CN102892197A

CN102892197A - 一种基于wifi的室内定位系统

Info

Publication number: CN102892197A
Application number: CN2012103386086A
Authority: CN
Inventors: 张少文; 刘冲; 唐敏
Original assignee: PCI Suntek Technology Co Ltd
Current assignee: PCI Suntek Technology Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2013-01-23

Abstract

本发明公开了一种基于WIFI的室内定位系统，基于手机通讯领域，主要解决的是手机如何在室内中获取本机的定位。该系统可在三维空间中实现，针对办公楼等多层建筑，每一层楼层必须至少部署三个热点，并且热点之间的距离明确，部署信息提交上网络服务器，并且手机自身必须支持WIFI。系统的简单运作为：在联网情况下更新手机端的热点表与热点所处地图，然后加载楼层地图，手机调用自身的API，分别检测出手机与同一楼层三个热点源的距离，和在热点表中筛选出热点间的距离，然后再经过相关的算法来计算出该手机在该楼层的平面坐标，然后根据该热点表的信息确定该楼层所的高度坐标，在地图显示坐标的位置，这样，就能够确定手机在室内的定位。

Description

一种基于WIFI的室内定位系统

技术领域

本发明涉及通讯领域，适合于移动平台(安装有WIFI的移动设备)，特别是涉及到一种基于WIFI的室内定位系统、原理与部署。

背景技术

目前定位上应用最为广泛的无疑是“全球卫星定位系统(GPS)”，但是GPS在应用上有很大的局限性，GPS在空旷的乡间、海面等室外空间能提供良好的导航效果，但是在高层建筑等室内，GPS卫星定位的精确度不高，导航效果一直不如人意。而在室内导航中，不乏其他的一些已有的导航系统，其中不少是基于B/S模式，客户端对信号强弱的侦查信息返回给服务器，由服务器进行处理解析，把得到的定位坐标发给客户端，如此来得到该手机的定位。这种实现方式把对数据的处理集中在服务器端，效率不高，并且对服务器端的开发与部署成本过高，定位效果不理想。而WIFI在通讯设备上如雨后春笋般发展，成为了手机等通讯设备的标配，并且很多区域如企业内部、学校、仓库、医院等都提供WIFI支持，以上，强有力地提供了对利用WIFI进行室内定位的环境支持，并且，WIFI发射热点设备的成本相对便宜，部署方便，这也进一步增强了WIFI室内定位的可实施性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基WIFI的室内定位系统、原理、部署，以补充GPS在室内定位的不足，为手机等移动客户提供更为精确高效的室内定位。手机无需连接上WIFI，断网情况下仍能正常使用，定位模拟真实，整个系统的开发门槛及成本较低，，具有高实时性与质量。

为实现上述发明目的，本发明提供一种基于WIFI的室内定位系统，包括对热点的部署的细节问题，与手机端的相关定位应用开发；手机端的定位系统程序是建立在事先建立好的热点部署的环境上。

所述的部署，针对的一层或多层的建筑，每个楼层分别设定三个热点，并且不同楼层热点的部署位置一致且相同楼层的热点之间的距离确定，热点的部署有一定的规律，避免三者同一直线，或三者集中放置，当部署完成以后，该三个热点的MAC地址，热点的坐标，热点的楼层(高度)等字段组成一个热点表，放置互联网服务器端。

所述的手机端定位应用程序的开发，针对的是配有WIFI设备的手机等移动设备，先判断是否联网，若是，则更新手机客户端的热点表与地图信息，否则，不更新；然后，该应用程序调用手机的API来获取同层的三个热点信号的强弱；接着，根据信号的强弱来分别计算出该手机离三个热点之间的距离范围；然后，热点两两之间的距离已确定，手机分别与三个热点的距离已知道，根据相关的公式即可确定出手机在该楼层的平面坐标，结合该热点所在的楼层的高度，就可以确定出手机的坐标，即手机在室内的定位，结合该楼层的三维模拟环境(地图)，即可实时让用户清晰了解所处位置。

本发明提供了一种低成本通用的开发部署与高效的运作性能的系统，低成本体现在热点的购置部署及开发成本上；WIFI热点，在当前社会比较普遍，设备易于购得，只针对手机客户端进行开发，并且客户端的开发流程算法比较简单；性能高效则体现在对手机坐标定位的数据计算处理只需由手机本身的程序来完成，而不需要集中在一个服务器上运行，增加服务器端的负荷，且本发明的性能效率不随用户的增多而有所下降。

本发明提供了一种安全、便捷的定位方式，首先，置于室内的手机用户无需连接上WIFI热点，由此可以防止任何人都有权限进入热点所在网络，保证热点所在网络的安全性，及有权用户对带宽的分配问题。其次，在部署有特定热点的室内当中，不管是否联网，手机用户若想了解自己的定位，直接运行手机客户端程序便可，手机客户端在离线(断网)的情况下也可以正常使用。

由上述方案中可以看出，本发明通过对热点的部署、手机端的应用程序开发，利用手机上WIFI设备，可以实现室内三维空间上(地图)的定位，而热点的部署有规律但不复杂，只需把相应的部署信息提交给服务器端，手机端的应用开发实现简单，扩展能力比较好。并且这种基于WIFI的室内定位能够强有力地补充了GPS在这方面的不足，并且本发明部署与开发的门槛，执行的效率与定位的精确度，相对于其他一些类似功能的系统具有更高的优越性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中系统楼层热点部署示意图；

图2为本发明实施例一中系统手机端的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，参见图1、图2。

本发明提供了一种基于WIFI的室内定位系统，该系统的实现主要分为两步，第一步为热点在室内当中的部署，并把热点部署信息提交上服务器，第二步为手机上针对该热点部署的定位应用程序开发。

所述的楼层热点部署的情况参见图1，具体包括以下的说明：

1、图中x、y坐标表示当前楼层的平面，热点1、热点2、热点3分别分布在该层的楼层平面当中，不同楼层中的三个热点的平面坐标一致，但同一楼层的热点不能放置成同一直线或集中分布，两两热点之间的距离分别为m、n、l，且m、n、l保持固定，热点部署完成后，把热点相关的部署信息提交上服务器上。

2、手机可位于该平面的任何位置，图中的a、b、c表示该手机离该平面中的三个热点源的距离，该距离由手机自身根据检测热点信号的强弱来得到的，该值是一个范围值。

所述的手机端应用程序开发的流程参见图2，具体包括以下的步骤：

步骤S01，调用手机API检测同层热点信息。

步骤S02，判断手机客户端是否联网，若是，执行S03，否则，执行S04。

步骤S03，在与服务器连接的情况下，把服务器段有关上步骤检测到的热点信息下载至手机本身，更新手机的热点表与该热点所处的室内的地图。

步骤S04，把手机中的地图信息与热点表中该热点的部署信息加载，确定热点的坐标。

步骤S05，调用手机的API获取同层三个热点的信号强弱，分别计算出手机与各个热点的距离范围。

步骤S06，根据手机与各个热点的距离范围与热点表所获取到的热点间的距离计算出手机在该楼层的坐标定位。

步骤S07，根据上述步骤得到的手机所在的坐标，在地图中显示该坐标位置。

步骤S08，每隔一段时间，判断是否需要刷新，若是，执行S05，对手机的定位进行刷新，否则，该流程结束。

本发明所述的系统常用于一些复杂的建筑楼层当中，则引用博览会室内的定位为实施例进行说明。

首先，博展会展厅的庞大与繁乱很容易让游客在其中迷失方向，所以设计一个室内定位系统是非常有必要的。在每层的展厅当中部署上三个热点，在每层展厅中的三个热点的坐标一致，并且保证三个热点固定，并分别测量出热点之间的距离，并且把这些热点的相关的部署信息上传至网络的服务器端。

其次，每个进入展厅的游客可以选择安装该展会的室内定位系统客户端，该客户端程序可以检测出该展厅当中的三个热点信号信息，然后客户端可以在联网的情况下对该热点存有的地图进行更新与更新该热点表的信息，以获取热点之间距离、坐标等；然后检测三个热点信号的强弱，根据该信号的强弱来计算出手机离这三个热点的距离范围，再次，根据之前已经确定好了的热点之间的距离，及其热点的坐标，通过这些数据可以确定出该手机的坐标。而该点便是该手机在该层展厅中的平面位置，客户端根据加载的相应地图，结合得到的坐标位置，可以实时地模拟出手机用户在该展厅的实际位置。

由上可见，本发明提供的一种基于公共IP网的通讯系统、方法和装置，有以下优点。

(1)便于部署，实现简单

本发明只需在每个楼层部署上三个热点，并且热点的部署简单，注意事项不多，联网服务器端简单地增加几个数据库与业务逻辑处理，而在手机端的开发，整个的实现流程步骤不多，技术上不曾有什么难题。

(2)应用范围广，通用性强

本发明是基于WIFI来进行室内定位的系统，而WIFI在当前的社会上应用广泛，基本上许多的智能手机上都安装有WIFI装置，因此对本发明的实现提供了极大的方便，也进一步地验证了该系统的可行性及推广。其次，热点所在场所的信息可以在联网的情况下捕获，任何该网络服务器支持与部署了相关热点的室内场所都可以使用该手机的客户端来进行定位导航。

(3)提供更准确的定位与高效的实时性

本发明中的热点是部署在室内当中，信号不容易衰减及被阻挡，手机对热点信号强弱的捕获可以很准确地确定该点与热点之间的距离范围，且范围变化幅度不大；而对信号强弱的检测、距离计算、坐标确定都是依靠手机客户端的本身，并且手机可以在离线(断网)的情况下正常运行，此外，这些处理本身并不复杂，现有的手机端可以很好地胜任这个流程的处理，可以具有很高的刷新频率。

通过以上的方法实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助WIFI热点部署、客户端的应用程序与服务器端相关业务来实现，本发明的技术主要是通过WIFI热点部署、客户端的应用程序开发来体现。

对于方案实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的方案实施例仅仅是示意性的，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方案，在没有超过本申请的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。

另外，所描述方案以及实施例的示意图，在不超出本申请的范围内，可以与其它系统，模块，技术或方法结合或集成。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于WIFI的室内定位系统，其特征在于，包括，在部署方面，针对办公楼等多层建筑，支持WIFI的楼层必须都要在其楼层平面上部署三个热点，并且每层的热点部署相同并且有一定的规律，三个热点的位置不能成一条直线，并且不能集中摆放，以提高计算时的精度与准确度，部署完成以后，须提交热点的部署信息到服务器段。

2.一种基于WIFI的室内定位系统，其特征在于，包括，系统流程为：热点部署成功以后，将部署信息交给服务器，手机能够成功启动WIFI功能，当手机调用API获取热源距离时，根据是否联网来判断是否需更新手机客户端中的热点信息与地图信息；获取热源信号最强的前三个热点，则该三个热点为同楼层的三个热点源，然后手机得到其定点与这三个热点源的距离范围，然后根据相关的算法来确定该手机在该楼层的平面坐标，再次根据手机端存储的热点信息表来确定该手机所在的楼层，即该点的高度坐标，这样就得出手机在室内的定位。

3.一种基于WIFI的室内定位系统，其特征在于，包括，手机利用WIFI的室内定位，无需连接上任何一个热点，而只需检测到热点的存在，然后调用API来获取到每个热点的信号强弱即可判断出手机离该热点的距离范围。

4.一种基于WIFI的室内定位系统，其特征在于，包括，手机的实时能力与场景模拟强，手机通过对热点信息的获取来计算出坐标，而计算的任务交给客户端且计算量少，刷新的频率高，实时性强，结合楼层建筑的三维环境模拟(地图)与手机的定位坐标，可以直观虚拟地呈现出用户在现实当中的位置，以进行相关导航等服务。

5.一种基于WIFI的室内定位系统，其特征在于，包括，手机可以在断网的情况下，仍可以完成对其的室内定位，在联网的情况下，手机可以实时更新手机当中的热点表与楼层信息(地图信息)，这时可以在其他具有同样基于WIFI热点部署的建筑层中使用，具有通用性，当断网时，手机当中的热点表虽未能更新，但也能很好地该热点区导向定位。