一种基于低功耗蓝牙实现定位和导航系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线定位和导航领域，具体地说是一种基于低功耗蓝牙实现定位和导航系统及其方法。
【背景技术】
[0002]当前有多种定位和导航方法及系统来定位某一目标位置并实现导航功能，较为普遍的方法是基于GPS的定位导航系统，其基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置，该方法覆盖面广，具有很强的应用性。但是由于其方法的特性，无法满足室内环境的定位，也无法满足多维度的定位(例如不同楼层)。对于一些非GPS导航的方法和系统，虽然能满足室内环境，但是其精度、成本、功耗往往无法满足要求。
【发明内容】
本发明根据上述定位导航系统的不足，提出了一种基于低功耗蓝牙实现定位和导航系统及其方法。本发明所述的基于低功耗蓝牙实现定位和导航系统包括低功耗蓝牙基站、定位导航终端和云端服务器；定位导航终端感应低功耗蓝牙基站的信号，并上传到云端服务器，云端把处理后的导航信号返回到定位导航终端。
[0003]所述的定位导航终端感应的信号为低功耗蓝牙基站的“智子”的广播信号，所述“智子”的广播信号上传到云端服务器，云端服务器处理方式为进行计算返回定位导航终端地图坐标并规划导航路径，定位导航终端手机获取坐标和导航路径。
[0004]所述的蓝牙基站包括发射功能模块，数据包，低功耗蓝牙基站至少I个；每个蓝牙基站的功能是不断向周围广播数据包，数据包内容包含UUID、标识信息；所述的数据包内容与设于云端服务器内的地图坐标具有唯一关联性。
[0005]所述的定位导航终端包括:低功耗蓝牙接收模块、无线通信模块、定位导航算法逻辑模块、定位导航应用模块、地点信息展示和检索模块。
[0006]所述的云端服务器包括:用于与定位导航终端交互的通信模块、导航路径算法模块、数据存储和检索模块、地图录制和配置模块、后台可视化管理界面等，它的功能是支持地图录制、路径设置、低功耗蓝牙基站ID及坐标设置、地点信息录制，同时提供地图下载、路径下载、蓝牙基站ID及坐标下载功能。
[0007]所述每个低功耗蓝牙基站还包括电池电量管理、光亮检测、震动检测功能。
[0008]所述的低功耗蓝牙基站广播数据包内容与地图唯一关联性，是指数据包中具有后台能识别的具有唯一性标识的标识符，该标识符与地图录制的坐标有唯一关联性。
[0009]所述的无线通信模块，包含2G/3G/4G/WIFI无线网络，是定位导航终端与云端服务器通信的网络方式。所述的定位导航应用模块，指基于定位导航的相关应用，包括导航界面、基于定位的消息推送。导航界面涉及罗盘针、路口指示、目的地指示、中间路径指示、楼层指示、地图显示、语言播报、摄像头调用、界面动画效果，可为用户提供精确的导航应用界面及友好的用户体验。
[0010]所述的地点信息展示和检索模块，是指基于地图所包含的信息，例如商家、公共设施、楼梯、走廊等，可通过后台添加录制并关联其坐标，定位导航终端可同步获取相关信息，并显示在定位导航终端上。定位导航终端可以通过选择或搜索检索出相关信息，并请求导航。
[0011]所述的导航路径算法模块，是指云端服务器接收到定位导航终端导航路径请求，导航路径算法模块根据请求的起点和终点，通过计算得到最优路径。导航算法满足单层导航、多层导航、多路径导航情况。
[0012]所述数据存储和检索模块，涉及地图坐标、低功耗蓝牙基站坐标及信息、地点信息及坐标、推送消息、路径限制、用户权限、终端接收灵敏度值等。
[0013]所述地图录制和配置模块，通过后台管理界面，进行地图的导入及坐标关联。
[0014]本发明所述的基于低功耗蓝牙实现定位和导航方法为:定位导航终端通过感应实时获取周围低功耗蓝牙基站的广播数据包，并通过单点多点混合的定位算法，确定当前位置坐标。该定位导航终端通过地点信息展示和检索模块实现展示地图及相关地点信息，用户通过检索地点信息或者地图上某坐标，请求实现目的地导航，当定位导航终端通过通信模块获取云端服务器计算下发的导航路径后，进入导航界面实现导航目的为用户提供精确的导航应用界面。
[0015]所述的单点多点混合的定位算法是指按各顶点与源点V间的路径长度的递增次序，生成到各顶点的最短路径的算法。既先求出长度最短的一条最短路径，再参照它求出长度次短的一条最短路径，依次类推，直到从源点V到其它各顶点的最短路径全部求出为止。
[0016]所述的单点多点混合定位，可根据定位环境的实际情况在云端服务器自动调整，使用单点定位或者多点定位；单点定位效率高，适用于大多数环境，结合当时环境特点，例如方向性唯一的室内过道，即可根据其信号功率值的变化进行精确定一一信号功率最强则为目的地。多点定位，在特殊环境下，例如展厅等大面积区域，即可综合多点的信号功率值在定位导航终端实现进行精确定位。
[0017]本发明的优点是:本发明通过采用低功耗蓝牙实现预设区域内精确定位和精准导航，例如室内多层精准定位和精确导航系统。
【附图说明】
图1是本发明的系统构架。
【具体实施方式】
[0018]现在结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0019]本发明所述的基于低功耗蓝牙实现定位和导航系统包括低功耗蓝牙基站、定位导航终端和云端服务器；定位导航终端感应低功耗蓝牙基站的信号，并上传到云端服务器，云端把处理后的导航信号返回到定位导航终端。
[0020]所述的定位导航终端感应的信号为低功耗蓝牙基站的“智子”的广播信号，所述“智子”的广播信号上传到云端服务器，云端服务器处理方式为进行计算返回定位导航终端地图坐标并规划导航路径，定位导航终端手机获取坐标和导航路径。
[0021]所述的蓝牙基站包括发射功能模块，数据包，低功耗蓝牙基站至少I个；每个蓝牙基站的功能是不断向周围广播数据包，数据包内容包含UUID、标识信息；所述的数据包内容与设于云端服务器内的地图坐标具有唯一关联性。
[0022]所述的定位导航终端包括:低功耗蓝牙接收模块、无线通信模块、定位导航算法逻辑模块、定位导航应用模块、地点信息展示和检索模块。所述的定位导航终端设于手机上，通过手机APP感应布置在特定场地的低功耗蓝牙基站“智子”的广播信号。
[0023]所述的云端服务器包括:用于与定位导航终端交互的通信模块、导航路径算法模块、数据存储和检索模块、地图录制和配置模块、后台可视化管理界面等，它的功能是支持地图录制、路径设置、低功耗蓝牙基站ID及坐标设置、地点信息录制，同时提供地图下载、路径下载、蓝牙基站ID及坐标下载功能。
[0024]所述每个低功耗蓝牙基站还包括电池电量管理、光亮检测、震动检测功能。
[0025]所述的低功耗蓝牙基站广播数据包内容与地图唯一关联性，是指数据包中具有后台能识别的具有唯一性标识的标识符，该标识符与地图录制的坐标有唯一关联性。
[0026]所述的无线通信模块，包含2G/3G/