一种室内定位方法及其系统与流程

1.本发明属于无线定位领域，尤其涉及一种室内定位方法及其系统。


背景技术：

2.随着国家综合实力的不断提升，国内的基建迅速扩展，由此出现了很多大型的室内活动建筑：像巨型停车场、室内游乐场、综合医院、大型商城等等。建筑大了，那么找人寻物就更难了。
3.针对此类需求，室内定位系统应运而生。现有的定位多是室外定位，主要依靠卫星导航系统来实现实时定位，而室内定位的大部分情况都不适用卫星导航，只能通过蓝牙、wifi等方式进行定位。
4.目前市面上的市面定位系统存在以下问题：1.现有的系统只能独立部署，难以再在原系统的基础上添加其他通信方式(蓝牙、wifi等)和导航方式(各种地图服务如百度地图、高德地图等)，尤其不易于扩展不同供应商的地图，支持地图的显示方式比较单一；而且不同场景都要重新开发一套定位系统，造成了重复性工作；2.室内定位系统的标准不一致，不容易扩展和维护，而且数据互通性比较差，各种场景的定位系统的数据不能相互流通，不能统一进行管理分析；3.由于数据规范不统一，定位系统只支持单一基站的对接，不易于扩展更好的基站，系统升级比较麻烦。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数据标准统一、易于扩展、维护和数据流通的室内定位方法及系统。
6.本技术方案提供一种室内定位方法，包括：
7.当移动端的室内定位程序被触发时，所述移动端通过无线定位通信与基站建立连接；
8.所述移动端与所述基站连接成功后，所述基站根据所述无线定位通信获取所述移动端的原始定位数据，并与云端系统建立连接；
9.所述基站与所述云端系统连接成功后，所述云端系统向所述基站发送定位数据规范；
10.所述基站根据所述定位数据规范将所述原始定位数据转化为标准定位数据，并将所述标准定位数据发送到所述云端系统；
11.所述云端系统将所述标准定位数据发送到所述移动端，并在所述移动端上调用地图服务，将所述标准定位数据中的用户坐标在地图上呈现。
12.进一步地，所述的当移动端的室内定位程序被触发时，所述移动端通过所述无线定位通信与基站连接，包括：
13.所述的当移动端的室内定位程序被触发时，检测所述移动端的无线定位通信是否打开；
14.若未打开，则打开所述无线定位通信；
15.若已打开，则所述移动端通过无线定位通信与所述基站连接。
16.进一步地，所述云端系统通过开放websocket通信协议与所述基站连接。
17.进一步地，所述定位数据规范包括：将所述基站向所述云端系统发送的数据编辑为二进制协议的报文格式，所述报文格式包括帧头、帧类型、用户数、用户信息、检验和帧尾。
18.进一步地，所述用户信息包括用户id、x坐标、y坐标、z坐标、地图id、电量、状态、时间戳、楼层id、设备id。
19.进一步地，还包括：所述云端系统将所述标准定位数据中的地图坐标系转换为统一的地图坐标系。
20.进一步地，所述云端系统将所述标准定位数据发送到所述移动端，包括：所述云端系统将所述定位数据采用哈希值加密并生成密钥，然后使用不同通信渠道向所述移动端分别发送所述密钥和加密后的所述定位数据。
21.还提供一种室内定位系统，包括：
22.移动端，所述移动端设有室内定位程序，所述移动端通过所述无线定位通信与基站连接；并用于呈现定位有用户坐标的地图；
23.所述基站，所述移动端与所述基站连接成功后，所述基站根据所述无线定位通信获取所述移动端的原始定位数据，并与所述云端系统建立连接；所述基站与所述云端系统连接成功后，接收所述云端系统发送的定位数据规范，并根据所述定位数据规范将所述原始定位数据转化为标准定位数据，然后将所述标准定位数据发送至所述云端系统；
24.所述云端系统，用于所述基站与所述云端系统连接成功时，向所述基站发送所述定位数据规范并接收所述基站发送的标准定位数据；向所述移动端发送所述标准定位数据，并在移动端上调用地图服务，将所述标准定位数据中的用户坐标在地图上呈现。
25.进一步地，所述云端系统将所述标准定位数据中的地图坐标系转换为统一的地图坐标系。
26.进一步地，所述云端系统将所述标准定位数据发送到所述移动端，包括：所述云端系统将所述定位数据采用哈希值加密并生成密钥，然后使用不同通信渠道向所述移动端分别发送所述密钥和加密后的所述定位数据。
27.本技术的改进带来如下优点：
28.(1)现有技术中，由于不同供应商的基站都有各自不同的通信方式和数据标准，所以市面上的基站有多种通信方式和数据标准。而目前单一的室内定位系统只能适应其中的某一种通信方式和数据标准，无法连接不同通信方式和数据标准的基站，极大地限制了室内定位系统的使用范围。而本技术实施例一种室内定位方法通过云端系统通过向基站发送定位数据规范，规范了不同型号、不同通信方式、不同标准基站设备的数据输出格式，将原始定位数据转化为格式统一的标准定位数据，使得本室内定位系统可以接入各种不同的基站，大大地扩展本室内定位系统的使用范围。
29.(2)通过规范基站的数据输出格式，解决现有技术中难以再在原系统的基础上添加其他通信方式的问题，将所有基站的数据输出格式规范为统一的格式标准，使得原本有不同通信方式和数据标准的基站输出统一格式的定位数据，实现了插拔式添加基站，极大
地提高了本系统对基站的兼容性。
30.(3)云端系统能够接入各种地图服务，可以在移动端上调用不同的地图服务并将用户坐标定位到移动端地图上呈现给用户，极大地扩展了室内定位系统的导航地图服务，可以提供多个不同供应商的地图服务让用户选择，提升用户体验。
31.(4)通过规范数据格式及云端系统的统一管理，极大地提升了本室内定位系统对不同场景、不同设备的适应性，不需要像现有技术那样，在不同场景和设备条件下都要重新开发一套新的室内定位系统。只需通过云端系统对定位数据的中转及规范管理，就可以让同一套室内定位系统适应不同的室内场景和设备，有效地避免了重复性工作，简约了系统开发成本。
32.(5)通过规范数据格式及云端系统的统一管理，提高了数据的互通性，提升了数据的使用价值。而且通过云端系统对大量用户数据的统一管理，云端系统能够更精准地分析用户信息，便于运用大数据技术为用户提供更多的信息服务。
33.(6)作为进一步改进，为了防止用户信息被窃取，保障通信安全，云端系统将定位数据采用哈希值加密并生成密钥后，再使用不同通信渠道向所述移动端分别发送密钥和加密后的定位数据，移动端接受到上述两种数据后，需要哈希校验进行解密后才能使用标准定位数据。
34.(7)作为进一步改进，云端系统将定位数据中的地图坐标系转换为统一的地图坐标系，例如墨卡托坐标系，便于其他地图接入此系统，也能向其他系统开放统一的api格式。
附图说明
35.图1为实施例一种室内定位方法的步骤流程图；
36.图2为实施例一种室内定位系统的结构示意图；
37.其中，100为移动端，200为基站、300为云端系统，400为地图服务。
具体实施方式
38.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
39.如图2所示，作为一个实施例，本技术提供一种室内定位系统，该系统包括移动端100、基站200和云端系统300。
40.移动端100为具有无线通信功能的计算机设备，包括手机、平板电脑、笔记本电脑等。移动端100安装有室内定位程序，室内定位程序可以是基于saas系统开发的移动应用程序。
41.基站200为各种无线通信的中转设备，包括蓝牙基站、wifi基站等。基站200通过无线定位通信与移动端100连接，例如蓝牙连接、wifi连接等。基站200与移动端100连接后，可以使用aoa技术(三角定位技术)获取移动端100(即用户)的定位数据。
42.云端系统300是安装在云端服务器的、用于室内定位数据管理的系统，可以为saas系统。
43.本技术要实现的是，移动端100通过无线定位通信与基站200连接，基站200根据无线定位通信获取移动端100的原始定位数据，并根据云端发送的定位数据规范将该原始定位数据转化为具有统一格式的标准定位数据，然后经云端系统300处理后转发给移动端100，并在移动端100上调用地图服务400，将用户坐标定位到地图上呈现给用户，以实现为用户提供实时定位服务的目的。
44.如图1所示，作为一个实施例，一种室内定位方法，本方法包括步骤s100-s500。
45.s100：当移动端100的室内定位程序被触发时，移动端100通过无线定位通信与基站200建立连接。
46.s200：移动端100与基站200连接成功后，基站200根据无线定位通信获取移动端100的原始定位数据，并与云端系统300建立连接。
47.s300：基站200与云端系统300连接成功后，云端系统300向基站200发送定位数据规范。
48.s400：基站200根据定位数据规范将原始定位数据转化为标准定位数据，并将标准定位数据发送到云端系统300。
49.s500：云端系统300将标准定位数据发送到移动端100，并在移动端100上调用地图服务400，将标准定位数据中的用户坐标在地图上呈现。
50.作为一个实施例，步骤s100具体包括：当移动端100的室内定位程序被触发时，检测移动端100的无线定位通信是否打开；若未打开，则打开无线定位通信；若已打开，则移动端100通过无线定位通信与基站200连接。
51.作为一个实施例，云端系统300能够接入不同供应商的地图服务400，例如百度地图、德高地图等，可以是调用其开放api的方式，也可以是嵌入其外部jar包的方式。
52.作为一个实施例，云端系统300为saas系统，通过开放websocket通信协议与基站200连接。在一个具体示例中，云端系统300会对外开放80或443端口，基站200通过访问ws://网址:80/some/path进行websocket连接，然后推送标准定位数据到云端系统300。
53.作为一个实施例，定位数据规范包括：将基站200向云端系统300发送的数据编辑为二进制协议的报文格式。
54.作为其中一个具体示例，报文格式包括帧头、帧类型、用户数、用户信息、检验和帧尾，而用户信息包括用户id、x坐标、y坐标、z坐标、地图id、电量、状态、时间戳、楼层id、设备id。作为一个具体示例，报文格式如下所示：
[0055][0056]
其中：
[0057]
(一)帧头：2字节，固定值：0xcc5f
[0058]
(二)帧类型：1字节，固定值：0xa9
[0059]
(三)用户数：2字节，取值为获取到定位信息的用户数量
[0060]
(四)用户信息
[0061]
(五)crc16校验：2字节
[0062]
(六)帧尾：固定值：0xaabb
[0063]
其中，用户信息具体如下：
[0064][0065]
其中：
[0066]
(一)用户id：8字节，用户唯一编号。
[0067]
(二)x坐标、y坐标各4字节，z坐标2字节，单位为cm。x坐标和y坐标对应平面地图的坐标，z坐标为空间坐标。
[0068]
(三)地图id：1字节，指地图在高德、百度、腾讯等地图的编号，全局唯一。
[0069]
(四)电量：1字节，格式为百分比0～100％。
[0070]
(五)状态：1字节，0为下线，1为在线。
[0071]
(六)时间戳：4字节，精确到毫秒。
[0072]
(七)楼层id：1字节，指地图中的楼层，不同建筑的楼层可能相同。
[0073]
(八)设备id：1字节，指连接的设备唯一标识。
[0074]
在一个用户信息示例中，某一报文格式的具体示例如下：
[0075][0076]
一个完整的请求报文示例如下：
[0077][0078]
当请求报文传到后台时，云端系统将这些二进制报文解析成对应的数据，即转为十进制：
[0079]
(一)用户数：0x01-》1，即一个用户(二)用户id：0x0000000000000011-》17，即用户id为17
[0080]
(三)x坐标：0x000003ea-》1002，即坐标1002cm
[0081]
(四)y坐标：0x000013ec-》5100，即坐标5100cm
[0082]
(五)z坐标：0x05dc-》1500，即坐标1500cm
[0083]
(六)电量：0x01-》20，即电量20％
[0084]
(七)楼层编号：0x01-》1，即1楼(八)定位指示：0x02-》2，即定位为2d方式
[0085]
作为一个实施例，云端系统将标准定位数据中的地图坐标系转换为统一的地图坐标系。目前的室内定位系统使用地图坐标系具有多种，例如有wgs84、bd09、gcj02、墨卡托等地图坐标系。为了统一规范地图坐标系，更好地调用多种地图服务，促进数据流通，云端系统将标准定位数据中的地图坐标系转换为统一的地图坐标系。在一个具体示例中，将多种地图坐标系都转换为墨卡托坐标系。
[0086]
例如：经纬度坐标转为墨卡托坐标的java方法的代码如下所示：
[0087][0088]
作为一个实施例，为了防止用户信息被窃取，保障通信安全，云端系统将定位数据采用哈希值加密并生成密钥后，再使用不同通信渠道向移动端分别发送密钥和加密后的定位数据。移动端接受到上述两种数据后，需要哈希校验进行解密后才能使用标准定位数据。在一个具体示例中，每半小时更换一次密钥。
[0089]
作为一个实施例，基站通过使用aoa技术获取原始定位数据。作为一个具体示例，aoa技术的原理如下：
[0090]
(一)设一个未知的用户u坐标为(x,y)，两个基站a1(x1,y1)，a2(x2,y2)坐标是确定的。
[0091]
(二)知道用户u到基站a1之间的连线与水平方向的夹角α，两点可画出一条射线s1。
[0092]
(三)同理，知道用户u到基站a2之间的连线与水平方向的夹角β，两点也可画出一条射线s2。
[0093]
(四)射线s1和射线s2的交点即为用户u的坐标点。
[0094]
(五)通过以下公式即可对应计算用户u的坐标：
[0095][0096][0097]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。