[发明专利]基于iBeacon与GPS的室外定位旅游导览系统

权利要求书

1.一种基于iBeacon与GPS的室外定位旅游导览系统，其特征在于，包括：景区管理子系统和景点展示子系统；

所述景区管理子系统为：运行于云端服务器的系统，所述景区管理子系统用于：为景区展示子系统提供数据；

所述数据包括：文字、图片和音频；

所述景区管理子系统包括：数据存储模块和数据修改模块；

所述数据存储模块用于：存储景区中各个景点的风景照片、介绍内容、解说音频、景点的多边形范围、景点的中心位置、景区定位点的经纬度，并将数据存放于数据存储模块的数据库中，通过restful api的方式为景点展示子系统提供每周7天，每天24小时的数据访问服务；

所述数据修改模块为：运行于云端服务器的网站，用于：对数据存储模块中存储的各项数据进行增加、修改或删除；

所述景点展示子系统用于：通过获取景区管理子系统的数据和游客手机上的GPS、蓝牙信息，以展示景区的信息；

所述景点展示子系统包括：定位算法、景区地图界面和景点详情界面；

所述定位算法包括：GPS定位算法和iBeacon定位算法；

当游客附近存在iBeacon信号时，游客当前所处位置由iBeacon定位算法给出；

当游客附近不存在iBeacon信号时，游客当前所处位置由GPS定位算法给出；

所述定位算法以事件的方式告知景区地图界面更新；

所述iBeacon定位算法运行的前提条件如下：

根据各个景点大小和地形的不同，在景点内部署若干个iBeacon蓝牙基站，并调节各个iBeacon蓝牙基站的发射功率；

所述若干个iBeacon蓝牙基站采用相同的UUID和MAJOR，并通过不同的MINNOR区分不同景点和同一景点内的不同iBeacon蓝牙基站；

所述景区地图界面用于：将游客定位的位置以图形化的方式显示；

所述景点详情界面用于：向数据存储模块请求景点的风景照片、介绍内容和解说音频，并将上述内容排版展示给游客；

景区管理人员上传解说文字，通过数据修改模块调用文字转语音API将上传的解说文字转换为语音，以修改解说音频；

所述景区管理子系统为：运行于游客手机上的微信小程序，游客通过扫描张贴在景区各处的二维码直接进入微信小程序；

所述iBeacon定位算法的步骤如下：

S5、通过微信小程序的onBeaconUpdate api异步获得iBeacon蓝牙基站发送的数据帧；

S6、记录m秒内iBeacon蓝牙基站发出的所有数据帧的信号强度，并存储在长度为n的循环队列中；同时计算n*m秒内同一基站的强度平均值；

S7、计算每个景点的所有基站中平均信号强度的最大值，并以此最大值作为景点的信号强度；

S8、对于步骤S7中每个景点的信号强度，计算上述景点的信号强度的最大值，记为当前景点信号强度a；

S9、前一景点的信号强度记为b；

S10、比较当前景点信号强度a与前一景点信号强度b的数值,当a与b的差值大于信号强度阈值k时，以事件的方式告知景区地图界面更新；

所述GPS定位算法包括以下步骤：

S1、通过微信小程序的getLocation api获得游客当前所处的经纬度坐标；

S2、将经纬度坐标转换为Web墨卡托坐标；

S3、从数据存储模块获得各个景点的多边形范围，判断游客在哪一个景点的多边形范围内；

S4、当确定游客在哪一个景点的多边形范围内时，以事件的方式告知景区地图界面更新；

步骤S3所述判断游客在哪一个景点的多边形范围内的步骤如下：

S31、假设游客所在的当前位置点为被测点Q，以被测点Q为端点，向某一方向做射线；

S32、统计所述射线与景点的多边形的交点数；如果交点数为奇数，则被测点Q在与射线相交的景点的多边形内；如果交点数为偶数，则被测点Q在与射线相交的景点的多边形外；

在所述步骤S31中，以被测点Q为端点，水平向右做射线；将所述射线与景点的多边形是否存在交点的判断，转化为计算射线与景点的多边形边所形成夹角的正弦值；

所述景区地图界面采用Canvas更新画布的方式绘制；

当接收到游客所在景区定位点的信息改变，Canvas更新画布重新绘制景区地图界面时，

则计算景区地图界面图片的左上角坐标x和y，具体计算步骤如下：

S11、从数据存储模块收到游客所在的景区定位点的经纬度，通过坐标转换函数计算所述景区定位点在景区地图界面图片上长和宽的比例；

S12、令上述景区定位点的坐标点处于Canvas的(0，0)的位置，再分别加上Canvas屏幕长度和宽度的一半，则使得景区定位点的坐标点处于Canvas屏幕的中心位置；

当景区地图界面的地图出现显示不清楚的效果时，将所述地图的基础宽和基础高乘以同一个系数，以实现地图的缩放；

当微信小程序检测到用户在景区地图界面的屏幕上进行单指滑动时，则记录用户单指滑动的起始位置，并通过用户在景区地图界面的屏幕上进行单指滑动的终点位置与上述起始位置的差值，计算用户手指移动的距离，设置节流函数，当所述差值达到设置阀值时，变更景区地图界面屏幕上的位置，重新绘制景区地图界面的地图，并更新当前的手指位置，作为下一次单指滑动的新的起始位置；

当用户在景区地图界面的屏幕上进行双指滑动缩放时，获得缩放倍数的具体步骤如下：

S13、当微信小程序监测到用户的两手指放到景区地图界面的屏幕上时，记录两手指之间的距离；

S14、当用户缩放时，两手指之间的距离产生改变；采用距离的差值乘缩放系数，再加上基础缩放倍数，得到新的缩放倍数；

在绘制景区地图界面的地图时，保证两手指的中心点在屏幕的相对位置保持不变，具体步骤如下：

S15、计算两手指相对于屏幕的中心坐标；

S16、计算中心坐标距离景区地图界面图片左边的像素；

S17、计算中心坐标相对于景区地图界面图片宽和高的比例；

S18、计算在新的缩放倍数下，景区地图界面图片的宽和高；

S19、使两手指中心点处于Canvas屏幕起始的位置，再分别加上前述中心坐标距离景区地图界面图片左边的像素，则得到新的缩放倍数下两手指中心点的位置。

2.如权利要求1所述的基于iBeacon与GPS的室外定位旅游导览系统，其特征在于：景区管理人员通过管理账号登录数据修改模块，以表单提交和Ajax请求的方式，实现对景点及景点内容的增加、修改和删除。