CN106646361A - 一种基于WiFi定位的智能导航系统及导航方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于WiFi定位的智能导航系统，包括若干第一路由器、若干第一WiFi信号节点、位置服务器和智能终端，智能终端通过无线网络与位置服务器连接；位置服务器依据智能终端输出的WiFi配置模块通过第一WiFi信号节点检测到第一路由器的信息判断智能终端的位置信息，将该位置信息传输到智能终端、并在显示模块显示的所述电子地图中显示出来；同时，本发明还提供了基于WiFi定位的智能导航方法。本发明基于WiFi定位的智能导航系统能够基于广电三网融合形成的网络布局，实现特定区域内的WiFi定位导航，能够使人们能够比较准确、快速的进行定位，并依据其形成的导航路线快速抵达目的地。
Description
技术领域
本发明属于定位导航领域，具体涉及一种基于WiFi定位的智能导航系统及导航方法。
背景技术
目前，随着城市的发展，城市的建筑呈现出高楼层、高密度的特点，目前已有的基于卫星定位的导航系统至多会定位到街道、建筑，而对建筑的内部则无法完成定位。需要在建筑中获取准确目的地位置的人们，由于不熟悉建筑内部的结构分布情况，通常花费大量的时间去寻找目的地。随着通信技术的进步，广电系统也在努力推动三网融合事业的发展，路由器及其相连接的WiFi信号节点被越来越多的应用于广电网络，进而布置在建筑中，由于路由器具有唯一的MAC地址，使得依据路由器及其相连接的WiFi信号节点定位、导航成为可能。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种基于WiFi定位的智能导航系统及导航方法，该系统能够解决卫星定位导航只适于地面大范围导航的问题，提供一种适于小范围、建筑内部的导航方式，能够使人们能够比较准确、快速的抵达目的地，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于WiFi定位的智能导航系统，包括：若干第一路由器，包括第一网络信号输出端；若干第一WiFi信号节点，与所述第一网络信号输出端连接；位置服务器，包括标示所述第一路由器和第一WiFi信号节点分布位置的电子地图数据库，和依据所述第一WiFi信号节点进行定位的位置判断模块；智能终端，所述智能终端设有用于检测所述第一WiFi信号节点的WiFi配置模块和用于显示电子地图及所述智能终端在所述电子地图中位置的显示模块；所述智能终端通过无线网络与所述位置服务器连接；所述位置服务器依据所述智能终端输出的所述WiFi配置模块通过所述第一WiFi信号节点检测到所述第一路由器的信息判断所述智能终端的位置信息，将该位置信息传输到所述智能终端、并在所述显示模块显示的所述电子地图中显示出所述智能终端的位置。
进一步地，所述智能导航系统还包括：若干第二路由器，所述第二路由器包括第二网络信号输出端；若干电视信号输出装置，包括电视信号输出端；若干合路装置，包括网络信号输入端、电视信号输入端、合路器和混路信号输出端，所述网络信号输入端、电视信号输入端和混路信号输出端均与所述合路器电性连接；若干第二WiFi信号节点，所述第二WiFi信号节点包括用于辐射网络信号的天线模块；至少一阻抗值为75Ω的同轴线；所述第二网络信号输出端与所述网络信号输入端电性连接，所述电视信号输出端与所述电视信号输入端电性连接；所述混路信号输出端与所述第二WiFi信号节点通过所述同轴线连接；所述第二路由器、第二WiFi信号节点的位置标示于所述电子地图数据库中；所述位置服务器依据所述智能终端输出的所述WiFi配置模块通过所述第二WiFi信号节点检测到的所述第二路由器的信息判断所述智能终端的位置信息，将该位置信息传输到所述智能终端、并在所述显示模块显示的所述电子地图中显示出所述智能终端的位置。
进一步地，所述天线模块包括天线振子，所述天线振子收发的电磁信号的频段为2.4G-2.5GHz，所述天线振子的阻抗为75Ω，所述天线振子的馈线为所述同轴线。
进一步地，所述WiFi配置模块包括用于识别所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的识别单元。
进一步地，所述位置判断模块包括对所述位置服务器接收的所述智能终端输出的所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度进行处理的处理单元，所述位置判断模块依据所述处理单元对所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的处理结果进行定位。
进一步地，所述智能终端包括依据所述WiFi配置模块通过所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点检测到的所述第一路由器和第二路由器的信息进行定位的自定位模块。
进一步地，所述WiFi配置模块包括用于识别所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的识别单元和对所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度进行处理的自处理单元，所述自定位模块依据所述自处理单元对所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的处理结果进行定位。
进一步地，所述智能导航系统还包括：信号分配装置，所述信号分配装置包括一用于网络信号和电视信号传输的输入端口、若干用于网络信号和电视信号传输的输出端口，以及电性连接所述输入端口和输出端口的分配器；至少一分路装置，所述分路装置包括用于网络信号和电视信号分离的分路器和用于电视信号传输的电视信号输出接口；所述输入端口与所述混路信号输出端通过所述同轴线连接，所述输出端口与所述分路器的输入端通过所述同轴线连接，所述分路器的输出端与所述第二WiFi信号节点、电视信号输出接口连接。
一种基于WiFi定位的智能导航方法，包括以下步骤：
1)智能终端在定位模式下检测是否存在WiFi信号节点，如果存在至少一个WiFi信号节点，则通过检测来自WiFi信号节点中的至少一个WiFi信号获取与该WiFi信号节点连接的路由器的信息，通过与该智能终端无线连接的位置服务器依据该路由器的信息确认该智能终端的位置；
2)智能终端接收位置服务器输出的位置信息，并显示在智能终端的显示模块。
进一步地，在所述步骤1)前，还包括在所述智能终端上配置电子地图，显示在所述智能终端的显示模块，所述电子地图从所述位置服务器中电子地图数据库实时获取或预先下载至所述智能终端中；所述步骤2中智能终端接收位置服务器输出的位置信息，根据该位置信息将智能终端的位置标示在所述电子地图上。
本发明基于WiFi定位的智能导航系统能够基于广电三网融合形成的网络布局，实现特定区域内的WiFi定位导航，弥补卫星定位导航方式带来的定位导航盲区的问题，提高导航系统定位准确性，能够使人们能够比较准确、快速的进行定位，并依据其形成的导航路线快速抵达目的地。
附图说明
图1是本发明基于WiFi定位的智能导航系统实施方式1的模块图；
图2是本发明基于WiFi定位的智能导航系统实施方式2的模块图；
图3是本发明基于WiFi定位的智能导航系统实施方式3的模块图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明基于WiFi定位的智能导航系统实施方式1的模块图，该智能导航系统包括位置服务器1、智能终端2、第一路由器3和第一WiFi信号节点4，位置服务器1与智能终端2通过无线网络连接，并借由该无线网络进行数据传输；第一WiFi信号节点4与第一路由器3的第一网络信号输出端(图中未示出)电连接。
其中，位置服务器1包括电子地图数据库11和位置判断模块12。电子地图数据库12包括电子地图，同时在该电子地图中标示着第一路由器3和第一WiFi信号节点4分布位置。
位置判断模块13通过第一WiFi信号节点4检测到第一路由器3的信息进行定位，由于第一路由器3具有唯一的MAC地址，在电子地图中标示出第一路由器3的位置，位置判断模块13依据接收到的第一WiFi信号节点4的信号，获得与所述第一WiFi信号节点连接的第一路由器3的信息，进而对位置进行确定，实现在电子地图上定位。
智能终端2包括WiFi配置模块21和显示模块22，智能终端2可以是智能手机、平板电脑等具有智能系统的设备。
WiFi配置模块21用于检测第一WiFi信号节点4，WiFi配置模块21在未与任一可用的WiFi信号节点连接时，WiFi配置模块21对可检测的第一WiFi信号节点4发出的无线信号进行接收，通过检测到的第一WiFi信号节点4获取与第一WiFi信号节点4连接的第一路由器3的信息，该第一路由器3的信息包括该第一路由器3的MAC地址信息。
显示模块22具有显示功能，用于显示电子地图和智能终端2在该电子地图中的位置。在有些智能终端2上，显示模块22兼有数据输入的功能，在显示模块22显示的输入框内，通过触摸显示模块22的显示屏进行对智能终端2的数据输入。
在应用时，智能终端2的WiFi配置模块21检测到第一WiFi信号节点4，并通过该第一WiFi信号节点获取与该第一WiFi信号节点连接的第一路由器3的信息，通过智能终端2无线传输给位置服务器1，位置服务器1的位置判断模块12依据该第一路由器3的信息确定智能终端2的位置信息，并将该位置信息传输到智能终端2，在显示模块22显示的电子地图中显示出来。其中，智能终端2显示的电子地图与位置服务器1中电子地图数据库11中的电子地图相同，该电子地图可以预先从位置服务器1中下载到智能终端2中，也可以通过无线网络从位置服务器1中的电子地图数据库11中实时获取。
参照图2，图2为本发明基于WiFi定位的智能导航系统实施方式2的模块图，该智能导航系统包括位置服务器1、智能终端2、第一路由器3、第一WiFi信号节点4、第二路由器5、第二WiFi信号节点6、电视信号输出装置7、若干同轴线(图中未示出)和合路装置8。
其中，第二路由器5包括第二网络信号输出端(图中未示出)；第二WiFi信号节点6包括用于辐射网络信号的天线模块(图中未示出)；电视信号输出装置7包括电视信号输出端(图中未示出)。合路装置8包括网络信号输入端、电视信号输入端、合路器和混路信号输出端(图中未示出)，网络信号输入端、电视信号输入端和混路信号输出端均与合路器电性连接，合路器将网络信号输入端接收的网络信号和电视信号输入端接收的电视信号混成混合信号，并通过混路信号输出端输出。
网络信号输入端、电视信号输入端对应与第二网络信号输出端、电视信号输出端电性连接，用以获取网络信号、电视信号；混路信号输出端与第二WiFi信号节点通过同轴线连接。
同轴线的阻抗值为75Ω，天线模块包括天线振子，该天线振子收发的电磁信号的频段为2.4G-2.5GHz，该天线振子的阻抗为75Ω，馈线为阻抗值为75Ω的同轴线。
位置服务器1与智能终端2通过无线网络连接，并借由该无线网络进行数据传输；第一WiFi信号节点4与第一路由器3的第一网络信号输出端(图中未示出)电连接。与实施方式1相比不同在于，位置服务器1中位置判断模块12包括处理单元121；智能终端2中WiFi配置模块21包括识别单元211。
识别单元211用于识别WiFi配置模块21检测到的第一WiFi信号节点4和第二WiFi信号节点6发出的WiFi信号的强度。在WiFi配置模块21检测到多个WiFi信号节点信号时，识别单元211一一识别多个WiFi信号节点对应的信号强度，通过智能终端2将通过第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6获取对应的第一路由器3和/或第二路由器5的信息及第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度无线传输给位置服务器1。
处理单元121用于对位置服务器1接收的智能终端2输出的第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度进行处理，位置判断模块12依据该处理单元121对第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度的处理结果对智能终端2进行定位。在位置服务器1接收到智能终端2输出的多个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度时，处理单元121对多个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度进行处理，因WiFi信号节点的信号强度随着距离的增大而衰减，处理单元121根据多个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度计算出各个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号衰减情况，进而获知与各个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的距离信息，位置判断模块12根据上述距离信息基于几何原理得出智能终端2的位置。
参照图3，图3为本发明基于WiFi定位的智能导航系统实施方式3的模块图，该智能导航系统包括位置服务器1、智能终端2、第一路由器3、第一WiFi信号节点4、第二路由器5、第二WiFi信号节点6、电视信号输出装置7、若干同轴线(图中未示出)、合路装置8、信号分配装置9和分路装置10。
其中，信号分配装置9包括输入端口、分配器和输出端口(图中未示出)，输入端口和分配器均设置一个，输出端口设有多个，分配器与输入端口、输出端口电性连接。输入端口用于网络信号和电视信号的传输；分配器将输入端口输出的网络信号和电视信号再分配给输出端口，在实施时，分配器能够将输入端口输出的网络信号和电视信号分成2-8路，分别传输到2-8个输出端口。
分路装置10包括分路器和电视信号输出接口(图中未示出)，分路器用于网络信号和电视信号分离，电视信号输出接口用于电视信号传输。
第一路由器3、第一WiFi信号节点4、第二路由器5、第二WiFi信号节点6、电视信号输出装置7、若干同轴线(图中未示出)和合路装置8与实施方式2中的相同，不做赘述。
信号分配装置9的输入端口与合路装置8的混路信号输出端通过同轴线连接，信号分配装置9的输出端口与分路装置10的分路器的输入端通过同轴线连接；分路装置10的分路器的输出端与第二WiFi信号节点6、电视信号输出接口连接。
位置服务器1与智能终端2通过无线网络连接，并借由该无线网络进行数据传输。与实施方式2相比不同在于，智能终端2还包括自定位模块23，智能终端2中WiFi配置模块21包括自处理单元212。
自定位模块23能够依据WiFi配置模块21通过检测到的第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6获取的第一路由器3和/或第二路由器5的信息进行定位，并将位置显示在从位置服务器1获取的电子地图或智能终端2中存储的电子地图上。自定位模块23定位方式与位置判断模块12相同，同样基于第一路由器3和/或第二路由器5的MAC地址唯一确认智能终端2的位置。
自处理单元212用于对第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度进行处理，自定位模块23依据该自处理单元212对第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度的处理结果对智能终端2进行定位。在WiFi配置模块21检测到多个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度时，自处理单元212对多个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度进行处理，因WiFi信号节点的信号强度随着距离的增大而衰减，自处理单元212根据多个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号强度计算出各个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的信号衰减情况，进而获知与各个第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号节点6的距离信息，自定位模块23根据上述距离信息基于几何原理得出智能终端2的位置。
在实施时，自处理单元212的功能也可通过智能终端的核处理器完成。
以应用在在居民小区内为例，在小区的道路、花园等地方布设若干第一路由器3和若干第一WiFi信号热点4，每个第一路由器3连接至少一个第一WiFi信号热点4，当第一路由器3为无线路由器时，该第一路由器3视为本说明中第一路由器3和第一WiFi信号热点4的组合。
在居民楼中布设若干第二路由器5、第二WiFi信号热点6、电视信号输出装置7、合路装置8、信号分配装置9和分路装置10，每个第二路由器5和电视信号输出装置7、合路装置8、信号分配装置9依次连接，第二路由器5和电视信号输出装置7提供网络信号和电视信号，经合路装置8后网络信号和电视信号混成一路，通过同轴线传输给信号分配装置9，信号分配装置9将该混路信号分成几路后通过同轴线传输到分路装置10，分路装置10将该混路信号分成网络信号和电视信号，分别传输到第二WiFi信号热点6和电视信号输出接口。
第二路由器5、电视信号输出装置7、合路装置8和信号分配装置9布设在各楼层的配电房中，根据每层居室情况，可以两层楼共用第二路由器5、电视信号输出装置7、合路装置8和信号分配装置9。分路装置10和第二WiFi信号热点6布设到居民楼的居室中。
智能终端2能够通过检测到的第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号热点6，获取第一WiFi信号节点4和/或第二WiFi信号热点6对应的第一路由器3和/或第二路由器5，进而通过位置服务器1或者自定位模块23确定智能终端2在电子地图中的位置。
本发明还提供了一种基于WiFi定位的智能导航方法的实施方式1，该导航方法包括1)在智能终端上配置电子地图，显示在智能终端的显示模块，电子地图从位置服务器中电子地图数据库实时获取或预先下载至智能终端中；智能终端在定位模式下检测是否存在WiFi信号节点，如果存在至少一个WiFi信号节点，则通过检测来自WiFi信号节点中的至少一个WiFi信号获取与该WiFi信号节点连接的路由器的信息，通过与该智能终端无线连接的位置服务器依据该路由器的信息确认该智能终端的位置。
2)智能终端接收位置服务器输出的位置信息，根据该位置信息将智能终端的位置标示在该电子地图上。
在实施时，路由器和WiFi信号节点的分布存在于位置服务器的电子地图数据库中，标示在电子地图上，位置服务器根据智能终端输出的通过检测到的WiFi信号节点获取的路由器信息对智能终端的位置进行确认。在更优的实施方式中，智能终端检测到WiFi信号节点的信号时，同时获取该WiFi信号节点的对应路由器的MAC地址和该WiFi信号节点的信号强度，位置服务器对上述信息进行处理后，基于信号衰减与距离关系和几何原理，更准确的确认智能终端的位置。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于WiFi定位的智能导航系统，其特征在于，包括：
若干第一路由器，包括第一网络信号输出端；
若干第一WiFi信号节点，与所述第一网络信号输出端连接；
位置服务器，包括标示所述第一路由器和第一WiFi信号节点分布位置的电子地图数据库，和依据所述第一WiFi信号节点进行定位的位置判断模块；
智能终端，所述智能终端设有用于检测所述第一WiFi信号节点的WiFi配置模块和用于显示电子地图及所述智能终端在所述电子地图中位置的显示模块；
所述智能终端通过无线网络与所述位置服务器连接；所述位置服务器依据所述智能终端输出的所述WiFi配置模块通过所述第一WiFi信号节点检测到所述第一路由器的信息判断所述智能终端的位置信息，将该位置信息传输到所述智能终端、并在所述显示模块显示的所述电子地图中显示出所述智能终端的位置。
2.根据权利要求1所述的智能导航系统，其特征在于，还包括：
若干第二路由器，所述第二路由器包括第二网络信号输出端；
若干电视信号输出装置，包括电视信号输出端；
若干合路装置，包括网络信号输入端、电视信号输入端、合路器和混路信号输出端，所述网络信号输入端、电视信号输入端和混路信号输出端均与所述合路器电性连接；
若干第二WiFi信号节点，所述第二WiFi信号节点包括用于辐射网络信号的天线模块；
至少一阻抗值为75Ω的同轴线；
所述第二网络信号输出端与所述网络信号输入端电性连接，所述电视信号输出端与所述电视信号输入端电性连接；所述混路信号输出端与所述第二WiFi信号节点通过所述同轴线连接；
所述第二路由器、第二WiFi信号节点的位置标示于所述电子地图数据库中；所述位置服务器依据所述智能终端输出的所述WiFi配置模块通过所述第二WiFi信号节点检测到的所述第二路由器的信息判断所述智能终端的位置信息，将该位置信息传输到所述智能终端、并在所述显示模块显示的所述电子地图中显示出所述智能终端的位置。
3.根据权利要求2所述的智能导航系统，其特征在于，所述天线模块包括天线振子，所述天线振子收发的电磁信号的频段为2.4G-2.5GHz，所述天线振子的阻抗为75Ω，所述天线振子的馈线为所述同轴线。
4.根据权利要求2所述的智能导航系统，其特征在于，所述WiFi配置模块包括用于识别所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的识别单元。
5.根据权利要求4所述的智能导航系统，其特征在于，所述位置判断模块包括对所述位置服务器接收的所述智能终端输出的所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度进行处理的处理单元，所述位置判断模块依据所述处理单元对所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的处理结果进行定位。
6.根据权利要求2所述的智能导航系统，其特征在于，所述智能终端包括依据所述WiFi配置模块通过所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点检测到的所述第一路由器和第二路由器的信息进行定位的自定位模块。
7.根据权利要求6所述的智能导航系统，其特征在于，所述WiFi配置模块包括用于识别所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的识别单元和对所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度进行处理的自处理单元，所述自定位模块依据所述自处理单元对所述第一WiFi信号节点和第二WiFi信号节点信号强度的处理结果进行定位。
8.根据权利要求2所述的智能导航系统，其特征在于，还包括：
信号分配装置，所述信号分配装置包括一用于网络信号和电视信号传输的输入端口、若干用于网络信号和电视信号传输的输出端口，以及电性连接所述输入端口和输出端口的分配器；
至少一分路装置，所述分路装置包括用于网络信号和电视信号分离的分路器和用于电视信号传输的电视信号输出接口；
所述输入端口与所述混路信号输出端通过所述同轴线连接，所述输出端口与所述分路器的输入端通过所述同轴线连接，所述分路器的输出端与所述第二WiFi信号节点、电视信号输出接口连接。
9.一种基于WiFi定位的智能导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)智能终端在定位模式下检测是否存在WiFi信号节点，如果存在至少一个WiFi信号节点，则通过检测来自WiFi信号节点中的至少一个WiFi信号获取与该WiFi信号节点连接的路由器的信息，通过与该智能终端无线连接的位置服务器依据该路由器的信息确认该智能终端的位置；
2)智能终端接收位置服务器输出的位置信息，并显示在智能终端的显示模块。
10.根据权利要求9所述的智能导航方法，其特征在于，在所述步骤1)前，还包括在所述智能终端上配置电子地图，显示在所述智能终端的显示模块，所述电子地图从所述位置服务器中电子地图数据库实时获取或预先下载至所述智能终端中；所述步骤2中智能终端接收位置服务器输出的位置信息，根据该位置信息将智能终端的位置标示在所述电子地图上。
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