一种基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及室内定位领域,更具体地,涉及一种基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断发展和人们生活水平的提高,越来越多的大型商城出现在人们的生活中。由于商城的规模越来越大,楼层不断增加,商品种类繁多,却缺乏高效便捷的导购信息,给人们购物过程带来了诸多不便。同时,在庞大的商城发生消防意外时,人们也无法快速找到安全的撤离路径,无法第一时间逃至安全的区域。因此,需要一种基于室内定位算法的商城导购及消防协助系统,帮助人们高效便捷地通过移动终端获取商城的定位信息,快速地找到商品,节省时间,提高效率,同时也在消防意外发生时,提供一定的消防协助功能,进一步保障人们的人身安全。
[0003]目前的室内定位算法中,大部分都是基于无线信号的定位。根据测量距离是否已知,可分为基于测距定位与无测距定位。本发明采用了基于测距的定位方法,其中,测距技术采用了基于RSSI(Receive Signal Strength Indicator)的测距技术。在定位数据的计算过程中,利用遗传算法对定位过程进行优化,从而提高定位的精度,为用户提供更加精确的定位服务。
【发明内容】
[0004]本发明为解决以上现有技术的缺陷,提供了一种基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统,该系统通过对室内定位的应用,为用户提供精准的商城导购信息服务;同时,在发生火灾时,该系统能够基于定位服务,有效地进行安全路径规划,引导用户安全撤离。
[0005]为实现以上发明目的,采用的技术方案是:
一种基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统,包括安装在室内的包含多个WiFi信标节点的信标节点网络、移动定位终端和后台服务器;
其中所述移动定位终端用于响应用户的定位请求,然后获取定位数据并将定位数据通过信标节点网络传输至后台服务器,所述定位数据包括WiFi信号强度信息RSS1、WiFi信标节点物理地址和WiFi信标节点对应的坐标,后台服务器计算获得定位结果后,接收定位结果并显示;接收到客户的导购请求时,向后台服务器请求该定位结果对应的商城店铺信息和店铺商品信息,并在接收到后台服务器下发的商城店铺信息和店铺商品信息后,协助用户进行购物;或在发生火灾时,接收后台服务器的安全路径规划,引导用户安全撤离;
所述后台服务器用于接收移动定位终端获取的定位数据,并基于定位数据使用结合遗传算法的优化室内定位算法对移动定位终端进行精确定位,并将定位结果下发至移动定位终端,当接收到移动定位终端的导购请求时,将定位结果对应的商城店铺信息和店铺商品信息下发至移动定位终端;或在发生火灾时,基于移动定位终端的定位结果,规划安全路径,然后将安全路径规划下发至移动定位终端。
[0006]优选地,所述后台服务器包括定位服务器和信息服务器;
其中所述定位服务器包括通信模块接口、定位数据接口,定位计算模块、路径规划模块和商城地图库,其中通信模块接口用于接收和响应移动定位终端发起的定位请求,然后在接收定位数据后,将定位数据通过定位数据接口传输至定位计算模块和路径规划模块,定位计算模块基于定位数据使用结合遗传算法的优化室内定位算法对移动定位终端进行精确定位,将定位结果通过定位数据接口、通信模块接口下发至移动定位终端,然后将定位结果通过定位数据接口下发至路径规划模块;获取到定位结果的路径规划模块,结合定位结果与商城地图数据库,利用Floyd算法规划出用户与目标商铺之间的最短距离,并将结果通过定位数据接口、通信模块接口反馈到移动定位终端;当发生消防事故时,路径规划模块会自主地捕获移动定位终端的定位结果并进行消防安全路径规划,以协助用户安全撤离;所述信息服务器包括商城店铺数据库和店铺商品数据库,在定位服务器计算获得定位结果后,信息服务器从商城店铺数据库和店铺商品数据库中调用相应的商城店铺信息和店铺商品信息,并等待移动定位终端的请求,当信息服务器接收到移动定位终端的导购请求后,将定位结果对应的商城店铺信息和店铺商品信息下发至移动定位终端。
[0007]优选地,所述移动定位终端包括中央处理器、WiFi模块、电源模块、显示模块、存储模块;中央处理器与WiFi模块、电源模块、显示模块、存储模块连接,其中WiFi模块用于将定位数据通过信标节点网络发送至后台服务器,或者用于接收定位结果、商城店铺信息和店铺商品信息、安全路径规划并将定位结果、商城店铺信息和店铺商品信息、安全路径规划传输至中央处理器;中央处理器用于接收定位结果、商城店铺信息和店铺商品信息、安全路径规划并通过显示模块进行显示;同时中央处理器基于WiFi模块接入的信标节点网络,获取定位数据;存储模块用于存储移动定位终端的历史定位结果;电源模块用于向中央处理器供电。
[0008]优选地,所述移动定位终端为手机或平板电脑。
[0009]与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的基于优化室内定位算法的商城导购与消防协助系统具有较好的稳定性、安全性和可靠性,定位精度较高,硬件成本低,算法复杂度适中,十分适用于商城环境,该系统可通过WiFi信标节点进行双向通信,通过移动定位终端发出的定位信息,结合定位服务器的优化定位算法计算,输出精确的定位结果。基于精确的定位技术,结合信息服务器的推送,为用户提供精确的室内定位信息、店铺商品信息、安全路径规划等多项服务,大大提升了用户在商城的购物体验及安全系数。
【附图说明】
[0010]图1为系统的结构示意图。
[0011 ]图2为移动定位终端的结构示意图。
[0012]图3为后台服务器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制; 以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图1所示,基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统主要包括信标节点网络、移动定位终端和后台服务器。其中,信标节点网络由多个WiFi信标节点共同组成,为定位系统提供了 WiFi信号强度信息RSS1、WiFi信标节点物理地址及其对应的坐标等。WiFi信号基本覆盖整个商城,约每10米布置一个WiFi热点。移动定位终端负责采集WiFi信标网络节点的相关信息,将WiFi信号强度信息RSS1、WiFi信标节点物理地址等相关的定位数据,通过2G/3G/4G的移动通信网络,或者通过WiFi网络,发送至服务器。服务器接收到移动定位终端的定位请求及相关数据后,利用定位算法进行精确定位,并将相关的定位结果反馈到移动定位终端,同时更新地图相关参数,完成用户在商城内的定位显示等。当用户点击某个商铺时,服务器会将相关的商铺信息呈现给用户,以帮助用户更加便捷高效地进行购物。同时,在发生消防事故时,服务器会主动利用商城内用户的定位信息,规划安全的逃生路径,反馈到用户的移动定位终端,引导用户安全撤离。
[0014]如图2所示,移动定位终端结构包括中央处理器、WiFi模块、射频模块、通信模块、电源模块、存储模块和显示模块等。其中,射频模块结合数模转换器等处理单元,结合响应的无线通信协议标准,实现了基于移动通信网络的通信功能,使得移动定位终端可以通过移动通信网络的2G/3G/4G进行数据传输。WiFi模块通过串口及SPI接口与中央处理器进行定位数据的交互通信,同时接入商城的WiFi网络,为定位系统提供WiFi信号强度信息RSS1、WiFi信标节点物理地址及其对应的坐标等特征参数,并实现与服务器的双向通信,获取相关的定
位结果。移动定位终端的显示模块实现了优秀的人机交互功能,中央处理器通过GP10接收和控制显示模块的相关响应,方便用户通过显示模块进行信息的获取与选择。
[0015]如图3所示,后台服务器包括定位服务器和信息服务器,服务器之间的数据传输是基于网络的TCP/IP协议进行的。
[0016]其中所述定位服务器包括通信模块接口、定位数据接口,定位计算模块、路径规划模块和商城地图库,其中通信模块接口用于接收和响应移动定位终端发起的定位请求,然后在接收定位数据后,将定位数据通过定位数据接口传输至定位计算模块和路径规划模块,定位计算模块基于定位数据使用结合遗传算法的优化室内定位算法对移动定位终端进行精确定位,将定位结果通过定位数据接口、通信模块接口下发至移动定位终端,然后将定位结果通过定位数据接口下发至路径规划模块;获取到定位结果的路径规划模块,结合定位结果与商城地图数据库,利用Floyd算法规划出用户与目标商铺之间的最短距离,并将结果通过定位数据接口、通信模块接口反馈到移动定位终端;当发生消防事故时,路径规划模块会自主地捕获移动定位终端的定位结果并进行消防安全路径规划,以协助用户安全撤离。
[0017]定位服务器主要包括通信模块接口、定位数据接口,定位计算模块和商城地图库。通信模块接口连接到相关的网关,负责接收和响应移动定位终端发起的定位请求,接收相关的定位特征参数后,移交给定位数据接口,然后通过定位算法模块进行相关的定位计算,更新商城地图信息后,再通过通信模块将结果反馈到移动定位终端。同时,基于定位结果,信息服务器会调取相应的商城店铺信息和店铺商品信息,并等待用户的请求。根据用户发出的请求,将相关的信息通过通信网络传输到用户的移动定位终端。服务器均采用多用户并发访问应答机制,可有效地处理大量的用户定位请求,避免形成信息拥堵或者冲突,为用户提供良好的应答体验。
[0018]【具体实施方式】:在商城中,每10米布置一个WiFi热点,使得WiFi信号基本覆盖整个商城。将相应的应用软件安装到移动定位终端后,开启移动定位终端的WiFi,打开应用软件,允许相应的定位权限获取。开启应用软件后,移动定位终端开始采集周边的WiFi信息,每20毫秒采集一次,并将2秒内采集的100个RSSI值形成有用的定位特征参数,依据相应的传输协议,反馈到服务器。当服务器接收到用户的定位请求和相关的定位特征参数后,对RSSI值进行滤波处理,去除误差较大的RSSI值,根据定位算法计算出相关的定位坐标信息,更新商城地图并反馈到移动定位终端。同时,基于定位结果,信息服务器会调取相应的商城店铺信息和店铺商品信息,在接收到用户请求后,将相关的信息通过通信网络传输到用户的移动定位终端,以帮助用户更加便捷高效地进行购物。同时,在发生消防事故时,服务器会主动利用商城内用户的定位信息,规划安全的逃生路径,反馈到用户的移动定位终端,弓丨导用户安全撤离。
[0019]显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统,其特征在于:包括安装在室内的包含多个WiFi信标节点的信标节点网络、移动定位终端和后台服务器; 其中所述移动定位终端用于响应用户的定位请求,然后获取定位数据并将定位数据至后台服务器,所述定位数据包括WiFi信号强度信息RSS1、WiFi信标节点物理地址和WiFi信标节点对应的坐标,后台服务器计算获得定位结果后,移动定位终端接收定位结果并显示;接收到客户的导购请求时,向后台服务器请求该定位结果对应的商城店铺信息和店铺商品信息,并在接收到后台服务器下发的商城店铺信息和店铺商品信息后,协助用户进行购物;或在发生火灾时,接收后台服务器的安全路径规划,引导用户安全撤离; 所述后台服务器用于接收移动定位终端获取的定位数据,并基于定位数据使用结合遗传算法的优化室内定位算法对移动定位终端进行精确定位,并将定位结果下发至移动定位终端,当接收到移动定位终端的导购请求时,将定位结果对应的商城店铺信息和店铺商品信息下发至移动定位终端;或在发生火灾时,基于移动定位终端的定位结果,规划安全路径,然后将安全路径规划下发至移动定位终端。2.根据权利要求1所述的基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统,其特征在于:所述后台服务器包括定位服务器和信息服务器; 其中所述定位服务器包括通信模块接口、定位数据接口,定位计算模块、路径规划模块和商城地图库,其中通信模块接口用于接收和响应移动定位终端发起的定位请求,然后在接收定位数据后,将定位数据通过定位数据接口传输至定位计算模块和路径规划模块,定位计算模块基于定位数据使用结合遗传算法的优化室内定位算法对移动定位终端进行精确定位,将定位结果通过定位数据接口、通信模块接口下发至移动定位终端,然后将定位结果通过定位数据接口下发至路径规划模块;获取到定位结果的路径规划模块,结合定位结果与商城地图数据库,利用Floyd算法规划出用户与目标商铺之间的最短距离,并将结果通过定位数据接口、通信模块接口反馈到移动定位终端;当发生消防事故时,路径规划模块会自主地捕获移动定位终端的定位结果并进行消防安全路径规划,以协助用户安全撤离; 所述信息服务器包括商城店铺数据库和店铺商品数据库,在定位服务器计算获得定位结果后,信息服务器从商城店铺数据库和店铺商品数据库中调用相应的商城店铺信息和店铺商品信息,并等待移动定位终端的请求,当信息服务器接收到移动定位终端的导购请求后,将定位结果对应的商城店铺信息和店铺商品信息下发至移动定位终端。3.根据权利要求1所述的基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统,其特征在于:所述移动定位终端包括中央处理器、WiFi模块、电源模块、显示模块、存储模块;中央处理器与WiFi模块、电源模块、显示模块、存储模块连接,其中WiFi模块用于将定位数据通过信标节点网络发送至后台服务器,或者用于接收定位结果、商城店铺信息和店铺商品信息、安全路径规划并将定位结果、商城店铺信息和店铺商品信息、安全路径规划传输至中央处理器;中央处理器用于接收定位结果、商城店铺信息和店铺商品信息、安全路径规划并通过显示模块进行显示;同时中央处理器基于WiFi模块接入的信标节点网络,获取定位数据;存储模块用于存储移动定位终端的历史定位结果;电源模块用于向中央处理器供电。4.根据权利要求1?3任一项所述的基于优化室内定位算法的商城导购及消防协助系统,其特征在于:所述移动定位终端为手机或平板电脑。
【专利摘要】本发明提供的基于优化室内定位算法的商城导购与消防协助系统具有较好的稳定性、安全性和可靠性,定位精度较高,硬件成本低,算法复杂度适中,十分适用于商城环境,该系统可通过WiFi信标节点进行双向通信,通过移动定位终端发出的定位信息,结合定位服务器的优化定位算法计算,输出精确的定位结果。基于精确的定位技术,结合信息服务器的推送,为用户提供精确的室内定位信息、店铺商品信息、安全路径规划等多项服务,大大提升了用户在商城的购物体验及安全系数。
【IPC分类】G01C21/00
【公开号】CN105486303
【申请号】CN201510897378
【发明人】黄以华, 郑志鸿
【申请人】广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院, 中山大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月8日