基于Android系统的博物馆导览系统设计

近年来,随着博物馆免费开放的条令施行,许多人纷纷涌进博物馆参观文物学习知识。但是由于博物馆场馆布局复杂,参观路线不清晰,极大程度降低了人们参观效率,因此智能化的博物馆导览方式成为未来发展的必然方向。而逐渐成熟的WiFi室内定位技术无论是从使用范围、适用性还是准确性都非常适合博物馆导览系统,并与当前广泛使用的智能手机相结合以方便人们的使用。所以文章提出在智能移动终端中,将WiFi定位技术与Android结合起来,用于弥补传统导览 模式的不足。

一、Android平台的介绍

由于Android的源代码是对外开放的,且基本适用于便携式的智能产品,所以很符合本实验的要求。Android操作系统采用的是分层结构,从架构图来看,Android 一共划分为4层,从低到高分别为Linux内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层。本文按照面向的人群和功能结构将Android操作系统划分为3部分。 应用部分:在这个部分用户可以选择操作Android设备上的所有应用程序,它是面向广大用户的部分。 核心部分:这个部分是面向开发者的,主要包括核心类库、运行时间、应用的框架等。若要体现系统的核心功能,开发者就必须要以这部分为核心进行应用的开发。 底层部分:这部分是进行系统开发的基础,但一般只有硬件厂商会接触这一部分内容,本实验并不涉及这一部分内容,所以就不加以叙述。

二、 WiFi定位的对比和选择

由于近些年来许多学者都研究过基于WiFi的定位系统,越来越多的定位方式被开发,但根据定位算法的实现位 置,可以将系统大致分为两大类:基于单客户端的结构和基于服务器的结构[3]。下面对这两种结构进行介绍和对比,并说明选择的结构和原因。

2.1 基于WiFi的两种定位系统

2.1.1 单客户端结构

这种结构是把所有的应用程序和功能都在客户端实现,主要是以智能手机为客户端。从接收的信号强度指示 (Received Signal Strength Indication,RSSI)的采集、地图的导入、发送定位的请求、计算估计出用户的位置、结果的显示等这些功能,都是在用户的智能终端独立完成的。 该系统的三大优势是:

(1)用户仅需一台智能手机即可完成,不需要额外的设备。

(2)由于不需要连接服务器,网上的交互信息也会减少,这样在一定程度上也保证了网络的安全。

(3)因为所有的算法、定位等模块都是在客户端上进行,不需要网络通信,所以减小了手机的耗电速度。该系统的缺点是由于整个发送请求、计算、显示都发生在客户端,所以会占用较多的手机内存,导致运行速度较慢。

2.1.2 基于服务器的结构

这个结构对客户端和服务端有不同的分工,需要两者相互配合着完成定位。其结构先在服务器端输入去燥和定位的公式,由客户端采集定位区域内RSSI的信号强度,用户在客户端输入定位请求后,再由客户端将请求信息和收集来的RSSI信号强度值一并传入服务器。最后服务端根据提前录入的公式对信号进行计算,并将定位结果发送到客户端。 因为客户端通常是智能手机,内存较小,而进行复杂的定位算法需要占用很大的空间,所以将数据传入服务器中进行计算可以节省客户端的空间,从而使用户能更快地得到位置信息,确保实效性。此外,这种结构的推广性很强, 在遇到系统升级时,只要将服务器升级即可,不需要客户端更新。 相对的,这种结构也存在不足。比如,该结构需要用户通过网络进行注册和登录,这样就容易引发网络安全方面的问题。再者,由于RSSI信号强度和运算结果的显示都需要通过网络,在网络欠佳的地方就无法准确地得到位置信息。同时,这样会增加手机的耗电量。

2.2 结构的选择

通过对这两种结构的比较,基于服务器的结构更加适合本文的设计理念。首先,从本系统运用的环境来讲,博物馆是个客流量大的地方,选用此结构游客可以更快地获得位置信息,且由服务器统一运算,由于手机型号的不同导致的误差会减小。其次,大多数博物馆的WiFi网络覆盖网全、速度快,不用担心没网的问题。即便这种结构耗电较快,博物馆休息区内都有充电的地方,游客可以及时给手机充电。最后,本设计计划的有用户交流的版块,大家注册登录后可以相互沟通,谈谈对博物馆或某件展品的看法。综上,本文计划用服务器的结构来完成项目。

三、系统的整体设计

这款APP是以Android系统为载体,博物馆导览为背景, Java为程序语言进行编写。除了WiFi定位功能外,还有展品的信息查询以及用户交流。游客可以根据喜好的展品类型和用户评价提前规划好路线。这样不仅能节省游客的时间,博物馆还能从用户交流中更直观地了解游客的感受,从而改进不足。

(1)定位系统:基于位置指纹算法的WiFi室内定位,根据客户端发送的定位请求,推送出用户的实时位置。

(2)展品介绍:当用户看到某个感兴趣的展品时,可在界面内输入展品的名称,点击搜索便可得到展品的信息。这既能满足游客的好奇心,又能学习知识。

(3)展馆平面图:为游客提供宏观的博物馆地图,以便游客进行线路规划。 有了这个导览系统,游客在事先没有计划或没用导游的情况下也可以自己规划路线、了解展品的详细信息,不用像以前那样见到喜欢的展品也无从了解。

四、结语

科技改变生活,物联网技术正在不断地渗透到人们的生活中。本课题是物联网在实际停放博物馆导览范畴内的应用,目的是为参观者节省寻找想要观赏文物位置的时间、提高生活效率。本文将WiFi室内定位技术与APP相结合,节省客户时间以达成提高参观效率这一目标。考虑到定位的精准度,选择了基于RSSI的指纹定位方法。根据博物馆的客流量较大,选择了基于服务器的结构。有了这款APP不但可以节省游客的时间,还可以让游客了解到更多的展品信息,大大提高了游览的效率。