博物館智能導航解決方案
1. 需求背景
近年來，隨著數字化、移動互聯、云計算、大數據等各類新技術在博物館領域的應用，其中文化資產定位，人員定位等場景，高精度室內導航逐漸被應用，像數字博物館、虛擬博物館、網絡博物館、智慧博物館等諸多新概念層出不窮。其中，智慧博物館，一種以物、人、數據動態雙向多元信息傳遞模式為核心的博物館，逐漸成為未來博物館的發展方向。基于物聯網技術，建設安全、舒適、高效、低碳的博物館樓宇綜合管理平臺，提升博物館智慧管理和可持續發展能力是當前博物館轉型升級的主要方向，針對像“高德”、“百度”等常用導航工具，只能采用GPS或北斗導航在室外使用，即使在室內使用，一方面是精度不夠，另一方面也沒有博物館內部的電子室內地圖，室內無法導航，因此博信物聯為解決上述問題就需要引入一種室內的定位技術來實現博物館范圍內的實時導航，幫助游覽者更好的館內參觀體驗,提高博物館整體服務水平。
各大城市的博物館吸引越來越多的家長和孩子，新來的家長和孩子對博物館的環境不熟悉，會存在有人咨詢或亂竄而導致吵鬧混亂現象，影響游客參觀體驗，無法靜心欣賞館內展品藏品，沒能將博物館文化價值體現到最大化。
1.2. 博物館建筑結構復雜
在現實場景中，現代博物館的規劃建設越發豐富多元化，內部空間布局復雜及樓宇隔斷錯綜復雜。參觀時容易迷失方向，會存在漫無目的亂穿現象，目的地展區所屬位置，通過室內高精度定位技術與移動終端技術進行有效融合，幫助游客對文化資產位置的明確，并根據其位置自動搜集周邊文物展品信息，基于游客實際需求編制游覽路線圖，還能自動統計博物館展廳某段時間參展人數等信息。會根據當前位置快速規劃路線，提供實景導航，游客可以通過實景參照以及路線指引快速抵達目的地。
2.建設意義
2.1. 對于博物館
博物館服務的延伸，提升博物館的形象，有效疏導游覽人流，維持館內秩序。
提升博物館服務和信息化水平，緩解公共設施忙閑不均，有效降低服務投入成本。
有效改善博物館環境，降低館內導引指示牌投入，并有效改善博物館內及周邊的交通微循環，提升博物館的服務效率
2.2. 對于到博物館的游客
方便游客全面了解館內參觀流程，快速有序參觀，提升參觀瀏覽體驗，縮短游客的參觀瀏覽時間。
精準定位，路線引導有如“專人”全程陪護。
智能反向尋車，省時省力方便游客。
文化資產位置查詢，減少不必要的尋找，節約時間。
系統引導游客選擇合理的參觀路線，改善博物館的服務忙閑不均的狀況，提高游客參觀滿意度。
3、建設原則
3.1. 先進性
博信物聯融合開放的博物館無線物聯網解決方案，完全打破了傳統博物館物聯網碎片化的建設方法，提出了全新的博物館物聯網的建設思路和制定了業界領先融合、開放、無線的博物館物聯網建設策略，博物館物聯網平臺化建設，實現博物館物聯網應用打破傳統物聯網應用邊界，可以融合多種物聯網能力，開放第三方終端接入和博物館信息系統的集成，還確保了智能導航和博物館資產定位復用藍牙定位的基礎設施，無需重復投入，實現一套藍牙定位實現多種博物館物聯網的需求。
3.2. 開放性
智能導航做為博信物聯融合開放的博物館無線物聯網其中的一個子應用系統，遵循采用統一的融合、開放的設計原則，智能導航需要提供接口，提供給博物館信息系統進行應用集成導航服務；還需要能集成博物館信息系統和微信公眾號，比如：將智能導航服務融入到博物館的參觀流程。
3.3. 可擴展性
系統建設是一個逐步迭代擴充的過程，需要采用模塊化設計，整體架構容易隨著功能的增加和性能提升的擴展，為以后系統的功能擴展和提升有著足夠的擴展能力。
3.4. 高效安全性
在系統設計、開發和應用時，應從系統結構、技術措施、軟硬件平臺、技術服務和維護響應能力等方面綜合考慮，確保系統高效安全，如在網絡環境下對數據的多用戶并發操作要具有較高的穩定性和響應速度，綜合考慮系統應用中最低的故障率，確保系統良好的運行。
4、智能導航整體解決方案
4.1. 博物館導航服務
通過整合博物館系統，實現館內精準導航服務，進行語音及地圖導航，提高參觀效率、縮短博物館的滯留時間。
4.2. 多屏一體化導航
結合智能大屏導航機，提供語音識別、為游客提供選擇目的地功能，選擇到導航目的地提供相應的導航目的地二維碼，通過手機掃碼實現智能大屏導航機與手機導航相結合，有效降低博物館咨詢臺和服務人員工作壓力，降低博物館的服務成本。
4.3. 博物館智慧停車服務
開車到博物館的游客人員，在停車的時候記錄下停車的位置，在離開博物館的時候，通過停車時記錄下的停車位置進行一鍵反向尋車，自動規劃導航找車的路線，極大方便到博物館游客人員找車，大幅縮短找車時間，也為博物館緊張的停車位提升更大的使用效率。
4.4. 館內外精準定位相結合
支持周邊交通功能，可提供博物館周邊的交通線路給用戶查詢，比如公交車線路、地鐵線路和停車場等，讓用戶便捷地選擇最佳出行方式。
4.5. 智能導航系統拓撲圖
博信物聯智能導航系統基于微信小程序平臺，支持iOS 7.0及以上，Android 4.3及以上的移動終端系統，降低使用導航的門檻和復雜度，可以與博物館現有的信息系統集成，也支持博物館信息系統集成博信物聯導航系統，提升博物館信息化便民服務水平。系統為博物館提供了一個后臺管理界面，管理員可以登錄更新維護博物館信息和導航信息，系統云部署。
1) 定位與地圖引擎：用于計算藍牙定位終端標簽的坐標位置，提供室內地圖信息；
2) 智能導航小程序：用于博物館內的導航，提供去博物館、找地方、找人、找車等相關的功能；
3) 智能導航大屏觸摸App：用于臥式/立式/壁掛式大屏觸摸一體機，通過App可以搜索和查找任何一個可以導航要去的地方，也可以搜索和查詢當天館內瀏覽量；
4) 智能手機：在智能手機（iPhone、Android等）通過微信小程序打開智能導航小程序進入導航功能；也可以安裝運行iBeacon部署巡檢App進行iBeacon的部署實施和巡檢維護管理。
5) 臥式/立式/壁掛式大屏觸摸一體機：運行大屏觸摸一體機專用的快速導航Android App或HTML5，通過觸摸的方式選擇需要到達的目的地，觸摸大屏也可以做博物館的宣傳窗口。
6) 部署方式：云部署。
4.6. 技術方案
4.6.1. 搭建藍牙定位網絡
博物館導航區域一般覆整個博物館的區域范圍，首先獲取整個博物館區域范圍CAD平面圖制作成室內地圖，并將制作好的室內地圖上傳到博信物聯智能導航系統，然后在需要覆蓋的范圍部署支持藍牙4.0標準和符合蘋果公司標準iBeacon協議的藍牙iBeacon定位信標，室內區域采用吸頂型和室外區域采用貼地型，通過博信物聯將iBeacon部署到室內地圖上，實現整個博物館導航的覆蓋，1個iBeacon按照6米*6米=36平米覆蓋范圍在室內和室外進行的部署，iBeacon內置電池，室內吸頂型工作續航時間達到4年（每秒平均2.5個數據包），室外貼地型工作續航時間達到6年（每秒平均2.5個數據包），iBeacon單向無線方式廣播藍牙iBeacon信號，無需任何布線，不影響博物館運營，可快速在整個博物館范圍部署。
4.6.4.2. 查詢導航目的地
按輸入文字查詢
語音輸入查詢
按室內地圖POI信息查詢目的地
按公共基礎設施
目的地查找可支持文字輸入、語音輸入、二維碼掃描等多種方式。
導航的起點、途經點和終點都可以通過查詢搜索、地圖上選擇位置、按照樓棟的POI列表進行快速選擇。
查找到目的地后，按照由近至遠自動進行排序，如果手機藍牙已打開，將會自動進行路線規劃；如果手機藍牙未打開，將會提示手動選擇導航起點位置。
4.6.4.3. 位置分享、共享位置和行程分享
博信物聯智能導航小程序可以像微信一樣，把位置分享給微信好友，微信好友收到智能導航小程序的位置分享鏈接，在微信中打開這個位置分享鏈接，只要在跟朋友在同一博物館，手機藍牙已打開，就會自動生成一個路線規劃；還有一個像微信一樣的“位置共享”功能，在微信好友打開智能導航小程序的同時可以看到微信好友的實時共享位置，快速看到相對位置和行走路徑；另外在導航中可以把當前導航行程分享給微信好友，讓好友了解導航的行程目的地，好友可以使用分享的行程導航到行程的目的地，與好友匯合。
4.6.4.4. 路線規劃
選擇好目的地后，自動獲取手機/移動終端的藍牙位置做為地點，為導航進行路線規劃，路線規劃可在2秒內完成，根據樓梯、直升電梯、扶手電梯、無障礙通道、員工通道等提供不同的路線規劃并智能推薦合適的路線模式，選擇任意一種路線規劃后，在導航界面生成規劃的路線，可以選擇模擬導航或實際導航。
如果發現指引的線路不是自己希望走的線路，用戶可以通過點擊切換其它通道線路，比如：電梯、樓梯、手扶梯、無障礙、員工通道等路線通道，默認不顯示員工通道，博物館的員工添加到到員工的名單中才能顯示員工通道，博信物聯智能導航小程序第一次會先按照最短路線進行規劃和導航。
在導航過程中如果走錯路線，智能導航小程序將會自動重新規劃路線，提示按照新的路線導航。
支持按照時間段進行路徑規劃與提示，系統能自動提示當前時間此通道關閉，并自動為用戶規劃新的導航路線進行實時導航。
支持導航起點和終點的位置互換，支持在導航起點和終點中增加途經點，支持靈活的路線規劃。
4.6.4.5. 720度VR全景導航
博信物聯導航系統小程序可通過720度全景，使游客輕松了解博物館環境的實景，順利導航到目的地。在基于精準導航，可點擊720度全景，無論游客使用模擬導航還是實時導航，均可展示關鍵位置節點的全景圖像，并且全景圖像以動畫的方式展示，方便用戶判斷當前所在位置，以及要行走的方向，為游客更優質的導航體驗
4.6.4.6. AR實景導航
室內導航技術與AR技術完美融合，通過手機相機即可看到全景線路和終點位置，方便使用者辨別方向、在復雜路口做出決策，真實場景讓使用者認路更簡單，幫助方向感差的游客快速完成導航。
4.6.4.7. 一鍵停車和反向尋車
使用一鍵停車的功能只有在博物館現場并打開智能手機藍牙才能使用。
在游客停車場停好車后，在博信物聯智能導航小程序上通過一鍵停車功能，記錄停車的位置，當參觀結束后，可以在博物館任何一個位置進行反向尋車，自動根據智能手機在藍牙定位網絡的位置，將一鍵停車的位置做為目的地，自動規劃出反向尋車路線，快速幫助找到停車的具體位置。
4.7. 基于導航系統定位信標可擴展方案
智能導航系統建設完成后，博物館同時已經完成了博物館物聯網的定位網絡的建設，系統中部署的藍牙iBeacon信標及后臺系統基礎架構，增加物聯網應用終端及傳感網LoRa基站，即可實現擴展物聯網傳感類應用、定位類應用，并且LoRa基站為470MHz至510MHz低頻無線信號，信號覆蓋范圍廣，室內穿透力強，通常一臺LoRa基站可覆蓋二層樓約500至1000平方米，定位類應用可以進行人員定位、文化資產定位等復用，為博物館物聯網應用提供位置服務方案和傳感類的物聯網應用服務方案
4.7.1.藍牙+LoRa定位物聯網技術方案
藍牙+LoRa定位物聯網主要由iBeacon藍牙定位信標、藍牙定位終端、LoRa通信基站、定位和地圖引擎、部署巡檢+POI信息管理和校準App、手機App、服務端軟件等部分組成，其中LoRa通信基站、博物館物聯網應用軟件服務器設備通過網線與POE通信交換機直接連接，應用平臺的數據交互都是通過PoE通信交換機完成，整個系統只有LoRa通信基站需要極少量的布線，其余設備只要連接電源即可工作。