基于路由器室內導航的定位方法

田賀舉 武靜

【摘 要】針對現有的導航技術大多用于室外導航，室內的導航還沒有完整的理論，提出一種基于路由器的室內導航定位的方法。利用二維CAD圖紙構建三維模型，在三維模型中構建出商廈的樓層布局、建筑布局、路由器的位置和網線布局等建筑信息。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航，引導客戶到達目的地，路由器也可以定位網線故障，統計商廈的人流量，監控游客位置。在當今科技和移動端的發展下，以及路由器的日益完善下，實現上述功能是完全沒有問題的。

【關鍵詞】三維CAD建模；室內導航；路由器；移動端

該論文對室內定位作為主要的研究，由于布線與安裝的不確定性，在現有技術中，一旦無線網絡出現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。通過對網絡以及現在的各種設備定位的研究，尋找到了一種可以利用多個路由器進行較高定位的室內定位系統，它能夠幫助用戶快速的前往目標位置，以及用于室內設備導航定位查詢與維修。

一、構建三維模型概述與思路

（一）構建三維模型概述

構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，是在國內成熟的二維CAD軟件上開發出來的，能夠識別二維CAD建筑結構的插件。由于現在樓房的結構大多都是很規則的，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備定位提供詳細的坐標。

（二）總體思路

在基本結構概述中，該定位系統包括定位路由器、交換機，還有沒有提到的數據庫系統，實現的方式主要由路由器采集數據，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據傳輸到數據庫，通過樓棟的匯總交換機把數據傳輸到數據庫，數據庫處理后把相應的導航信息傳輸給不同的用戶。

二、室內定位導航系統

（一）室內導航系統構建

室內導航系統的構建主要包括導航系統數字編號的描述與地理信息的描述。數字信息的描述主要是為了描述路由器在數據庫中的位置信息，方便管理人員查詢與各個設備的維護。地理信息主要是為了確定不同商廈與樓層的位置信息。最后把數字信息與地理信息進行綁定以實現用戶的定位。

（二）室內導航系統數據的獲取與處理

室內導航系統構建完成后，該系統的數據庫已經有大量的商廈信息，這些信息包括大廈的三維結構圖，路由器設備位置信息，大樓的地理位置數據信息，其他與路由器有關的交換機設備信息等。只要移動端發起連接就可以獲得該位置的三維導航信息，數據庫管理系統也可以得到用戶的各項信息，提供給其他管理人員使用。

三、室內定位導航使用

（一）普通用戶應用

在室內導航系統數據的獲取與處理中，已經介紹了該系統的工作原理，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。

在室內導航的應用過程中，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導航系統的路由器上，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網頁IP進行訪問，然后就會打開對應的樓層三維模型，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每層的商戶，管理人員，公共設備以及當前商廈內人員密度分布等信息。這樣既有利于商場的有序運轉，同時也有利于減少市場內的管理人員，最終方便用戶的查找。

（二）對故障位置進行檢測定位

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

室內導航系統為維修人員的維修提供精確地定位，首先在定位系統中，數據庫管理系統會把那些沒有長時間流量傳輸異常的設備的信息，設置為出錯，然后數據庫主動對該設備進行定位，調出周邊的路由器以及交換機設備，統計周邊路由器出錯的設備，然后對出錯的設備進行周邊的運算，查找對應的出錯位置，提供可能出錯的設備，然后通過網絡把出錯的詳細運算信息發送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、系統軟件設計

室內導航系統的運作是需要大量的軟件，其中主要包括三維CAD插件、數據庫管理系統。數據庫的管理系統有各種層次的，已經是很成熟的技術。在這里就不過多描述它的結構設計，僅僅介紹數據庫在該系統中提供的各種功能。在數據庫首先保存有CAD插件建立的三維文件，這些文件一般用戶是無法直接調用與訪問的，必須具有特殊權限的開發人員與客戶才能進行修改，修改后重新提交到數據庫也是需要數據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。另外就是數據庫保存用戶使用的XML等各種文件，這些文件是用戶進行導航必須用到的文件，是商廈等開放的數據信息，上傳新的XML文件必須要經過管理人員的認證。定位系統在也會采集不同用戶在使用過程中產生的定位導向數據制作出對應的數據索引，這些數據索引也是需要存儲在數據庫中的，這樣有利于減少數據庫再次計算的負擔，使用已存在的用戶數據索引能夠對其他用戶進行快速的導航。最后就是數據庫通過運算提取有用的信息，提供具有商業價值的文件，這類數據是與其他文件進行隔離的，只允許系統管理人員查看提供給商戶使用。

五、結論

本文提出了一種基于路由器室內導航定位的方法，該方法針對室內導航提供了一種詳細的解決辦法，該方法的軟件不是很復雜，硬件設備投入不多，有利于后續推廣。另外由于這種方法是基于網絡的，傳輸的文件也是跨平臺的XML文件，具有一定的擴展性以及應用的空間，只要進行適當的擴展就可以把普通的樓棟加入到該系統，然后把該系統嵌入到3D城市地圖中，可以豐富3D城市地圖內容，同時也可以減少相類似這樣系統的開發成本。

同時也是有一定的技術實現難度，室內導航系統的三維文檔的來源，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，再加上以及后續的添加的設備管線連接圖，這些大量的數據處理起來是有些困難。但這些困難也正是它的創新之處。

所以說，雖然有實現的難度，不過總體來看，該定位系統是可以實現的，有一定的應用前景，將來是可以在商廈中實現該系統的應用的。

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