田賀舉 武靜

【摘 要】針對(duì)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(jìn)行定位時(shí)，客戶的移動(dòng)端連上商廈路由器，利用移動(dòng)端的瀏覽器進(jìn)行導(dǎo)航，引導(dǎo)客戶到達(dá)目的地，路由器也可以定位網(wǎng)線故障，統(tǒng)計(jì)商廈的人流量，監(jiān)控游客位置。在當(dāng)今科技和移動(dòng)端的發(fā)展下，以及路由器的日益完善下，實(shí)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(dòng)端

該論文對(duì)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(biāo)識(shí)，查找故障線路的具體位置，這樣不僅效率低，容易出錯(cuò)，而且用戶在大型建筑內(nèi)難以查找到目標(biāo)地點(diǎn)的位置，只能依靠指示牌和路標(biāo)進(jìn)行查找， 效率低。通過對(duì)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(gè)路由器進(jìn)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(biāo)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?yàn)槿S的建筑模型更直觀的傳達(dá)樓層的各項(xiàng)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(shí)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(dòng)識(shí)別CAD建筑的樓層布局、建筑布局，自動(dòng)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(diǎn)再生成商廈自己的樓棟坐標(biāo)系，然后利用樓棟坐標(biāo)系為后面的設(shè)備定位提供詳細(xì)的坐標(biāo)。

（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(jī)，還有沒有提到的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實(shí)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(gè)交換機(jī)下，整棟樓層的交換機(jī)再進(jìn)行匯總連接到匯總交換機(jī)，匯總交換機(jī)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(jī)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(hào)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(gè)設(shè)備的維護(hù)。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(jìn)行綁定以實(shí)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(jī)設(shè)備信息等。只要移動(dòng)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(xiàng)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(biāo)線路和實(shí)時(shí)的定位。

在室內(nèi)導(dǎo)航的應(yīng)用過程中，用戶在進(jìn)行定位時(shí)，首先使用自己的手機(jī)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(jī)軟件只需要利用移動(dòng)平臺(tái)提供的瀏覽器打開相應(yīng)網(wǎng)頁IP進(jìn)行訪問，然后就會(huì)打開對(duì)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(dāng)前商廈內(nèi)人員密度分布等信息。這樣既有利于商場(chǎng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也有利于減少市場(chǎng)內(nèi)的管理人員，最終方便用戶的查找。

（二）對(duì)故障位置進(jìn)行檢測(cè)定位

在一個(gè)龐大的系統(tǒng)內(nèi)部難免會(huì)遇到各種設(shè)備故障，一旦出現(xiàn)故障，維修人員就要對(duì)室內(nèi)的所有線路設(shè)備進(jìn)行排查，排查的過程有可能出錯(cuò)，造成大量的人力財(cái)力資源浪費(fèi)，所以提供室內(nèi)導(dǎo)航對(duì)維修也是很有價(jià)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(huì)把那些沒有長時(shí)間流量傳輸異常的設(shè)備的信息，設(shè)置為出錯(cuò)，然后數(shù)據(jù)庫主動(dòng)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行定位，調(diào)出周邊的路由器以及交換機(jī)設(shè)備，統(tǒng)計(jì)周邊路由器出錯(cuò)的設(shè)備，然后對(duì)出錯(cuò)的設(shè)備進(jìn)行周邊的運(yùn)算，查找對(duì)應(yīng)的出錯(cuò)位置，提供可能出錯(cuò)的設(shè)備，然后通過網(wǎng)絡(luò)把出錯(cuò)的詳細(xì)運(yùn)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(cuò)的位置、最有可能出錯(cuò)的原因等，然后到達(dá)指定的位置進(jìn)行維修。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)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(jì)，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(jìn)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(jìn)行實(shí)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(jìn)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(rèn)證。定位系統(tǒng)在也會(huì)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(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)索引，這些數(shù)據(jù)索引也是需要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的，這樣有利于減少數(shù)據(jù)庫再次計(jì)算的負(fù)擔(dān)，使用已存在的用戶數(shù)據(jù)索引能夠?qū)ζ渌脩暨M(jìn)行快速的導(dǎo)航。最后就是數(shù)據(jù)庫通過運(yùn)算提取有用的信息，提供具有商業(yè)價(jià)值的文件，這類數(shù)據(jù)是與其他文件進(jìn)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(duì)室內(nèi)導(dǎo)航提供了一種詳細(xì)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_(tái)的XML文件，具有一定的擴(kuò)展性以及應(yīng)用的空間，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)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(shí)也可以減少相類似這樣系統(tǒng)的開發(fā)成本。

同時(shí)也是有一定的技術(shù)實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)的難度，不過總體來看，該定位系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)的，有一定的應(yīng)用前景，將來是可以在商廈中實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的應(yīng)用的。

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