【文章內(nèi)容簡介】 法可以在一定程度上減小由于信號特征不穩(wěn)定導(dǎo)致的定位誤差的問題，而且可以更好的描述待定位點(diǎn)的位置，提高定位精度。 本章小結(jié)本章首先整體介紹了系統(tǒng)開發(fā)所需搭建的軟硬件環(huán)境，然后詳細(xì)闡述了Android移動GIS開發(fā)平臺UCMap的幾種開發(fā)模式和相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢。并介紹了java Socket通信機(jī)制的基本原理。對室內(nèi)WiFi定位通常采用的位置指紋識別算法的基本原理和實(shí)施過程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并且介紹了兩種基本的位置指紋匹配算法最近鄰法和K近鄰法第3章 系統(tǒng)需求分析第3章 系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)目標(biāo)隨著Android智能手機(jī)用戶人數(shù)的普遍增長，人們對于基于手機(jī)的位置服務(wù)需求也越來越強(qiáng)烈。本文在分析了當(dāng)前定位形勢的基礎(chǔ)上對本定位系統(tǒng)提出以下目標(biāo)：216。 為用戶提供高精度和高可靠性的室內(nèi)外定位服務(wù)；216。 使用戶可以在室內(nèi)WiFi定位系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)通過該定位系統(tǒng)，獲取其所在位置信息；216。 使用戶可以在室外環(huán)境下通過GPS獲取自己的位置信息；216。 實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面，操作簡單，給用戶提供良好的使用體驗(yàn)；216。 定位服務(wù)器端可以迅速處理客戶端的定位請求，并將定位結(jié)果返回給客戶端。 系統(tǒng)描述本定位系統(tǒng)分為室內(nèi)和室外兩個模塊。其中室內(nèi)定位系統(tǒng)包括客戶端和服務(wù)器兩個模塊，客戶端是帶有WiFi接收功能的Android智能手機(jī)。離線訓(xùn)練階段需要進(jìn)行WiFi信號的掃描，將采集到的WiFi信號強(qiáng)度傳遞給服務(wù)器端，幫助服務(wù)器端完成樣本指紋庫的建立。定位階段將實(shí)時采集到的WiFi信號強(qiáng)度傳遞給服務(wù)器端，并及時接收和解析定位服務(wù)器返回的定位結(jié)果（經(jīng)緯度），將定位結(jié)果顯示在本地矢量圖中實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面，讓用戶可以很直觀的知道自己當(dāng)前所在的位置。服務(wù)器端主要用來建立和維護(hù)樣本指紋庫，實(shí)時響應(yīng)客戶端的定位請求，離線采樣階段接收客戶端發(fā)送過來的樣本點(diǎn)的信號強(qiáng)度，將其插入后臺數(shù)據(jù)庫的樣本指紋表中，實(shí)時定位階段接收并解析移動客戶端發(fā)送過來的WiFi信號強(qiáng)度，將其與指紋庫中的樣本點(diǎn)的信號強(qiáng)度進(jìn)行比對，然后按照一定的選擇規(guī)則，選取最相似的樣本點(diǎn)處的經(jīng)緯度，當(dāng)作定位結(jié)果并將該結(jié)果發(fā)送給客戶端。室外定位系統(tǒng)則只有移動端，其通過手機(jī)在室外接收到的衛(wèi)星信息，利用GPS獲取經(jīng)緯度，然后根據(jù)經(jīng)緯度將客戶端位置信息標(biāo)注在手機(jī)端的校園矢量地圖上，使用戶可以知道自己當(dāng)前的位置信息。 系統(tǒng)功能需求1) 服務(wù)器功能離線訓(xùn)練：服務(wù)器接收智能手機(jī)采集的各個樣本點(diǎn)處3個路由器的信號強(qiáng)度，將其插入一張collection_tb表中，同時求出信號強(qiáng)度均值，將其插入另外一張名為average_tb的表中，完成樣本庫的建立。實(shí)時定位：服務(wù)器端接收手機(jī)實(shí)時采集到的路由器的信號強(qiáng)度，將其與樣本指紋庫中各個樣本點(diǎn)的信號強(qiáng)度進(jìn)行比對，選出最接近的一個樣本點(diǎn)，近似看做是手機(jī)此刻的位置，然后根據(jù)該點(diǎn)的樣本點(diǎn)編號從另一張經(jīng)緯度比對表pare_tb中取出該樣本點(diǎn)的經(jīng)緯度并發(fā)送給手機(jī)端，同時將手機(jī)當(dāng)前位置的經(jīng)緯度插入歷史軌跡表history_loc_tb和當(dāng)前位置表current_loc_tb中，以達(dá)到記錄客戶端位置信息的目標(biāo)。 歷史軌跡查詢：響應(yīng)客戶端的歷史軌跡查詢請求，按照查詢條件，從數(shù)據(jù)庫中取出響應(yīng)客戶端的歷史位置點(diǎn)，然后處理后發(fā)送給客戶端。2) 移動端功能在離線訓(xùn)練階段，移動端對每個樣本點(diǎn)處的WiFi信號強(qiáng)度進(jìn)行采樣，通過Socket套接字發(fā)送給服務(wù)器，幫助服務(wù)器完成樣本指紋庫的建立。在線定位階段，若移動端在室內(nèi)環(huán)境中，則實(shí)時采集所在點(diǎn)處的WiFi信號強(qiáng)度，將其發(fā)送給定位服務(wù)器，然后接收服務(wù)器發(fā)送過來的定位結(jié)果，然后將自己的當(dāng)前位置顯示在本地矢量地圖中。當(dāng)移動端在室外時，通過GPS確定自己的當(dāng)前位置，當(dāng)位置發(fā)生變化時，實(shí)時更新手機(jī)地圖上的位置信息。3) 歷史軌跡查詢有時移動客戶端需要查詢自己一天的歷史軌跡信息。本系統(tǒng)還提供了室內(nèi)客戶端歷史軌跡查詢功能。當(dāng)客戶端想要查詢自己的歷史軌跡時，可以向服務(wù)器端發(fā)送歷史軌跡查詢請求，然后服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫中取出該客戶端當(dāng)天的歷史軌跡，按照時間先后順序發(fā)送給客戶端，客戶端解析之后，在本地地圖中回放自己的歷史軌跡。 本章小結(jié)為了開發(fā)出讓用戶體驗(yàn)良好的系統(tǒng)，本章在第一章研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的需求進(jìn)行了詳細(xì)分析。并對服務(wù)器和客戶端的功能需求分開進(jìn)行了詳細(xì)闡述。為后面系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)提供了很好的指引作用。第4章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第4章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)整體架構(gòu)本定位系統(tǒng)分為室內(nèi)和室外兩個模塊。室內(nèi)定位系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)分為客戶端和服務(wù)器兩個模塊，其系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖41所示。整個系統(tǒng)流程分為離線采樣建立指紋數(shù)據(jù)庫和實(shí)時定位兩個階段。圖41 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖 服務(wù)器端設(shè)計(jì) 服務(wù)器功能模塊劃分PC服務(wù)器端端主要功能有樣本庫的建立與維護(hù)，響應(yīng)移動手機(jī)端的定位請求，并根據(jù)手機(jī)端實(shí)時發(fā)送過來的WiFi強(qiáng)度，進(jìn)行定位計(jì)算，并將定位結(jié)果發(fā)送給手機(jī)端。服務(wù)器端功能模塊圖如圖42所示。圖42 服務(wù)器功能模塊圖 服務(wù)器端功能描述1) 數(shù)據(jù)庫模塊服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫模塊用來存放數(shù)據(jù)信息，包括樣本點(diǎn)的位置指紋信息，經(jīng)緯度信息，方便在定位階段進(jìn)行定位計(jì)算。另外，該數(shù)據(jù)庫中還存放了定位時客戶端的當(dāng)期位置信息和歷史軌跡信息，實(shí)現(xiàn)對移動目標(biāo)的監(jiān)控。2) 離線采集模塊該模塊在離線采集階段，負(fù)責(zé)接收并解析客戶端發(fā)送過來的樣本點(diǎn)指紋信息，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存入后臺數(shù)據(jù)庫。3) 定位模塊在實(shí)時定位時，服務(wù)器端定位模塊，主要負(fù)責(zé)接收客戶端的定位請求，然后通過定位算法進(jìn)行計(jì)算，將定位信息發(fā)送給客戶端同時將其插入后臺數(shù)據(jù)庫。4) 歷史軌跡查詢模塊實(shí)時響應(yīng)客戶端歷史軌跡查詢請求，取出數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)客戶端的歷史軌跡信息取經(jīng)過處理之后，將其發(fā)送給客戶端。 移動客戶端設(shè)計(jì) 移動客戶端功能模塊劃分移動客戶端主要負(fù)責(zé)在離線訓(xùn)練階段，采集各樣本點(diǎn)的信號強(qiáng)度，提交給服務(wù)器，幫助服務(wù)器完成指紋數(shù)據(jù)庫的建立。在定位階段，實(shí)時采集所在位置點(diǎn)的信號強(qiáng)度，將其提交給服務(wù)器進(jìn)行定位計(jì)算，并接收服務(wù)器返回過來的定位結(jié)果，將其顯示在UCMap加載的本地矢量圖中，以圖形用戶界面的形式向用戶展示當(dāng)前位置。此外，移動客戶端還可以向服務(wù)器請發(fā)送歷史軌跡查詢請求并接收服務(wù)器返回過來的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)歷史軌跡的回放，其功能模塊圖如圖43所示。圖43 移動端功能模塊圖 移動客戶端功能描述1) 離線采集模塊離線采集模塊，移動客戶端需要多次采集樣本點(diǎn)信號特征，將其提交給服務(wù)器。然后服務(wù)器解析每個樣本點(diǎn)的信號特征信息，建立樣本指紋庫。2) 定位顯示模塊移動端定位顯示模塊，主要用來在室內(nèi)定位階段采集自己當(dāng)前所在位置點(diǎn)處的信號特征向服務(wù)器發(fā)送定位請求，然后接收并解析服務(wù)器返回的定位結(jié)果，將其顯示在手機(jī)端的地圖中，使用戶可以在地圖中直觀的知道自己當(dāng)前所處的位置。在室外定位階段，接收室外GPS信號，進(jìn)行定位。3) 歷史軌跡查詢模塊該模塊實(shí)現(xiàn)的功能主要是客戶端向服務(wù)器端發(fā)送歷史軌跡查詢請求，然后解析服務(wù)器端返回過來的信息，按照時間先后順序?qū)⑵湓诘貓D上顯示出來。 本章小結(jié)本章主要完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。先概述了室內(nèi)定位系統(tǒng)的整體架構(gòu)，然后對系統(tǒng)的服務(wù)器和客戶端的功能模塊進(jìn)行劃分，并對服務(wù)器端和移動客戶端的各個功能模塊的功能進(jìn)行了詳細(xì)介紹，使得整個系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)比較清晰，為后續(xù)開發(fā)工作提供了很好的指引，便于模塊化開發(fā)和單元測試。第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 服務(wù)器端具體實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫模塊后臺數(shù)據(jù)庫采用Mysql,在Mysql數(shù)據(jù)庫中新建一個名稱為graduate的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫下總共有5張表。分別為collection_tb（樣本點(diǎn)信號強(qiáng)度采集表）、average_tb(樣本庫)、current_loc_tb(當(dāng)前位置表)、history_loc_tb（歷史軌跡表）、pare_tb(經(jīng)緯度對照表)。collection_tb存儲采樣階段手機(jī)提交的信號強(qiáng)度，其邏輯結(jié)構(gòu)如表51所示。表51 collection_tb邏輯結(jié)構(gòu)屬性名類型長度允許為空備注l_numberint 50否主鍵Cisco1230varchar50是路由器信號強(qiáng)度Cisco1231varchar50是路由器信號強(qiáng)度Cisco1232varchar50是路由器信號強(qiáng)度average_tb用來存儲樣本點(diǎn)信號強(qiáng)度均值，其邏輯結(jié)構(gòu)如表52所示。表52 average_tb邏輯結(jié)構(gòu)屬性名類型長度允許為空備注l_numberint 50否主鍵Cisco1230varchar50是路由器信號強(qiáng)度Cisco1231varchar50是路由器信號強(qiáng)度Cisco1232varchar50是路由器信號強(qiáng)度current_loc_tb用來存儲移動客戶端當(dāng)前位置，其邏輯結(jié)構(gòu)如表53所示。表53 current_loc_tb邏輯結(jié)構(gòu)屬性類型長度備注idint50主鍵l_numbervarchar50樣本點(diǎn)編號sim_numbervarchar50手機(jī)SIM號pare_tb存放每個樣本點(diǎn)的經(jīng)緯度，其邏輯結(jié)構(gòu)如表54所示。表54 pare_tb邏輯結(jié)構(gòu)屬性類型長度是否為空備注idint50否主鍵l_numbervarchar50是樣本號編號sim_numbervarchar50是手機(jī)SIM卡號datimevarchar50是時間history_loc_t存放移動客戶端的歷史軌跡，其邏輯結(jié)構(gòu)如表55所示表55 history_loc_tb邏輯結(jié)構(gòu)屬性