由于蓝牙本身的特质，实际应用时，其射程范围在2~3 m之间，无法准确识别终端设备是在车内还是车外，会导致操作时无法准确判断，当终端设备被遗忘在车内时，车主离开后，当钥匙使用的终端设备在车辆有效区域之内，任何不法分子都可以将车辆打开，增加了终端设备操纵车辆方案中控制接口的风险，从而导致车内财物被盗等情况。若此问题无法解决，将直接影响智能钥匙被车主认可的程度，影响车辆安全。

问题描述与分析
1.现有技术方案分析
1） A公司：利用蓝牙RSSI的无钥匙进入系统，在车身四周设置基站，智能钥匙接收基站信号，通过信号强弱来判断距离。此方案成本高，可靠性、蓝牙信号强弱不稳定。如果存在障碍物，实际结果会有较大偏差，以此来判断智能钥匙是否在车内的精准度较差。
2） B公司：通过汽车和车钥匙内置的红外、蓝牙功能及GPS定位功能，自动记录用户的移动轨迹；此方案解决的是车辆本身位置，无法准确定位钥匙的位置。
3） C公司：公开一种利用蓝牙多信道数据的方案，来判断智能钥匙位置。此方案更多地强调识别车内终端在车内各个位置的定位，并未判断终端设备在车内还是车外，对于车辆如何应用该定位及后续车辆应该执行的操作并未提及，方案不够完整。
2.问题描述
设计一种基于蓝牙应用的终端设备定位系统，具体解决的技术问题如下：①致力于设计一种使用蓝牙信标对终端设备是否在车内还是车外的定位作出判断的问题；②致力于解决现有虚拟钥匙系统普遍存在的安全问题；③结合虚拟钥匙应用于汽车，可以使车辆变得更加安全方便；④使用蓝牙信标，成本比较低，分类库可使用大数据精算，同类车型可共用，节约成本，可操作性强。

解决方案
1. 终端定位系统结构
目前关于判断车钥匙是否存在车内的定位方案中，虽然存在采用了蓝牙RSSI值定位的方案，但是该方法只描述了终端设备在车内某个具体位置的定位信息，精准度不够，且无应用方面的扩展。因此需要对定位的精准度和后续的车辆动作进行分析，充分地利用该精准度给智能钥匙及车辆安全带来的好处。
在本技术方案中，利用蓝牙信标多通道广播的方式获得各个信标的位置信息及信号强弱信息，由一个或多个终端设备接收到该信息，并进行处理，处理完毕后将结果输出给车辆PEPS ECU，加入到锁车的判决条件中，从而避免由于无法准确判断智能钥匙是否在车内，而导致的车辆内财物丢失，甚至车辆本身被盗的问题。
本文提供一种用于基于蓝牙RSSI信号的终端定位系统与方法，具体阐述如何通过蓝牙信标进行终端定位及应用该输出结果来执行车辆动作的过程。在本技术方案中终端定位系统的基本组成结构如图1所示。
在车辆上安装多个蓝牙信标作为信号生成单元，发送信标所在的位置信息和信号强弱信息。车内放置一个或多个终端设备，所述终端设备具备蓝牙模块，蓝牙功能开启，作为信号接收单元，接收来自多个蓝牙信标广播的多信道信号。接收到信号后，由该终端的应用程序或者服务器来处理这些数据，经过算法的核算，判断出终端设备是否在车内，并将结果输出给车辆，车辆 PEPS ECU接收到此结果后，将其作为锁车的判断条件之一，发送命令给执行器，执行相关的车辆动作，框架结构如图2所示。

首先在车内不同的位置，安装多个蓝牙信标，以使每个蓝牙信标在多个信道上广播。蓝牙信号的强弱与遮挡物有一定的关系，所以位置可以优先选择在两侧车辆内部，车门与车顶交汇处，此处无明显遮挡物，有利于蓝牙信标信号的稳定性，从而保证距离计算的准确率。当终端设备在车内时，蓝牙模块处于打开状态，可通过蓝牙进行通信，接收信标广播的多信道数据。终端的应用程序或者服务器将收到的数据进行去噪等处理后，通过终端设备与信标之间的相对距离计算出该终端设备的位置信息，将结果输出给车辆控制单元，车辆控制单元收到该信息后，对信息进行解读、处理，然后对应相关的命令，发给执行单元执行相关动作。
2. 信号处理单元结构
信号接收单元可以为一个或者多个终端设备，也可以为多种，只要存在蓝牙模块，可以进行正常的蓝牙通信的设备均可。当信号生成后，通过蓝牙通信，将信号的信息发送给接收终端，接收单元接收后，通过简单的去噪等处理，将结果传送给信号处理单元即可。
信号处理单元将收到的所有定位数据进行过滤筛选，然后与标定完成的分类库中的数据信息通过算法进行核实比较，确定准确率较高的一组数据作为最终的定位数据，然后通过算法计算出终端相对于车内的距离，作出最终结果的输出。具体示意如图3所示。

滤波子单元，在车内各个位置安装多组蓝牙信标，收集到多组蓝牙RSSI值，对这些RSSI值先进行滤波处理，由于每个信标发送三个信道的数据，在保留原有数据特征的基础上，将这三组数据进行比较，偏差较大的直接去除，以保证数据的正确性。具体实施时，可采用常见的滤波方法，如限幅滤波法、卡尔曼滤波法、小波滤波法、中位值滤波法、递推平均滤波法等。
分类库单元，主要用于通过多组数据的采集及计算，与对标的标准值比较的过程，此过程可以让终端定位的位置信息更加精准，使最终的判断结果更加正确。
具体流程如下：车辆内部四周与顶棚交汇处分别安装多组蓝牙信标，用于广播多信道数据；建议以双数组为宜，数组越多，数据库点位的值越多，越精确。从做一个标准分类库的角度，建议将蓝牙信标布满车顶。如果考虑成本，可适当减少，具体多少组，可由具体实施项目来根据情况确定。
车辆内部紧邻四周、前排位置、后排位置及中间，分别均匀分布多组带蓝牙模块的终端设备，然后布置在车顶的蓝牙信标开始发送多信道消息，终端设备接收该信息，并将接收到的信息储存起来，存储信息的可以为终端设备，或者服务器设备。如果为服务器设备，可通过蜂窝网络或者WiFi的方案进行通信。将数据信息采集完毕后，先进行滤波子单元的处理，处理程序可以为终端应用程序或者服务器上的应用程序，经过算法核算出每组信标对应的终端位置值，然后将每一个位置的坐标值存储到分类库中。每一条信息将会代表一个坐标值，包含位置坐标、距离、信号强弱、前排或者后排标示等，同样的道理，使用相同的方法，可以更精准地标定出前排值、后排值、车辆内部紧邻四周的位置值、中间等数据，用不同的标签位分别表示，以便增加更多的应用场景可以使用此库。
分类库是经过多次试验得出的标准数据库信息，用于后续经过综合处理单元处理完毕后的数据信息与标准位置进行对比，从而得出结论的单元。
3. 结果综合处理单元
结果综合处理单元为终端设备的应用程序模块或者服务器的应用处理模块，主要用于将每个终端设备中收集到的RSSI值进一步处理的过程。其整体处理流程如图4所示。

每个终端设备将收集到的RSSI值储存到本终端设备中或者传输到服务器中，然后可以通过应用程序或者服务器的程序将数据导入到处理单元中进行处理；该应用程序先滤波，经历多次滤波后，将未排除的数据放入算法库，对该数据所在位置进行坐标的运算处理；将多组运算的位置数据与分类库数据进行对比，然后以最接近的位置数据与最集中的点的位置数据进行二次求和，求平均数，然后将该平均数作为最终的位置坐标。根据该位置坐标，对比分类库中做的位置模型数据，得出终端设备是否在车内的结论。然后将结论输出给车辆处理单元。
3. 车辆控制单元
车辆控制单元，当终端设备的应用程序或者服务器的处理器计算出判定结果后，会传输给车辆PEPS ECU，此时会进行条件的判断，从而执行或者不执行相关动作。如果系统电源为OFF状态、所有门（包括后背门）处于关闭，且触发驾驶侧或者前排乘员侧门把手的微动开关，终端设备(钥匙)在车内，此时PEPS ECU会触发蜂鸣器的报警功能，且不执行上锁动作。以此来提醒车主，钥匙在车内，需要将钥匙带走方可正常锁车，进一步保证了车主的财物及车辆的安全。具体流程如图5所示。

车辆执行单元，收到PEPS ECU发送的命令后，执行相关动作。主要是如上的判断条件全部满足以后，给蜂鸣器发送命令，启动报警功能，同时将信号发送给BCM，要求BCM不执行锁车操作。通过标定分类库，将车内的n个点位的位置信息与终端在车内的信标通道信号对比，算法计算等得出终端设备比较精准的位置信息，并将结果输出给车辆，车辆PEPS ECU将该结果作为执行锁车的条件之一，终端设备在车内时，不执行锁车动作，给予报警提醒，不予锁车；终端设备在车外时，执行锁车动作。从而保护车主最大权益。
通过如上技术方案的建立，解决由于无法定位智能钥匙是否在车内，从而无法在特定的应用场景不锁车给予警示的问题。更好地保障了车主的财物安全。

总结
运用了蓝牙信标与终端设备之间的距离差，定位终端设备是否在车内，且进行相关车辆动作的执行，有效解决了此问题带来的车内财产损失及车辆丢失的问题，为车主提供了更好的安全保障，更完美的用车体验。
相对于传统的创新方法理论具有鲜明的特点和优势，具体体现如下：使用蓝牙信标，在具体实施时成本低，技术较成熟，可操作性强；有效解决钥匙在车内外的问题，车辆解闭锁机制更加完善，更好地保护了车主的财产安全，增强用户体验。