基于路由器室内导航的定位方法

田贺举 武静

【摘 要】针对现有的导航技术大多用于室外导航，室内的导航还没有完整的理论，提出一种基于路由器的室内导航定位的方法。利用二维CAD图纸构建三维模型，在三维模型中构建出商厦的楼层布局、建筑布局、路由器的位置和网线布局等建筑信息。在进行定位时，客户的移动端连上商厦路由器，利用移动端的浏览器进行导航，引导客户到达目的地，路由器也可以定位网线故障，统计商厦的人流量，监控游客位置。在当今科技和移动端的发展下，以及路由器的日益完善下，实现上述功能是完全没有问题的。

【关键词】三维CAD建模；室内导航；路由器；移动端

该论文对室内定位作为主要的研究，由于布线与安装的不确定性，在现有技术中，一旦无线网络出现问题便只能依靠图纸和楼层中的各种标识，查找故障线路的具体位置，这样不仅效率低，容易出错，而且用户在大型建筑内难以查找到目标地点的位置，只能依靠指示牌和路标进行查找， 效率低。通过对网络以及现在的各种设备定位的研究，寻找到了一种可以利用多个路由器进行较高定位的室内定位系统，它能够帮助用户快速的前往目标位置，以及用于室内设备导航定位查询与维修。

一、构建三维模型概述与思路

（一）构建三维模型概述

构建三维模型是因为三维的建筑模型更直观的传达楼层的各项信息。三维模型的建立是利用商厦的所有二维CAD建筑图形，是在国内成熟的二维CAD软件上开发出来的，能够识别二维CAD建筑结构的插件。由于现在楼房的结构大多都是很规则的，因此利用自动识别CAD建筑的楼层布局、建筑布局，自动拉伸生成每层三维建筑模型，在建筑模型的基础上利用其特殊点再生成商厦自己的楼栋坐标系，然后利用楼栋坐标系为后面的设备定位提供详细的坐标。

（二）总体思路

在基本结构概述中，该定位系统包括定位路由器、交换机，还有没有提到的数据库系统，实现的方式主要由路由器采集数据，每两到三层的路由器都要汇总到一个交换机下，整栋楼层的交换机再进行汇总连接到汇总交换机，汇总交换机把所有采集到的数据传输到数据库，通过楼栋的汇总交换机把数据传输到数据库，数据库处理后把相应的导航信息传输给不同的用户。

二、室内定位导航系统

（一）室内导航系统构建

室内导航系统的构建主要包括导航系统数字编号的描述与地理信息的描述。数字信息的描述主要是为了描述路由器在数据库中的位置信息，方便管理人员查询与各个设备的维护。地理信息主要是为了确定不同商厦与楼层的位置信息。最后把数字信息与地理信息进行绑定以实现用户的定位。

（二）室内导航系统数据的获取与处理

室内导航系统构建完成后，该系统的数据库已经有大量的商厦信息，这些信息包括大厦的三维结构图，路由器设备位置信息，大楼的地理位置数据信息，其他与路由器有关的交换机设备信息等。只要移動端发起连接就可以获得该位置的三维导航信息，数据库管理系统也可以得到用户的各项信息，提供给其他管理人员使用。

三、室内定位导航使用

（一）普通用户应用

在室内导航系统数据的获取与处理中，已经介绍了该系统的工作原理，这一部分主要描述用户是如何定位显示，以及查找目标线路和实时的定位。

在室内导航的应用过程中，用户在进行定位时，首先使用自己的手机或只是平板连接到室内导航系统的路由器上，不需要下载任何的手机软件只需要利用移动平台提供的浏览器打开相应网页IP进行访问，然后就会打开对应的楼层三维模型，以及每层的二维地图显示模型，在二维地图显示模型中用户可以很快的了解商厦内每层的商户，管理人员，公共设备以及当前商厦内人员密度分布等信息。这样既有利于商场的有序运转，同时也有利于减少市场内的管理人员，最终方便用户的查找。

（二）对故障位置进行检测定位

在一个庞大的系统内部难免会遇到各种设备故障，一旦出现故障，维修人员就要对室内的所有线路设备进行排查，排查的过程有可能出错，造成大量的人力财力资源浪费，所以提供室内导航对维修也是很有价值的一部分。

室内导航系统为维修人员的维修提供精确地定位，首先在定位系统中，数据库管理系统会把那些没有长时间流量传输异常的设备的信息，设置为出错，然后数据库主动对该设备进行定位，调出周边的路由器以及交换机设备，统计周边路由器出错的设备，然后对出错的设备进行周边的运算，查找对应的出错位置，提供可能出错的设备，然后通过网络把出错的详细运算信息发送e-mail到指定的维修人员的邮箱，维修人员在查看自己的邮箱，就可以知道出错的位置、最有可能出错的原因等，然后到达指定的位置进行维修。

四、系统软件设计

室内导航系统的运作是需要大量的软件，其中主要包括三维CAD插件、数据库管理系统。数据库的管理系统有各种层次的，已经是很成熟的技术。在这里就不过多描述它的结构设计，仅仅介绍数据库在该系统中提供的各种功能。在数据库首先保存有CAD插件建立的三维文件，这些文件一般用户是无法直接调用与访问的，必须具有特殊权限的开发人员与客户才能进行修改，修改后重新提交到数据库也是需要数据库管理人员进行实地检查后方可上传，并保留原来的文件与修改存档。另外就是数据库保存用户使用的XML等各种文件，这些文件是用户进行导航必须用到的文件，是商厦等开放的数据信息，上传新的XML文件必须要经过管理人员的认证。定位系统在也会采集不同用户在使用过程中产生的定位导向数据制作出对应的数据索引，这些数据索引也是需要存储在数据库中的，这样有利于减少数据库再次计算的负担，使用已存在的用户数据索引能够对其他用户进行快速的导航。最后就是数据库通过运算提取有用的信息，提供具有商业价值的文件，这类数据是与其他文件进行隔离的，只允许系统管理人员查看提供给商户使用。

五、结论

本文提出了一种基于路由器室内导航定位的方法，该方法针对室内导航提供了一种详细的解决办法，该方法的软件不是很复杂，硬件设备投入不多，有利于后续推广。另外由于这种方法是基于网络的，传输的文件也是跨平台的XML文件，具有一定的扩展性以及应用的空间，只要进行适当的扩展就可以把普通的楼栋加入到该系统，然后把该系统嵌入到3D城市地图中，可以丰富3D城市地图内容，同时也可以减少相类似这样系统的开发成本。

同时也是有一定的技术实现难度，室内导航系统的三维文档的来源，需要用到楼层的建筑图，不同建筑图的标准也许是不相同的，CAD插件提供的辨别方法就不能通行，就需要修改，再加上以及后续的添加的设备管线连接图，这些大量的数据处理起来是有些困难。但这些困难也正是它的创新之处。

所以说，虽然有实现的难度，不过总体来看，该定位系统是可以实现的，有一定的应用前景，将来是可以在商厦中实现该系统的应用的。

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