CN112533287A - 一种城市地下综合管廊的无线ap定位交互系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,包括服务器和客户端,所述服务器与客户端间通信;客户端包括处理器二以及均与处理器二连接的离线采集模块、显示模块二和数据库存储模块。服务器包括处理器一以及与处理器一连接的显示模块一。本发明的无线AP定位交互系统,通过无线AP、客户端和服务器配合对人员进行定位,克服了现有在管廊内无法接收到运营商的手机信号及GPS卫星定位信号导致人员定位困难的问题;定位的信息可以在服务器的BIM模型以及客户端的BIM模型进行显示,直观的看出人员所在的位置,有助于快速定位判断人员位置。
Description
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域,具体涉及一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统。
背景技术
伴随着移动互联网的发展和基于位置服务的创新,定位技术的市场潜力与应用前景已是不言而喻。在信息化社会逐渐加深、智能控制相关应用逐渐广泛的今天,位置服务也开始抢占更多市场。在这样的行业环境下,定位技术除了满足基本的定位导航需求外,还为更多场景带来了巨大改变。
城市地下综合管廊在运维管理中,存在着多工种、多工序入廊施工作业和巡查、巡检工作。从安全的角度出发,地下管廊中由于空气流通性差,工况复杂,具有一定的危险性,遇到紧急情况时后台需快速标定人员位置,进行救援;从运维管理需求的角度出发,需要进行人员考勤、实时跟踪定位、优化调配、优化巡检路线、对巡检效果进行鉴定。国家标准《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术规范》(GB/T51274-2017)中对人员定位系统做了具体的要求。
地下综合管廊主要的结构均位于地下,在管廊内无法接收到运营商的手机信号及GPS卫星定位信号,因此,需在管廊内设置专用的室内定位系统。
综上所述,急需一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,旨在解决在管廊内无法接收到运营商的手机信号及GPS卫星定位信号导致人员定位困难的问题,具体技术方案如下:
一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,包括服务器和客户端,所述服务器与客户端间通信;所述客户端包括处理器二以及均与处理器二连接的离线采集模块、显示模块二和数据库存储模块。
以上技术方案中优选的,所述服务器包括处理器一以及与处理器一连接的显示模块一。
以上技术方案中优选的,所述服务器与客户端之间通过通信模块进行通信。
以上技术方案中优选的,所述通信模块连接处理器一和处理器二。
以上技术方案中优选的,所述服务器与客户端之间采用TCP/IP协议通信。
以上技术方案中优选的,所述客户端采用基于Linux的Android操作系统。
以上技术方案中优选的,所述客户端为移动终端设备。
以上技术方案中优选的,所述客户端为智能手机、平板电脑或车载设备中的一种。
以上技术方案中优选的,所述服务器为PC电脑。
应用本发明的技术方案,具有以下有益效果:
本发明的无线AP定位交互系统,通过无线AP、客户端和服务器配合对人员进行定位,克服了现有在管廊内无法接收到运营商的手机信号及GPS卫星定位信号导致人员定位困难的问题,该系统满足《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术规范》(GB/T51274-2017)中关于人员定位的具体要求,同时定位的偏差小;定位的信息可以在服务器的BIM模型以及客户端的BIM模型进行显示,可以直观的看出人员所在的位置,有助于快速定位判断人员位置。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明定位交互系统的结构示意图;
其中,1、显示模块一,2、处理器一,3、服务器,4、通信模块,5、离线采集模块,6、处理器二,7、显示模块二,8、数据库存储模块,9、客户端。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1:
参见图1,一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,包括服务器3和客户端9,所述服务器3与客户端9间通信;所述客户端包括处理器二6以及均与处理器二6连接的离线采集模块5、显示模块二7和数据库存储模块8。
所述客户端采用基于Linux的Android操作系统。客户端采用AndroidStudio作为开发工具,它的集成环境为IntelliJIDEA。与EclipseADT相比,AndroidStudio有四点优势:①运行速度更快,从启动速度、响应速度以及内存占用三方面领先于Eclipse;②拥有更完善的插件系统、强大的UI编辑器可自带多设备的实时预览;③整合Gradle构建工具,从配置、编译到打包环节都十分高效;④可整合版本控制系统,从安装后就自带如GitHub、SVN、Git等版本控制系统,专为Android系统量身定制。
其中,所述离线采集模块5用于自动读取当前AP的信号强度、MAC地址信息;同时实现将上述信息存入到数据库存储模块8中,具体是SQLite数据库(SQLite数据库为Android内置的数据库,调用即可)。
所述显示模块二7用于在BIM模型上显示当前位置;
处理器二6的主要功能为:执行定位算法,具体是KNN算法,得出定位坐标;根据定位坐标,在BIM模型上显示当前的位置(用红点表示);支持手动输入当前位置信息(即当前的横纵坐标);同时处理器二6还用于控制各模块工作,用于接收、发送控制指令以及读取数据库存储模块8中的位置指纹信息。
所述客户端为移动终端设备,具体地,所述客户端为智能手机、平板电脑或车载设备中的一种;本实施例中优选客户端为智能手机。
其中,处理器二6的功能对应通过智能手机内部的处理器实现,所述离线采集模块5的功能对应通过智能手机的WiFi天线实现,显示模块二7的功能对应通过智能手机的手机屏幕实现,数据库存储模块8的功能则由智能手机的SQLite数据库来实现存储和读取功能,对应的智能手机上存在存储卡,用于实现数据的存储和读取。
优选的,所述服务器3为PC电脑,服务器端采用Java语言在PC端开发,eclipse作为开发环境。
所述服务器包括处理器一2以及与处理器一2连接的显示模块一1,本领域人员可以理解,处理器一即为PC电脑的主机,而显示模块一1则为显示屏。
处理器一1主要功能是对接收的位置坐标进行转换,并显示在BIM模型上,所述显示模块一用于显示BIM模型和位置指纹信息。
所述服务器3与客户端9之间通过通信模块4进行通信,具体地,所述通信模块4连接处理器一2和处理器二6,通信模块的主要功能将客户端发来的位置信息传送给服务器端。
优选的,所述服务器3与客户端9之间采用TCP/IP协议通信;在使用此通信方法时,会在通信的两端各建立一个Socket(套接字),从而在通信的两端之间形成虚拟链路。Java对基于TCP的网络通信提供了良好的封装,使用Socket对象代表两端的通信端口。Socket对象屏蔽了网络的底层细节,例如媒体类型、信息包的大小、网络地址、信息的重发等。Socket允许应用程序将网络连接当成一个I/O流,既可以向I/O流中写数据,也可以从I/O流中读取数据。通过Socket对象可以建立Java的I/O系统到其他Internet上的任何机器的程序的连接。
系统的工作包括离线采集阶段和在线定位阶段:
离线采集阶段:
工作人员手持客户端9(移动终端设备)在预先设定好的各采集点进行离线采集工作,收集各采集点的指纹信息(即接收信号强度),存入到数据库存储模块中(即Android内部自带的数据库SQLite中),完成离线采集工作;
在线定位阶段:
通过客户端9(移动终端设备)读取当前实时位置的信号强度,传入到数据库存储模块中,客户端执行匹配算法,得出定位坐标,并将该位置显示在客户端上BIM模型中;同时,将此定位坐标的位置信息传入的服务器中,服务器同步将位置显示在BIM模型中,定位结束。
以下列举本实施例交互系统的具体应用场景:
实验场景选择上湾中路603分区,该分区总长度145m,共有三个AP覆盖。命名为AP1、AP2、AP3。
实验流程如下:
首先是离线采集阶段,在AP1的覆盖范围内运行客户端APP,进入系统主界面,AP1的覆盖范围根据信号强度最大处轴对称分为A、B区;在A区点击进入离线采集功能界面;输入横纵坐标(此横纵坐标为实际测量得出),系统读出当前AP1的WiFi名称、信号强度信息,MAC地址信息,点击按钮完成一次参考点采集,以此方法采集25个参考点,从(0,0)到(0,24),每隔1m采集一个点,存入SQLite数据库中;B区的位置信息根据对称得到,并存入SQLite数据库;
其余AP2、AP3的位置信息采集根据各无线AP之间的距离可以直接推算出,采集完成后,可进入数据库查看界面查看已采集的离线数据。
在线定位过程中,在AP1覆盖范围内测试50个点,在AP2覆盖范围内测试21个点,在AP3覆盖范围内测试17个点,每隔1m进行一次定位测试;点击进入在线定位功能,按下开始定位按钮,APP显示定位坐标以及所在BIM模型中的位置。同时,APP将位置信息传到服务器端,服务器端接收此位置信息,将此位置信息显示在PC界面上,此次定位结束。
将在线定位过程中定位算法得出的坐标与实际坐标(即为测试点的坐标,经过实际测量得出)进行比较,得出误差数据。如下表所示:
表1.603分区实验误差数据
实验区域 | 最大误差 | 最小误差 | 平均误差 | AP所在位置误差 |
AP1 | 4.67m | 0m | 1.3m | 1m |
AP2 | 3.33m | 0m | 1.43m | 0m |
AP3 | 3m | 0m | 1.78m | 0m |
由表1可得,AP1覆盖范围内的最大误差为4.67m,最小误差为0m,平均误差为1.3m;AP2覆盖范围内的最大误差为3.33m,最小误差为0m,平均误差为1.43m;AP3覆盖范围内的最大误差为3m,最小误差为0m,平均误差为1.78m。
综上,在该实验场景下的精度符合要求,本实施例的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,能满足日常巡检人员定位的要求,《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术规范》(GB/T51274-2017)中的具体要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,包括服务器(3)和客户端(9),所述服务器(3)与客户端(9)间通信;所述客户端(9)包括处理器二(6)以及均与处理器二(6)连接的离线采集模块(5)、显示模块二(7)和数据库存储模块(8)。
2.根据权利要求1所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述服务器(3)包括处理器一(2)以及与处理器一(2)连接的显示模块一(1)。
3.根据权利要求2所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述服务器(3)与客户端(9)之间通过通信模块(4)进行通信。
4.根据权利要求3所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述通信模块(4)连接处理器一(2)和处理器二(6)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述服务器(3)与客户端(9)之间采用TCP/IP协议通信。
6.根据权利要求1所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述客户端(9)采用基于Linux的Android操作系统。
7.根据权利要求6所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述客户端(9)为移动终端设备。
8.根据权利要求7所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述客户端(9)为智能手机、平板电脑或车载设备中的一种。
9.根据权利要求1或2所述的城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统,其特征在于,所述服务器(3)为PC电脑。
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