàn)在參考圖3a-3b，提供了用于控制對限制區(qū)域的訪問的示例性方法300的流程圖。如圖3a所示，方法300從步驟302開始，并繼續(xù)進(jìn)行步驟304，在步驟304中，由acs(例如，圖1的acs100)的讀取器(例如，圖1的讀取器104)發(fā)出詢問信號。響應(yīng)于詢問信號，由was(例如，圖1的was114)發(fā)出src應(yīng)答信號，如步驟306所示。src應(yīng)答信號包括唯一標(biāo)識符(例如，圖2的唯一標(biāo)識符210)。在下一個步驟308中，在與讀取器耦接的天線(例如，圖1的天線106或108)處接收src應(yīng)答信號。

在讀取器處，執(zhí)行操作以獲得指出在給定的時間段內(nèi)src應(yīng)答信號中存在的功率的rssi測量數(shù)據(jù)，如步驟310所示。rssi測量數(shù)據(jù)由讀取器用來確定src應(yīng)答消息的信號強(qiáng)度是否在增大。注意，替代地，可以由dps(例如，圖1的dps112)來執(zhí)行該確定。在這種情況下，可以相應(yīng)地修改方法300。這樣的改變是本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的。

如果src應(yīng)答信號的信號強(qiáng)度在減小[312：否]，則執(zhí)行步驟314，在步驟314中，生成指示was正遠(yuǎn)離天線行進(jìn)的第一信息。相反地，如果src應(yīng)答信號的信號強(qiáng)度在增大[312：是]，則執(zhí)行步驟316，在步驟316中，生成指示was正朝天線行進(jìn)的第二信息。

在完成了步驟314或316時，方法300繼續(xù)進(jìn)行步驟318。步驟318包括檢測佩戴was的人(例如，圖1的人116)的運(yùn)動的方向和/或速度/速率。在步驟318中，一個或多個運(yùn)動傳感器(例如，圖1的傳感器120和/或122)可以被用于所述檢測。此后，在步驟320中，指出檢測到的此人的運(yùn)動方向和/或速度/速率的第三信息被傳送給讀取器。然后，該讀取器將以下信息傳送給dps：唯一標(biāo)識符；時間戳；第一信息；第二信息；和/或第三信息，如步驟322所示。

在dps處，在步驟324中執(zhí)行操作，使用在之前的步驟322中接收的信息來確定此人是否正嘗試進(jìn)入或離開限制區(qū)域。例如，如果所接收的信息指示was正朝著入口天線(例如，圖1的天線108)行進(jìn)并且此人正沿第一方向(例如，圖1的方向124)移動，則確定此人想要經(jīng)由訪問點(例如，圖1的訪問點102)進(jìn)入限制區(qū)域。相反地，如果所接收的信息指示was正朝著出口天線(例如，圖1的天線106)行進(jìn)并且此人正沿著與第一方向相反的方向(例如，圖1的方向126)移動，則確定此人想要經(jīng)由訪問點離開限制區(qū)域。如果所接收的信息指示was正遠(yuǎn)離入口天線行進(jìn)，則確定此人并不試圖進(jìn)入限制區(qū)域。類似地，如果所接收的信息指示was正遠(yuǎn)離出口天線而行進(jìn)，則確定此人并不試圖離開限制區(qū)域。本發(fā)明并不限定于這些實例的細(xì)節(jié)。在這方面，應(yīng)當(dāng)理解，附加地或替代地，dps還分析由所接收的信息限定的運(yùn)動模式，以確定此人是否想要進(jìn)入或離開訪問點。

在完成了步驟324之后，方法300繼續(xù)進(jìn)行圖3b的判斷步驟326。如果確定此人不想進(jìn)入或離開限制區(qū)域[326：否]，則執(zhí)行步驟328，其中以下信息被記錄于數(shù)據(jù)存儲內(nèi)：唯一標(biāo)識符；時間戳；第一或第二信息；第三信息；和/或指示在之前步驟324中執(zhí)行的操作的結(jié)果的第四信息。隨后，執(zhí)行步驟350，其中方法300結(jié)束或者執(zhí)行其它處理。

如果確定此人確實想要進(jìn)入或離開限制區(qū)域[326：是]，則執(zhí)行可選步驟332。當(dāng)此人正試圖進(jìn)入限制區(qū)域時，執(zhí)行可選步驟332，因此，可選步驟332包括將唯一標(biāo)識符與存儲于數(shù)據(jù)存儲內(nèi)的多個唯一標(biāo)識符進(jìn)行比較，以檢查此人是否被授權(quán)進(jìn)入限制區(qū)域。當(dāng)有人正試圖離開限制區(qū)域或者被授權(quán)的人正試圖進(jìn)入限制區(qū)域時，dps使關(guān)于識別和位置信息的請求被發(fā)送給此人所擁有的pcd(例如，圖1的pcd150)，如步驟334所示。

響應(yīng)于該請求，在步驟336中，pcd執(zhí)行操作以獲取可用于確定其在周圍環(huán)境中的當(dāng)前位置的信息。在一些情況下，使用基于rssi的技術(shù)來確定pcd的當(dāng)前位置?；趓ssi的技術(shù)包括使用pcd的wi-fi無線電來探測在范圍內(nèi)的所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址。在收集了所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址和rssi水平之后，pcd經(jīng)由無線通信鏈路(例如，圖1的無線通信鏈路152)將mac地址和rssi信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)回云端(例如，圖1的云端154)，如步驟338所示。然后，云端在步驟340中執(zhí)行操作以估計pcd的位置。位置估計可以基于與mac地址相關(guān)聯(lián)的每個設(shè)備的mac地址、rssi水平和已知位置來確定?？梢允褂脤W(xué)習(xí)算法來在兩種類型的所列出的信息之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

在pcd的估計位置位于距離原監(jiān)控門的一定半徑之內(nèi)的情況下，云端將打開命令中繼轉(zhuǎn)發(fā)給門從而使開門致動器(例如，圖1的致動器128)被致動(例如，用于解鎖鎖)，如步驟342所示。在完成步驟342時，執(zhí)行步驟344-346以記錄以下信息：唯一標(biāo)識符；時間戳；第一或第二信息；第三信息；第四信息；和/或指示此人在特定的時間進(jìn)入或離開限制區(qū)域的第五信息。所記錄的信息可以可選地在步驟348中被用來執(zhí)行關(guān)于此人通過設(shè)施的移動的歷史分析。此后，執(zhí)行步驟350，其中方法300結(jié)束或者執(zhí)行其它處理。

現(xiàn)在參考圖4a-4b，提供了用于控制對限制區(qū)域的訪問的另一種示例性方法400的流程圖。如圖4a所示，方法400從步驟402開始，并且繼續(xù)進(jìn)行步驟404，其中was(例如，圖1的was114)的能量采集電路(例如，圖2的電路220)收集能量。然后，所收集的能量被存儲于was的儲能設(shè)備(例如，圖2的設(shè)備222)內(nèi)。當(dāng)儲能設(shè)備被充電至was的src設(shè)備(例如，圖2的src設(shè)備212)的工作電壓水平[408：是]時，執(zhí)行步驟410，其中was從其能量采集模式轉(zhuǎn)變?yōu)槠渫ㄐ拍Ｊ?。在其通信模式下，?zhí)行步驟412。步驟412包括由was發(fā)出src標(biāo)識符信號。src標(biāo)識符信號包括唯一標(biāo)識符和/或指示儲能設(shè)備的充電電壓的變化率的第一信息。然后，在步驟414中，在與讀取器耦接的天線(例如，圖1的天線106或108)處接收src標(biāo)識符信號。

在下一步驟416中，檢測佩戴was的人的運(yùn)動的方向和/或速度/速率。在步驟416中，可以使用一個或多個運(yùn)動傳感器(例如，圖1的傳感器120和/或122)來進(jìn)行所述檢測。此后，在步驟418中，指出檢測到的此人的運(yùn)動的方向和/或速度/速率的第二信息被傳送到讀取器。然后，該讀取器將以下信息傳送給dps：唯一標(biāo)識符；時間戳；第一信息；和/或第二信息，如步驟420所示。在完成了步驟420之后，方法400繼續(xù)進(jìn)行圖4b的步驟422。

在dps處，在步驟422中執(zhí)行操作，使用在之前的步驟420中接收的信息來確定此人是否正嘗試進(jìn)入或離開限制區(qū)域。例如，如果所接收的信息指示was正朝著入口天線行進(jìn)(例如，圖1的天線108)并且此人正沿第一方向移動(例如，圖1的方向124)，則確定此人想要經(jīng)由訪問點(例如，圖1的訪問點102)進(jìn)入限制區(qū)域。相反地，如果所接收的信息指示was正朝著出口天線(例如，圖1的天線106)行進(jìn)并且此人正沿著與第一方向相反的方向(例如，圖1的方向126)移動，則確定此人想要經(jīng)由訪問點離開限制區(qū)域。如果所接收的信息指示was正遠(yuǎn)離入口天線行進(jìn)，則確定此人并不試圖進(jìn)入限制區(qū)域。類似地，如果所接收的信息指示was正遠(yuǎn)離出口天線行進(jìn)，則確定此人并不試圖離開限制區(qū)域。本發(fā)明并不限定于這些實例的細(xì)節(jié)。在這方面，應(yīng)當(dāng)理解，附加地或替代地，dps還分析由所接收的信息限定的運(yùn)動模式以確定此人是否想要進(jìn)入或離開訪問點。

在完成了步驟422之后，方法400繼續(xù)進(jìn)行圖4b的判斷步驟424。如果確定此人不想進(jìn)入或離開限制區(qū)域[424：否]，則執(zhí)行步驟426，其中以下信息被記錄于數(shù)據(jù)存儲內(nèi)：唯一標(biāo)識符；時間戳；第一信息；第二信息；和/或指示之前步驟422中執(zhí)行的操作的結(jié)果的第三信息。隨后，執(zhí)行步驟444，其中方法400結(jié)束或者執(zhí)行其它處理。

如果確定此人確實想要進(jìn)入或離開限制區(qū)域[424：是]，則執(zhí)行可選步驟427。當(dāng)此人正試圖進(jìn)入限制區(qū)域時，執(zhí)行可選步驟427，因此，可選步驟427包括將唯一標(biāo)識符與存儲于數(shù)據(jù)存儲內(nèi)的多個唯一標(biāo)識符進(jìn)行比較以檢查此人是否被授權(quán)進(jìn)入限制區(qū)域。當(dāng)有人正試圖離開限制區(qū)域或者被授權(quán)的人正試圖進(jìn)入限制區(qū)域時，dps使關(guān)于識別和位置信息的請求被發(fā)送給此人所擁有的pcd(例如，圖1的pcd150)，如步驟428所示。

響應(yīng)于該請求，在步驟430中，pcd執(zhí)行操作以獲取可用于確定其在周圍環(huán)境中的當(dāng)前位置的信息。在一些情況下，使用基于rssi的技術(shù)來確定pcd的當(dāng)前位置?；趓ssi的技術(shù)包括使用pcd的wi-fi無線電來探測在范圍內(nèi)的所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址。在收集了所有可用網(wǎng)絡(luò)的mac地址和rssi水平之后，pcd經(jīng)由無線通信鏈路(例如，圖1的無線通信鏈路152)將mac地址和rssi信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)回云端(例如，圖1的云端154)，如步驟432所示。然后，云端在步驟434中執(zhí)行操作以估計pcd的位置。位置估計可以基于與mac地址相關(guān)聯(lián)的每個設(shè)備的mac地址、rssi水平和已知位置來確定?？梢允褂脤W(xué)習(xí)算法來在兩種類型的所列出的信息之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

在pcd的估計位置位于距離原監(jiān)控門一定半徑之內(nèi)的情況下，云端將打開命令中繼轉(zhuǎn)發(fā)給門從而使開門致動器(例如，圖1的致動器128)被致動(例如，用于解鎖鎖)，如步驟434所示。在完成步驟434時，執(zhí)行步驟436-440以記錄以下信息：唯一標(biāo)識符；時間戳；第一信息；第二信息；第三信息；和/或指示此人在特定的時間進(jìn)入或離開限制區(qū)域的第四信息。所記錄的信息可以可選地用于步驟442中，以執(zhí)行關(guān)于此人通過設(shè)施的移動的歷史分析。此后，執(zhí)行步驟444，其中方法400結(jié)束或者執(zhí)行其它處理。

此外，在一些情況下，當(dāng)佩戴者正站在限制區(qū)域的訪問點附近時，was可能檢測不到變化率。例如，假定有人朝訪問點行進(jìn)，由此was檢測到由其能量采集電路收集的能量的變化率。當(dāng)此人到達(dá)訪問點時，他(她)被另一個人阻止以進(jìn)行討論。此時，was檢測不到由其能量采集電路收集的能量的變化率。響應(yīng)于這樣的檢測，was將指示能量采集電路收集能量的速率當(dāng)前沒有變化的信號傳送給讀取器(例如，圖1的讀取器104)。進(jìn)而，讀取器執(zhí)行操作以終止入口天線(例如，圖1的天線108)的電磁場發(fā)射。在預(yù)定的時間段(例如，2分鐘)到期時，再次發(fā)射電磁場。以此方式，此人在結(jié)束了與另一個人的所述討論之后仍然可以訪問限制區(qū)域。

下面的討論解釋用于估計pcd在建筑物內(nèi)的位置的示例性數(shù)學(xué)算法。對于高頻發(fā)射器和接收器天線，以下給出著名的friis傳輸式。這假定自由空間環(huán)境并且在接收和發(fā)射天線之間沒有極化損耗，持有pcd的人也不從pcd吸收信號。

其中pr是所接收的功率(pcd)，pt是發(fā)射器功率(wi-fi天線)，gt是發(fā)射器天線增益，gr是接收器增益，r是發(fā)射和接收天線之間的距離(vector)，f是工作頻率，并且c是光的速度。兩邊取對數(shù)產(chǎn)生以下數(shù)學(xué)式。

其中pr和pt的單位為dbm，gt和gr的單位為db，λ的單位為米，并且r的單位為米。

圖6提供了示出四(4)個wi-fi發(fā)射天線602、604、606、608的對稱陣列的示意圖。發(fā)射天線602-608被安裝于建筑物的天花板上(例如，地板上方大約4米處)。還示出了pcd(例如，地板上方大約1米處)移動的三條路徑1、2、3。pcd沿著對稱的路徑1以及不對稱的路徑2、3行進(jìn)。在天線的中心示出坐標(biāo)系原點。

在圖6中，網(wǎng)格或步長尺寸為一(1)米。每條路徑被限定為一(1)米的步長。假定發(fā)射天線pt為二十八(28)dbm，發(fā)射天線增益gt為五(5)db，接收器天線增益gr為負(fù)二(–2)db，并且頻率f為二點四(2.4)ghz。

圖7提供了示出了對稱路徑1的仿真結(jié)果的曲線圖，在該曲線圖中pcd沿著天線系統(tǒng)的中心線向下行進(jìn)。正如所預(yù)期的，一組很對稱的曲線在中心相交，在該處pcd正位于天線系統(tǒng)的中間。從天線對604/606和天線對602/608接收的功率鏡面對稱。

圖8提供了示出對稱路徑2的仿真結(jié)果的曲線圖。路徑2從中心線開始向下，但是在8米處轉(zhuǎn)換(cutover)為沿著天線604和天線602之間的路徑。路徑2距離天線604比距離天線602近2米。在pcd開始脫離中心線朝天線604和天線602靠近(但更靠近天線604達(dá)2米)的第8步長處，信號在下一步長之后約高1dbm。所以沿著脫離點的2米步長對應(yīng)于天線604和606之間的2.5dbm的信號變化。

圖9提供了示出對稱路徑3的仿真結(jié)果的曲線圖。路徑3是另一個對稱路徑，在該路徑中pcd與中心線平行行進(jìn)但是更接近天線604達(dá)2米，然后脫離，朝著天線606、608(但是更接近天線608達(dá)2米)。

使用四個天線信號之差的簡單線性插值法是沿著已知路徑估計位置時的首要考慮。所估計的位置p(x，y)可以通過以下數(shù)學(xué)式來表示。

p(x，y)＝c1(stx3-stx2)ax+c2(stx4-stx1)ax+c3(stx1-stx2)ay+c4(stx4-stx3)ay

其中c1、c2、c3和c4是系數(shù)，stx1至stx4為信號強(qiáng)度，并且ax和ay是x和y的單位向量。以上數(shù)學(xué)式可以以線性矩陣形式表示，如下所示。

使用一個或多個路徑來確定系數(shù)，并且使用簡化c1＝c2和c3＝c4，可以看出預(yù)測路徑p(x，y)可以精準(zhǔn)到小于1米。

本文所公開并要求權(quán)利的所有裝置、方法和算法可以根據(jù)本公開來實現(xiàn)和執(zhí)行，無需過多實驗。雖然已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思、精神和范圍的情況下可以對裝置、方法及方法步驟的順序進(jìn)行各種改變。更具體地，應(yīng)當(dāng)清楚，某些構(gòu)件可以被添加至、結(jié)合到或替代于本文所描述的構(gòu)件，同時可獲得相同的或相似的結(jié)果。所有此類對于本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的相似的替代和修改都被認(rèn)為屬于所限定的本發(fā)明的精神、范圍和構(gòu)思之內(nèi)。

以上所公開的特征和功能以及替代方案可以被結(jié)合到許多其它不同的系統(tǒng)或應(yīng)用中。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行目前無法預(yù)見的或意料之外的各種替代、修改、變化或改進(jìn)，這些替代、修改、變化或改進(jìn)中的每個也意在為公開的實施例所涵蓋。