基于路由器室內(nèi)導(dǎo)航的定位方法

田賀舉 武靜

【摘 要】針對現(xiàn)有的導(dǎo)航技術(shù)大多用于室外導(dǎo)航，室內(nèi)的導(dǎo)航還沒有完整的理論，提出一種基于路由器的室內(nèi)導(dǎo)航定位的方法。利用二維CAD圖紙構(gòu)建三維模型，在三維模型中構(gòu)建出商廈的樓層布局、建筑布局、路由器的位置和網(wǎng)線布局等建筑信息。在進行定位時，客戶的移動端連上商廈路由器，利用移動端的瀏覽器進行導(dǎo)航，引導(dǎo)客戶到達目的地，路由器也可以定位網(wǎng)線故障，統(tǒng)計商廈的人流量，監(jiān)控游客位置。在當今科技和移動端的發(fā)展下，以及路由器的日益完善下，實現(xiàn)上述功能是完全沒有問題的。

【關(guān)鍵詞】三維CAD建模；室內(nèi)導(dǎo)航；路由器；移動端

該論文對室內(nèi)定位作為主要的研究，由于布線與安裝的不確定性，在現(xiàn)有技術(shù)中，一旦無線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題便只能依靠圖紙和樓層中的各種標識，查找故障線路的具體位置，這樣不僅效率低，容易出錯，而且用戶在大型建筑內(nèi)難以查找到目標地點的位置，只能依靠指示牌和路標進行查找， 效率低。通過對網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)在的各種設(shè)備定位的研究，尋找到了一種可以利用多個路由器進行較高定位的室內(nèi)定位系統(tǒng)，它能夠幫助用戶快速的前往目標位置，以及用于室內(nèi)設(shè)備導(dǎo)航定位查詢與維修。

一、構(gòu)建三維模型概述與思路

（一）構(gòu)建三維模型概述

構(gòu)建三維模型是因為三維的建筑模型更直觀的傳達樓層的各項信息。三維模型的建立是利用商廈的所有二維CAD建筑圖形，是在國內(nèi)成熟的二維CAD軟件上開發(fā)出來的，能夠識別二維CAD建筑結(jié)構(gòu)的插件。由于現(xiàn)在樓房的結(jié)構(gòu)大多都是很規(guī)則的，因此利用自動識別CAD建筑的樓層布局、建筑布局，自動拉伸生成每層三維建筑模型，在建筑模型的基礎(chǔ)上利用其特殊點再生成商廈自己的樓棟坐標系，然后利用樓棟坐標系為后面的設(shè)備定位提供詳細的坐標。

（二）總體思路

在基本結(jié)構(gòu)概述中，該定位系統(tǒng)包括定位路由器、交換機，還有沒有提到的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)的方式主要由路由器采集數(shù)據(jù)，每兩到三層的路由器都要匯總到一個交換機下，整棟樓層的交換機再進行匯總連接到匯總交換機，匯總交換機把所有采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，通過樓棟的匯總交換機把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫處理后把相應(yīng)的導(dǎo)航信息傳輸給不同的用戶。

二、室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)

（一）室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)建

室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)建主要包括導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字編號的描述與地理信息的描述。數(shù)字信息的描述主要是為了描述路由器在數(shù)據(jù)庫中的位置信息，方便管理人員查詢與各個設(shè)備的維護。地理信息主要是為了確定不同商廈與樓層的位置信息。最后把數(shù)字信息與地理信息進行綁定以實現(xiàn)用戶的定位。

（二）室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)的獲取與處理

室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)建完成后，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)有大量的商廈信息，這些信息包括大廈的三維結(jié)構(gòu)圖，路由器設(shè)備位置信息，大樓的地理位置數(shù)據(jù)信息，其他與路由器有關(guān)的交換機設(shè)備信息等。只要移動端發(fā)起連接就可以獲得該位置的三維導(dǎo)航信息，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也可以得到用戶的各項信息，提供給其他管理人員使用。

三、室內(nèi)定位導(dǎo)航使用

（一）普通用戶應(yīng)用

在室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)的獲取與處理中，已經(jīng)介紹了該系統(tǒng)的工作原理，這一部分主要描述用戶是如何定位顯示，以及查找目標線路和實時的定位。

在室內(nèi)導(dǎo)航的應(yīng)用過程中，用戶在進行定位時，首先使用自己的手機或只是平板連接到室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的路由器上，不需要下載任何的手機軟件只需要利用移動平臺提供的瀏覽器打開相應(yīng)網(wǎng)頁IP進行訪問，然后就會打開對應(yīng)的樓層三維模型，以及每層的二維地圖顯示模型，在二維地圖顯示模型中用戶可以很快的了解商廈內(nèi)每層的商戶，管理人員，公共設(shè)備以及當前商廈內(nèi)人員密度分布等信息。這樣既有利于商場的有序運轉(zhuǎn)，同時也有利于減少市場內(nèi)的管理人員，最終方便用戶的查找。

（二）對故障位置進行檢測定位

在一個龐大的系統(tǒng)內(nèi)部難免會遇到各種設(shè)備故障，一旦出現(xiàn)故障，維修人員就要對室內(nèi)的所有線路設(shè)備進行排查，排查的過程有可能出錯，造成大量的人力財力資源浪費，所以提供室內(nèi)導(dǎo)航對維修也是很有價值的一部分。

室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)為維修人員的維修提供精確地定位，首先在定位系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)會把那些沒有長時間流量傳輸異常的設(shè)備的信息，設(shè)置為出錯，然后數(shù)據(jù)庫主動對該設(shè)備進行定位，調(diào)出周邊的路由器以及交換機設(shè)備，統(tǒng)計周邊路由器出錯的設(shè)備，然后對出錯的設(shè)備進行周邊的運算，查找對應(yīng)的出錯位置，提供可能出錯的設(shè)備，然后通過網(wǎng)絡(luò)把出錯的詳細運算信息發(fā)送e-mail到指定的維修人員的郵箱，維修人員在查看自己的郵箱，就可以知道出錯的位置、最有可能出錯的原因等，然后到達指定的位置進行維修。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計

室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的運作是需要大量的軟件，其中主要包括三維CAD插件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)有各種層次的，已經(jīng)是很成熟的技術(shù)。在這里就不過多描述它的結(jié)構(gòu)設(shè)計，僅僅介紹數(shù)據(jù)庫在該系統(tǒng)中提供的各種功能。在數(shù)據(jù)庫首先保存有CAD插件建立的三維文件，這些文件一般用戶是無法直接調(diào)用與訪問的，必須具有特殊權(quán)限的開發(fā)人員與客戶才能進行修改，修改后重新提交到數(shù)據(jù)庫也是需要數(shù)據(jù)庫管理人員進行實地檢查后方可上傳，并保留原來的文件與修改存檔。另外就是數(shù)據(jù)庫保存用戶使用的XML等各種文件，這些文件是用戶進行導(dǎo)航必須用到的文件，是商廈等開放的數(shù)據(jù)信息，上傳新的XML文件必須要經(jīng)過管理人員的認證。定位系統(tǒng)在也會采集不同用戶在使用過程中產(chǎn)生的定位導(dǎo)向數(shù)據(jù)制作出對應(yīng)的數(shù)據(jù)索引，這些數(shù)據(jù)索引也是需要存儲在數(shù)據(jù)庫中的，這樣有利于減少數(shù)據(jù)庫再次計算的負擔，使用已存在的用戶數(shù)據(jù)索引能夠?qū)ζ渌脩暨M行快速的導(dǎo)航。最后就是數(shù)據(jù)庫通過運算提取有用的信息，提供具有商業(yè)價值的文件，這類數(shù)據(jù)是與其他文件進行隔離的，只允許系統(tǒng)管理人員查看提供給商戶使用。

五、結(jié)論

本文提出了一種基于路由器室內(nèi)導(dǎo)航定位的方法，該方法針對室內(nèi)導(dǎo)航提供了一種詳細的解決辦法，該方法的軟件不是很復(fù)雜，硬件設(shè)備投入不多，有利于后續(xù)推廣。另外由于這種方法是基于網(wǎng)絡(luò)的，傳輸?shù)奈募彩强缙脚_的XML文件，具有一定的擴展性以及應(yīng)用的空間，只要進行適當?shù)臄U展就可以把普通的樓棟加入到該系統(tǒng)，然后把該系統(tǒng)嵌入到3D城市地圖中，可以豐富3D城市地圖內(nèi)容，同時也可以減少相類似這樣系統(tǒng)的開發(fā)成本。

同時也是有一定的技術(shù)實現(xiàn)難度，室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的三維文檔的來源，需要用到樓層的建筑圖，不同建筑圖的標準也許是不相同的，CAD插件提供的辨別方法就不能通行，就需要修改，再加上以及后續(xù)的添加的設(shè)備管線連接圖，這些大量的數(shù)據(jù)處理起來是有些困難。但這些困難也正是它的創(chuàng)新之處。

所以說，雖然有實現(xiàn)的難度，不過總體來看，該定位系統(tǒng)是可以實現(xiàn)的，有一定的應(yīng)用前景，將來是可以在商廈中實現(xiàn)該系統(tǒng)的應(yīng)用的。

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