一种城市地下综合管廊的无线AP定位交互系统

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

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。