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一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现
一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现

雷地球, 罗海勇, 刘晓明

(中国科学院计算技术研究所, 普适计算研究中心, 北京 100190)

摘要:本文设计及实现了一个基于WiFi射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统,并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP的RSSI设定了选择区间,指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值,最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计,如有相同权重值,则比较信号强度距离,取最小者,这种算法在一定程度上克服了RSSI信号随机抖动对定位的影响,提高了定位的稳定性和精度。经实验测试,此系统在4米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所,为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端,客户端为配备WiFi模块的Android手机。借助该定位系统,基于Android系统的移动终端可方便地查询自身位置,并获取各种基于位置服务。

关键词:接收信号强度;无线室内定位;射频指纹;Android操作系统

Design and Implement an Indoor Location System based on WiFi

Lei Diqiu, Luo Haiyong, Liu Xiaoming

(Pervasive Computing Research Center, Institute of Computer Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China)

Abstract: This paper designs and implements an indoor location system based on WiFi for mobile user with Android handset. A locating arithmetic based on Weight-Select is introduced to filter the random noise of RSSI. For each location in Radio Map, a weight is set if the RSSI of the AP scanned is in the interval preset. Then max-weighted location or the min-RSSI-distance among them will be selected as the estimated position. According to experiments, 4-metre locating precision is available. It can be used for locating and navigating in such scene as exhibition center, campus, park, and so on. Users equipped with Android handset could get its location and some intelligent services. It is also an open and extensible system. Some locating arithmetic also could be tested on this system.

Key words: Received Signal Strength, Wireless Indoor Locating, Radio Map, Android Operating System

1.引言

位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中,使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务;在仓储物流过程中,对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率;在监狱环境中,及时准确地掌握相关人员的位置信息,有助于提高安全管理水平,简化监狱管理工作。

目前全球定位系统(GPS,Global Positioning System)是获取室外环境位置信息

基金资助:国家自然基金(60873244、60973310、60772070)、北京自然基金(4102059)

联系作者:雷地球,E-mail:leidiqiu@https://www.wendangku.net/doc/365751905.html, 的最常用方式。近年来,随着无线移动通信技术的快速发展,GPS和蜂窝网络相结合的A-GPS(Assisted Global Positioning System)定位方式[1]在紧急救援和各种基于位置服务(LBS,Location-Based Services)中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡,GPS/APGS等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合,目前无线室内定位技术迅速发展,已成为GPS的有力补充。

一般来讲,使用无线信号强度获取目标位置信息的过程,就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位

系统主要采用红外、超声波[2]、蓝牙、WiFi (Wireless Fidelity)、RFID(Radio Frequency Identification)等短距离无线技术。其中基于WiFi网络的无线定位技术由于部署广泛且低成本较低,因此备受关注[3,4]。其中由微软开发的RADAR系统是最早的基于WiFi网络的定位系统。它采用射频指纹匹配方法,从指纹库中查找最接近的K个邻居,取它们坐标的平均作为坐标估计。而文献[5]介绍的室内定位系统则基于RSSI信号的统计特性,采用贝叶斯公式,通过计算目标位置的后验概率分布,来进行定位。

本文同样基于WiFi网络,设计和实现了一种无线室内定位系统,但与上述定位方法不同,本文采用了基于权值选择的定位算法,在一定程度上减少了RSS.信号随机变化引起的定位误差,实验结果表明,该系统可获得较好的定位精度(4米)。

2.系统设计

本系统可为移动终端客户在展馆、商场、校园等应用场景提供定位服务。鉴于移动终端受到计算能力、存储容量和电池电量等诸多限制,所以仅完成简单的信号采集工作,定位计算由定位服务端完成。

定位系统的架构体系如图1所示。服务端主要负责定位计算和响应终端的定位请求。基于负载均衡考虑,响应位置请求的Web服务器和运行定位计算的定位服务器分离,数据交换方式采用客户端和Web服务器相同的数据交换方式。客户端依附于具体对象,主要负责采集周边AP的无线信号强度,并向服务端提交信号特征,服务器使用客户端采集的信号特征进行定位计算,获得移动终端的位置估计。

客户端和服务端通信采用标准的HTTP协议,编程方便,可扩展性好,客户端程序功能可根据需要进行扩充。

图1 定位系统网络结构

图2为本定位系统的信息交互流程图。移动终端向Web服务器提交GET请求,GET请求中包含了信号强度特征向量,Web服务器收到请求后,以同样的方式传达给定位服务器,定位服务器查询数据库,并进行相关的定位运算操作,从而得到移动终端的位置估计。

图2 移动终端与服务器间的信息交互

3.系统实现

3.1.客户端设计

本系统客户端采用Android系统手机[6]。Android系统是Google在2007年发布的基于Linux平台的开源手机操作系统。近年来,基于此平台的手机市场占有率不断提高,加上其良好的开放性和丰富的API接口,可以很方便地开发各种应用程序。

3.1.1.Android系统架构简介

Android系统架构见图3,它建立于Linux 内核之上,包含了各种设备驱动和管理模块,囊括了非常齐全的类库和框架,包括轻量级数据库SQLite、浏览器Webkit等。整个系统建立在Dalvik虚拟机上,应用程序使用Java语言编写。Android系统提供了丰富的框架(活动管理、位置管理等)来管理系统的软、硬件资源,整合了常用的应用程序(联系人、电话本等),并开放了很全面的API供用户使用,整个平台具有良好的开放性和扩展性。

图3 Android系统架构图

3.1.2.Activity生命周期

Android系统上运行的应用程序一般包含一个或多个Activity,主要由活动管理器进行管理,Activity是Android系统分配和管理资源的基本单位。每个Activity都有其对应的生命周期(图4)。

图4 Activity生命周期

onCreate()方法在活动开始时调用,并依次调用onStart()方法和onResume()方法,Activity处于运行状态,如有新活动启动,则调用onPause(),活动转入后台;如内存不足,活动进程则被关闭。退出程序则会依次调用onStop()和onDestroy()。

活动管理器对Activity的管理体现在不同生命周期对以上几个方法的调用上,用户可根据自己的需要重载这几个方法。一般来讲,主程序类继承Activity类,用户的功能代码在重载这些方法中实现。

3.1.3.获取周边AP信号强度

本文采用基于射频指纹的定位方法,移动终端需要获得周围AP的RSSI指纹特征,Android系统提供的接口可以很方便地实现这一功能。

参见图5示例代码片段。首先建立包含响应扫描结果的接收器(reciever)并重载onReceive()方法,此方法即为收到WiFi信号的回调函数,用户自定义功能在此实现;再通过registerReceiver()方法将receiver向Android系统进行注册,getSystemService()方法用于获得操作WiFi设备的句柄;最后用startScan()方法启动扫描,当获得扫描结果后,系统会触发注册的回调函数,完成用户代码功能。

图5 扫描示例代码

实验结果表明,从给出扫描指令,至接收到扫描结果,耗时约400-500ms,考虑到后台服务器算法运算及网络通信开销,定位过程耗时将超过500ms。

3.1.

4.程序流程

从程序的功能来看,客户端需完成3个功能:定期扫描并获得周围AP的信号强度指纹特征,向服务器提交指纹特征信息,得到定位结果后更新界面显示。程序流程如图6所示。

首先程序初始化并建立更新回调函数,获

得WiFi服务句柄后注册此回调函数,最后启动扫描进程周期扫描,直至系统结束程序。

其中,回调函数首先获取扫描结果,并格式化为字符串,然后通过GET请求提交给服务端,获得定位结果后再更新显示界面。

图6 程序流程图

3.2.服务端软件设计

3.2.1.Web服务器

Web服务器用于对外通信,接收外界的请求,并返回相应的位置信息。

Web服务器运行Apache Tomcat 6.0.20,响应网络的定位请求,相应的软件设置参数为:在%TOMCAT_HOME%\webapps目录下建立目录:\ExServlet\WEB-INF,建立web.xml 描述文件和classes文件夹,web.xml文件是描述文件,classes存放后台处理的类文件。

web.xml中定义了外部引用此服务的名字和对应的类文件,内容片段见图7。

图7 web服务器web.xml代码片段

3.2.2.定位服务器

定位服务器用于运行算法,硬件配置参数为,CPU:Intel Core2 Duo E7500 2.93GHz,内存:2G,网卡:Marvell Yukon 88E8057 PCI-E Gigabit Ethernet Controller。软件配置参数为,操作系统:Windows XP Professional SP3,Web 服务器:Apache Tomcat 6.0.20。相应的软件配置参数与web服务器类似,web.xml中代码片段见图8。

图8 定位服务器web.xml代码片段

3.3.客户端与服务端通信

客户端与服务端都接入Internet,通过标准的HTTP协议通信,简化设计的同时,也为以后Web方式的应用留下了设计空间。

服务端Servlet用于响应客户端的请求,客户端只需在GET请求中提交指纹信息即可获得定位结果。图9列出了客户端从定位服务器中获取位置信息的Java示例代码。其中url 包含了服务器的IP地址和RSSI指纹信息,getConnection()方法是向服务器发出GET请求,服务器将返回位置信息,获得输入流后读出位置信息,并更新界面显示即完成整个通信过程。由于使用HTTP协议,实现方法简单,适用于多种编程语言。

图9 客户端获取位置信息的通信示例代码

4.定位算法

由于室内环境复杂,WiFi无线信号[7]具有较强的时变特性图10。无线信号传播衰减模型[8]难以很好的表征距离与信号强度间的映射关系,本文采用基于射频指纹匹配定位方法,它具有较好的定位鲁棒性。

图10 信号强度的时变特性

指纹匹配方式定位算法[9]建立在实验数

据基础上,它主要包括离线训练和在线定位两个阶段,其中离线训练阶段的任务是建立射频信号强度向量和客户端位置间的一一对应关系,形成一个指纹库(radio map)[10],定位阶段则使用实时采集的信号强度向量去匹配训练阶段构建的指纹库,从而获得目标的位置估计。

现有的基于射频指纹匹配定位方法主要包括确定型和概率型两种。其中确定型定位算法一般在指纹库中选择与实时采集的射频指纹距离最小的几个点的质心作为目标的位置估计。确定型定位算法的计算效率较高,但精度较低。概率型定位算法一般采用贝叶斯估计理论,通过不同的似然函数,如基于核函数的似然函数[11],计算目标位置的后验概率,并取后验概率最大的位置点作为目标的最终位置估计。概率型定位算法具有较高的定位精度和定位鲁棒性,但计算量相对较大。

本文采用快速选择的定位算法,训练阶段指纹特征采用RSSI 均值,定位阶段采用逐次累加的RSSI 均值与指纹库匹配的方法,从而大大降低了运算的复杂度。 4.1. 算法描述

指纹特征采用每个AP 的RSSI 均值,即

),,(K 2AP AP1L S S F =

也就是,训练阶段对同一位置点采集的每

个AP 的多次数据取平均,定位阶段也是如此,区别在于训练阶段采集数据多,以便得到尽量多的信息,定位阶段采集的数据少,减少定位延时,一定程度上提高了实时性。

指纹匹配采用快速选择的方式。伪码如下:

1: Initialization ,For Each L i Set E i = 0; 2: For Each AP :

3: Select L i IF RSSI AP ∈(RSSI-σ,RSSI+σ); 4: n=Count (L i ); 5: IF L i Selected 6: E i =1/n ; 7: Else

8: E i =0; 9: End IF 10:End For

11:Return L i Where max (E i );

对每个扫描到的AP 的RSSI 值,设定一个选择区间[RSSI-σ,RSSI+σ],σ为多次实验的经验值,在指纹库中查找满足此区间范围的位置点,若有n 个位置点落在此区间范围,则这些位置点分别取权值为1/n ,其他的位置点则取权值为0;对所有AP 做如上处理后,选出权值最大的位置点为估计位置。如有多个位置点权值一样,则比较信号强度距离,取最小者。

4.2. 算法分析

本文的算法是建立在RSSI 统计特性相对稳定的基础上,从图11中可以看出,RSSI 值的直方图分布与正态分布曲线近似,因此均值在一定程度上代表了RSSI 特征。这也避免了单次扫描的信号强度中某个AP 的RSSI 不稳定造成的定位结果偏差。

图11 RSSI 的统计特性

时间复杂度分析:一次扫描有m 个AP ,前期训练阶段有n 个位置点,则要进行m 次选择,每次选择遍历n 个位置点,时间复杂度为O(m*n),遇到权值一致的情况,要进行二次选择,最坏情况再比较n 次,时间复杂度为O(n),所以总的时间复杂度为O(m*n)。 5. 实验

5.1. 实验过程

实验在计算所6层进行,见图12,在南北两侧走廊总共采集了24个位置点,距离约4

米,加上在645房间,总共25个位置点的数据。扫描周期1s,扫描次数120次。采集数据耗时约1小时。

图12 实验环境

本实验主要为验证定位准确性,所以定位时采用多次扫描的均值作为信号特征。共选取了6个位置点作为实验的位置点。测试次数约为50次,扫描周期为2s,运行界面见图13。

图13 手机终端显示

5.2.实验结果

各实验位置点的结果见图14。各个随机测试位置点的定位准确率都较高。

图14 各实验位置点定位结果

6.总结

本文基于Android智能手机平台,设计并实现了一种基于WiFi信号的移动终端定位系统,并提出了一种基于权值选择的定位算法,一定程度上克服RSSI信号随机扰动带来的定位误差,经过实际环境的测试,多次定位实验的精度在4米左右,适当调整AP的布置可以进一步定位精度。本系统可方便地部署到展馆、校园等实际场景中。参考文献

[1] Veljo Otsason. Accurate Indoor Localization Using Wide GSM Fingerprinting. Master’s Thesis, Institute of Computer Science, University of Tartu, 2005

[2] 韩霜,罗海勇,陈颖,丁玉珍.基于TDOA的超声波室内定位系统的设计与实现.传感技术学报,23(3):347~353,2010 [3] Paramvir Bahl and Venkata N. Padmanabhan. RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking System. IEEE infocom,774~784,2000

[4] Kamol Kaemarungsi. Design of Indoor Positioning Systems Based on Location Fingerprinting Technique. Doctor’s Thesis. School of Information Science. University of Pittsburgh. 2005.

[5] Madigan D, Elnahrawy E, Martin R P, et al. Bayesian Indoor Positioning Systems. Proceedings of the 24th Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies,1217~1227,2005

[6] https://www.wendangku.net/doc/365751905.html,/wiki/Android_(operating_system)

[7] J. Bardwell. Converting Signal Strength Percentage to dBm Values. White Paper, 2002.

[8] Kwok-Wai Cheung, Jonathan H.-M. Sau, and R. D. Murch, A New Empirical Model for Indoor Propagation Prediction. IEEE Transactions On Vehicular Technology. 47(3), 1998

[9] Ville, Tommi, et al. A Comparative Survey of WLAN Location Fingerprinting Methods. Proc. of the 6th Workshop on Positioning, Navigation and Communication 2009, 243~251,2009

[10] 林以明,罗海勇,李锦涛,赵方.基于动态Radio Map的粒子滤波室内无线定位算法.计算机研究与发展,2010

[11] 赵方,马严,罗海勇,林权.基于核函数法及马尔可夫链的节点定位技术.第三届中国传感器网络学术会议,36(10):102~105,2009

Wifi模块定位原理,室内wifi定位怎么实现

Wifi模块定位原理,室内wifi定位怎么实现 Wifi模块定位我们可以分为两种,一种是wifi设备自身定位,还有一种借助第三方wifi 模块实现定位。 第一种,wifi设备自身进行定位 首先,大家都知道苹果iPod Touch是没有电话和GPS模块的,那么它怎么实现定位功能的呢? 其实它使用的是Wi-Fi定位技术,其原理与基站定位类似: 1.每一个无线AP都有一个全球唯一的MAC地址,并且一般来说无线AP在一段时间内是不会移动的。 2.设备在开启Wi-Fi的情况下,即可扫描并收集周围的AP信号,无论是否加密,是否已连接,甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中,都可以获取到AP广播出来的MAC地址。 3.设备将这些能够标示AP的数据发送到位置服务器,服务器检索出每一个AP的地理位置,并结合每个信号的强弱程度,计算出设备的地理位置并返回到用户设备。 4.位置服务商要不断更新、补充自己的数据库,以保证数据的准确性,毕竟无线AP不像基站塔那样基本100%不会移动。

这样的位置服务商现在来说只有Skyhook和Google两家.他们收集位置数据的方式也是相似的 4.1.主动采集:Google的街景拍摄车还有一个重要的功能就是采集沿途的无线信号,并打上通过GPS定位出的坐标回传至服务器; Skyhook在美国及欧洲一些国家也是直接开着信号采集车采集AP和基站的信号数据,相对来说覆盖城市没有Google多,目前中国仅有少数城市有覆盖,并且他们在包括中国在内的多个国家招募有偿工作者,以协助Skyhook收集位置数据。当然你也可以直接在其网站上提交一个MAC地址。 4.2.用户提交: 通常是以静默方式向同时拥有Wi-Fi和GPS的终端用户收集位置数据Android手机用户在开启“使用无线网络定位”时会提示是否允许Google的定位服务手机匿名地点数据; 同样的Skyhook的最大客户Apple也在iPhone的User Guide中说明会以不能识别用户身份的方式收集位置数据。

基于WiFi的室内定位研究与实现解读

1前言 近年来,随着无线通信技术与网络技术的不断发展和全面普及,各种新业务与新需求层出不穷,其中位置感知计算(Location-aware Computing)和基于位置的服务LBS 在人们的生产生活中起到了至关重要的作用,如何确定用户位置是实施前述应用的首要问题,因此定位技术是位置感知计算和基于位置的服务的核心问题。 根据应用环境与场景的不同,定位技术可分为室内定位技术和室外定位技术。室外定位系统主要有蜂窝定位和全球定位系统GPS。 蜂窝无线定位即手机定位,是基于移动蜂窝网的基站定位,其定位精度依赖于基站的分布和基站信号覆盖范围的大小。1996 年,美国FCC 颁布了E-911(Emergency call ‘911’)条例提出了相关的技术要求,要求移动通信提供商必须为用户提供定位准确度在125m 以内的室外定位服务,2001 年以后,美国FCC 提出了更严格的准确度和三维空间定位的需求。在政府的要求和市场利润的驱动下,使基于蜂窝移动网的定位技术得到了广泛的应用。 美国的GPS 系统是目前使用最广泛、用户人数量最多的全球性定位系统。GPS系统由24 颗卫星组成,在任何时间任何地点地面接收终端都可以同时接受到4 颗以上的卫星发出的信号。根据电磁波的传播原理,通过卫星信号的到达时间差来计算出搜索到的卫星和终端用户之间的距离,采用三边定位法计算出终端用户的具体位置,其民用定位精度可以达到15m 以内。同时,其他国家也陆续研究开发出了具有自主知识产权的定位系统,包括和中国的北斗卫星定位系统、俄罗斯的Glonass 定位系统和欧盟的Galileo 定位系统。 但是在城市环境中,由于GPS 卫星发射的电磁信号太微弱,楼宇等建筑物阻碍了卫星信号的传播,所以导致了所谓的“都市峡谷”(Urban Canyon)效应,使得GPS 系统无法正确定位。因此,虽然GPS 系统在室外环境能够有效地定位,但是在室内环境却无法进行有效的定位。 以上两种定位系统是应用比较广泛的室外定位系统,但应用于室内的时候,这两种定位系统并不能提供很好的定位服务。首先,由于室内环境复杂,信号在室内传播的情况要复杂于室外传播的情况。其次,室外定位应用大都是开阔环境中,几十米的定位误差并不影响用户的使用感受;但对于室内定位应用而言,需要将定位精度控制在若干米以内,才能为用户提供达可具使用性的室内定位系统。针对室内定位的难点,即克服信号受到环境噪声的干扰,对移动用户的快速定位,对定位精度的高要求,国内外研究人员都进行了有针对性的研究,这些研

WiFi定位原理介绍

Wi-Fi实时定位系统 基于Wi-Fi的无线局域网实时定位系统(Wi-Fi RTLS)结合无线局域网络(WLAN)、射频识别(RFID)和实时定位等多种技术,广泛地应用在有无线局域网覆盖的区域,实现复杂的人员定位、监测和追踪任务,并准确搜寻到目标对象,实现对人员和物品的实时定位和监控管理。 无线局域网(WLAN)介绍 无线局域网(WLAN,又称Wi-Fi)是在不采用传统电缆线的同时,提供传统有线局域网的所有功能,网络所需的基础设施不再埋在地下或隐藏在墙里,网络却能够随着你的需要移动或变化。与有线网络相比,WLAN最主要的优势在于不需布线,不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展,甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。 无线局域网是基于国际IEEE 802.11标准。标准规定无线网络发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约60~70毫瓦,手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦。无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,对人体是安全的。 一般WLAN能覆盖的范围应视环境的开放与否而定。若不加外接天线,在视野所及之处约250米;若属半开放性空间,有间隔的区域,则约35~50米左右。加上外接天线,则距离可达更远,这与天线增益值相关,需视用户需求而定。 AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问节点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。 工作原理

基于WIFI的室内定位技术

《无线定位技术》课程报告基于WIFI的室内定位技术 学院: 学号: 姓名: 2015年11月

目录 1背景....................................... 错误!未定义书签。2室内定位技术相关理论....................... 错误!未定义书签。 定位技术简介.......................... 错误!未定义书签。 定位测距原理.......................... 错误!未定义书签。 WiFi基础知识........................... 错误!未定义书签。3基于RSSI的室内定位技术.................... 错误!未定义书签。 RSSI定位技术分类....................... 错误!未定义书签。 典型的室内传播模型.................... 错误!未定义书签。 线性距离路径损耗模型.............. 错误!未定义书签。 对数距离路径损耗模型.............. 错误!未定义书签。 衰减因子模型...................... 错误!未定义书签。 MK模型............................ 错误!未定义书签。 基于模型的定位算法.................... 错误!未定义书签。 三边测量法........................ 错误!未定义书签。 双曲线定位法...................... 错误!未定义书签。 最小二乘法........................ 错误!未定义书签。4总结....................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................ 错误!未定义书签。

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现 雷地球, 罗海勇, 刘晓明 (中国科学院计算技术研究所, 普适计算研究中心, 北京 100190) 摘要:本文设计及实现了一个基于WiFi射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统,并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP的RSSI设定了选择区间,指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值,最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计,如有相同权重值,则比较信号强度距离,取最小者,这种算法在一定程度上克服了RSSI信号随机抖动对定位的影响,提高了定位的稳定性和精度。经实验测试,此系统在4米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所,为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端,客户端为配备WiFi模块的Android手机。借助该定位系统,基于Android系统的移动终端可方便地查询自身位置,并获取各种基于位置服务。 关键词:接收信号强度;无线室内定位;射频指纹;Android操作系统 Design and Implement an Indoor Location System based on WiFi Lei Diqiu, Luo Haiyong, Liu Xiaoming (Pervasive Computing Research Center, Institute of Computer Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China) Abstract: This paper designs and implements an indoor location system based on WiFi for mobile user with Android handset. A locating arithmetic based on Weight-Select is introduced to filter the random noise of RSSI. For each location in Radio Map, a weight is set if the RSSI of the AP scanned is in the interval preset. Then max-weighted location or the min-RSSI-distance among them will be selected as the estimated position. According to experiments, 4-metre locating precision is available. It can be used for locating and navigating in such scene as exhibition center, campus, park, and so on. Users equipped with Android handset could get its location and some intelligent services. It is also an open and extensible system. Some locating arithmetic also could be tested on this system. Key words: Received Signal Strength, Wireless Indoor Locating, Radio Map, Android Operating System 1.引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中,使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务;在仓储物流过程中,对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率;在监狱环境中,及时准确地掌握相关人员的位置信息,有助于提高安全管理水平,简化监狱管理工作。 目前全球定位系统(GPS,Global Positioning System)是获取室外环境位置信息 基金资助:国家自然基金(60873244、60973310、60772070)、北京自然基金(4102059) 联系作者:雷地球,E-mail:leidiqiu@https://www.wendangku.net/doc/365751905.html, 的最常用方式。近年来,随着无线移动通信技术的快速发展,GPS和蜂窝网络相结合的A-GPS(Assisted Global Positioning System)定位方式[1]在紧急救援和各种基于位置服务(LBS,Location-Based Services)中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡,GPS/APGS等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合,目前无线室内定位技术迅速发展,已成为GPS的有力补充。 一般来讲,使用无线信号强度获取目标位置信息的过程,就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位

基于WiFi的室内定位系统设计

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现摘要:本文设计及实现了一个基于WiFi 射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统,并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP 的RSSI 设定了选择区间,指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值,最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计,如有相同权重值,则比较信号强度距离,取最小者,这种算法在一定程度上克服了RSSI 信号随机抖动对定位的影响,提高了定位的稳定性和精度。经实验测试,此系统在4 米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所,为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端,客户端为配备WiFi 模块的Android 手机。借助该定位系统,基于Android 系统的移动终端可方便地查询自身位置,并获取各种基于位置服务。 1. 引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中,使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务;在仓储物流过程中,对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率;在监狱环境中,及时准确地掌握相关人员的位置信息,有助于提高安全管理水平,简化监狱管理工作。 目前全球定位系统(GPS , GlobalPositioning System)是获取室外环境位置信息的最常用方式。近年来,随着无线移动通信技术的快速发展,GPS 和蜂窝网络相结合的A-GPS(Assisted Global Positioning System)定位方式在紧急救援和各种基于位置服务(LBS,Location-Based Services)中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡,GPS/APGS 等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合,目前无线室内定位技术迅速发展,已成为GPS 的有力补充。 一般来讲,使用无线信号强度获取目标位置信息的过程,就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位系统主要采用红外、超声波、蓝牙、WiFi (Wireless Fidelity)、RFID(Radio FrequencyIdentification)等短距离无线技术。其中基于WiFi 网络的无线定位技术由于部署广泛且低成本较低,因此备受关注。其中由微软开发的RADAR 系统是最早的基于WiFi网络的定位系统。它采用射频指纹匹配方法,从指纹库中查找最接近的K 个邻居,取它们坐标的平均作为坐标估计。而文献[5]介绍的室内定位系统则基于RSSI 信号的统计特性,采用贝叶斯公式,通过计算目标位置的后验概率分布,来进行定位。 本文同样基于WiFi网络,设计和实现了一种无线室内定位系统,但与上述定位方法不同,本文采用了基于权值选择的定位算法,在一定程度上减少了RSS.信号随机变化引起的定位误差,实验结果表明,该系统可获得较好的定位精度(4 米)。 2. 系统设计 本系统可为移动终端客户在展馆、商场、校园等应用场景提供定位服务。鉴于移动终端受到计算能力、存储容量和电池电量等诸多限制,所以仅完成简单的信号采集工作,定位计算由定位服务端完成。 定位系统的架构体系如图1 所示。服务端主要负责定位计算和响应终端的定位请求。基于负载均衡考虑,响应位置请求的Web 服务器和运行定位计算的定位服务器分离,数据交换方式采用客户端和Web 服务器相同的数据交换方式。客户端依附于具体对象,主要负责采集周边AP 的无线信号强度,并向服务端提交信号特征,服务器使用客户端采集的信号特征进行定位计算,获得移动终端的位置估计。 客户端和服务端通信采用标准的HTTP协议,编程方便,可扩展性好,客户端程序功能

WiFi室内精准定位你的位置

WiFi室内精准定位你的位置 作者:汤姆?西蒙奈特发稿时间:2011-06-11 10:38:55 点击:4375 结合Wi-Fi信号和人的脚步的移动,手机可定位你的室内位置,精确度在十来 步之内。 从可以显示用户所在位置的地图,到各种新型的社交网络,手机内置GPS接收器的到来引领了基于位置的应用程序和服务的迅猛增长。然而踏入一座大楼,GPS便每每失灵。现在,一家新创公司凭借其技术使得手机在建筑物内也可以定位你所在的位置,且精确到几步之内。该公司希望这可以引导室内定位服务的第二轮增长狂潮。 失而复得:WiFiSLAM技术可在地图上定位手机的地理位置所在,精确度在十几步之内。这个应用程序利用WiFiSLAM技术使得游戏中的“吃豆人”(Pac-Man)来到了现实世界里。 来源:WiFiSLAM 上周,WiFiSLAM公司第一次在公众面前展示其科技,通过结合周边Wi-Fi网络的“印迹”及手机内置的加速度计和指南针来定位手机的所在。该公司由斯坦福大学的学生创建,创业基金来自该学校为新创公司设立的StartX加速计划。 利用Skyhook和Google等公司创建并维持的多个数据库,移动设备可以使用Wi-Fi网络改进室外GPS定位。这些数据库是许多公司通过驾车四处“嗅探”无线网络而整理出来的。然而,这项技术目前仅能够做到10米的精确范围,且目前主要用于户外使用。 该技术通常能够精确到你所在位置的“十几步”之内,WiFiSLAM创始人之一阿南德·阿卓亚(Anand Atreya)表示:“精确度会随着你与室内环境的互动而产生变化。”这项技术能够在大型而复杂的建筑物内如医院或机场进行导航协助,他说,并且程序开发者们将来很可能找到更多更富有想象的应用。 “想象一下在大卖场内,”阿卓亚说道,“我们可以提供正在你面前的商品的相关信息。”另一种可能应用是允许用户找到最近的一个卖场服务员,只要这个服务员刚好也在追踪范围之内。 当正在使用WiFiSLAM的移动设备想要知道自己的位置所在时,它会分析周围所有Wi-Fi网络的信号强度和唯一ID识别码。这些信息会与从网络中下载或已经储存在设备中的该区域的引用数据集进行匹配。如果移动设备轻微地来回移动几次,预估的定位点就会更加准确,这是因为WiFiSLAM算法能够收集多个“印迹”。捕获用户脚步的指南针数据和加速度器信号也可以用来精确化随着人的移动而不断变化的定位点。 有了在特定建筑物内提前收集到的相似数据,WiFiSLAM才能提供定位。使用另一个特殊应用程序的人必须在该建筑物内来回走动几次,且每个房间至少进入一次。最初曾用于机器人导航的算法会

室内WiFi定位是怎么实现的,有没有案例

信锐技术室内WiFi定位实施案例 无线应用的开发,使得WiFi不只是单纯的满足上网使用。在很多商场项目里,基于WiFi的应用如无线点餐、无线收银、无线导航、反向寻车等都变成了现实。而后两者中,基于无线的定位则是实现这一应用的重要功能。那么无通过WiFi定位终端到底是怎么实现的呢,下面我们就来看看天津欧贸商城中,信锐无线和猫酷定位是如何完美实现反向寻车这一应用的。 猫酷是业内专业的定位厂商,只要能获取认证终端通过WiFi发回的报文,就能实现终端的定位。天津欧贸商城案例中,猫酷定位采用了基于微信轻应用的形式来做定位。这种定位方式的原理是,信锐技术认证服务器将认证终端的信息传递给猫酷的本地服务器,完成前端的数据收集,当某一个终端需要定位时,再匹配无线AP传送的定位报文即可实现。 具体应用中,猫酷对于无线AP密度、定位报文具有一定的要求。密度上,猫酷要求每个位置周围20米的范围内需要有3个可见无线AP。对于单台覆盖范围较广的无线AP来说,这一密度要求会带来一定的干扰问题,同时无线AP的部署还需考虑建筑格局以及用户对美观度的要求。欧贸商城案例中,用户要求无线AP只能装在走道内,信锐无线采用走道交错部署的方式、每隔16米左右部署一台无线AP,满足猫酷的要求同时确保用户效果最优。而对于定位报文的要求,信锐无线则能完全满足,直接在无线控制器后台配置即可。 除此之外,完成前端数据收集需要做前台数据的定制。当用户完成无线上网认证时,认证服务器将用户名、IP、MAC地址等信息传递给本地的猫酷服务器,认证后的跳转页面则跳转到猫酷认证的页面,将终端MAC 地址传递给猫酷,至此即完成了前台信息的收集。

WiFi室内定位应用认识

WiFi室内定位应用认识 在一些电视剧里,我们经常会看到这样的画面:在机场内,男主角疯狂地寻找女主角,直到远远看见,奔跑相拥……不过,伴随着室内导航技术的成熟,往后,不论是男主角还是现实生活中的你只需打开智能手机,便可精确找到她所在的位置,并由导航软件“导航”到其身旁。 近日在一个技术论坛上,有业内专家向信息时报记者透露,伴随着室内Wi-Fi热点日益密布,室内导航技术已接近成熟。据了解,尽管室内导航技术蕴藏大量商机,但由于国内购物中心对新技术认识不足,影响了室内导航技术的全面应用和普及。 Wi-Fi热点变身定位雷达 在室外露天厂商定位很容易,因为有GPS卫星和地上运营商的通信基站,但在GPS卫星无法穿透的购物中心内呢?“并不难——因为国内购物中心内几乎都遍布了Wi-Fi热点。”近日在一个论坛上,导航软件公司高德导航副总裁郄建军向记者表示,目前机场、火车站、图书馆、政府办公楼以及大型购物商城中遍布的Wi-Fi热点,完全可以充当起“小雷达”的作用,对用户进行室内定位和导航。他表示,“利用Wi-Fi热点进行室内定位和导航,在技术层面已经成熟。”

据了解,目前国内各大商城中,不论是运营商、商城自身还是商城内店铺,几乎都布置了数量庞大的Wi-Fi热点。在广州天河城星巴克,记者看到几乎每一个用户点餐后都习惯性地登录Wi-Fi。此外由于三大运营商都在天河城铺设了大量热点,因此不少用户也在等候人的期间,登录Wi-Fi上网。 据郄建军介绍,用户一旦登录Wi-Fi热点,导航软件理论上就可以透过用户接入的那个Wi-Fi热点,再配合上临近三个或以上的Wi-Fi热点,就可以确定用户的位置。据了解,技术上这些Wi-Fi能将定位范围缩小到5米左右,媲美室外的GPS卫星。 技术应用物管方面很重要 尽管技术趋于成熟,但对于室内导航技术的应用,郄建军则表示短期内不能过分乐观。“国外一般是运营商对采取该技术不积极,但购物中心的商家因有商业利益而很积极;中国的情况却恰恰相反,运营商和业界对于推动技术很积极,但大型购物中心却不积极,甚至设立门槛,向铺设运营商收取昂贵的入场费,管理费。”他不无遗憾地表示,室内导航最大的瓶颈并非技术本身,而且各大商场的物业管理。 一些技术人员向记者表示,如果没有物业管理的支持,室内导航几乎是不可能实现的。首先,要定位和导航,需要绘制室内地图。显然,室内的地图比室外的变动更频繁——室外建筑物不论是外观还是名字都不可能频繁,但在室内,店铺外观和名字的修改过于频繁。此外,如

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现[图]

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现[图] 1. 引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中,使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务;在仓储物流过程中,对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率;在监狱环境中,及时准确地掌握相关人员的位置信息,有助于提高安全管理水平,简化监狱管理工作。 目前全球定位系统(GPS , GlobalPositioning System)是获取室外环境位置信息的最常用方式。近年来,随着无线移动通信技术的快速发展,GPS 和蜂窝网络相结合的A-GPS(Assisted Global Positioning System)定位方式在紧急救援和各种基于位置服务(LBS,Location-Based Services)中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡,GPS/APGS 等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合,目前无线室内定位技术迅速发展,已成为GPS 的有力补充。 一般来讲,使用无线信号强度获取目标位置信息的过程,就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位系统主要采用红外、超声波、蓝牙、WiFi(Wireless Fideli ty)、RFID(Radio FrequencyIdentification)等短距离无线技术。其中基于WiFi 网络的无线定位技术由于部署广泛且低成本较低,因此备受关注。其中由微软开发的RADAR 系统是最早的基于WiFi 网络的定位系统。它采用射频指纹匹配方法,从指纹库中查找最接近的K 个邻居,取它们坐标的平均作为坐标估计。而文献[5]介绍的室内定位系统则基于RSSI 信号的统计特性,采用贝叶斯公式,通过计算目标位置的后验概率分布,来进行定位。 本文同样基于WiFi 网络,设计和实现了一种无线室内定位系统,但与上述定位方法不同,本文采用了基于权值选择的定位算法,在一定程度上减少了RSS.信号随机变化引起的定位误差,实验结果表明,该系统可获得较好的定位精度(4 米)。 2. 系统设计 本系统可为移动终端客户在展馆、商场、校园等应用场景提供定位服务。鉴于移动终端受到计算能力、存储容量和电池电量等诸多限制,所以仅完成简单的信号采集工作,定位计算由定位服务端完成。 定位系统的架构体系如图1 所示。服务端主要负责定位计算和响应终端的定位请求。基于负载均衡考虑,响应位置请求的Web 服务器和运行定位计算的定位服务器分离,数据交换方式采用客户端和Web 服务器相同的数据交换方式。客户端依附于具体对象,主要负责采集周边AP 的无线信号强度,并向服务端提交信号特征,服务器使用客户端采集的信号特征进行定位计算,获得移动终端的位置估计。 客户端和服务端通信采用标准的H TTP协议,编程方便,可扩展性好,客户端程序功能可根据需要进行扩充。

WiFi室内精准定位你的位置

WiFi室内精准定位你的位置 汤姆?西蒙奈特2011-06-11 麻省理工科技创业 结合Wi-Fi信号和人的脚步的移动,手机可定位你的室内位置,精确度在十来 步之内。 从可以显示用户所在位置的地图,到各种新型的社交网络,手机内置GPS接收器的到来引领了基于位置的应用程序和服务的迅猛增长。然而踏入一座大楼,GPS便每每失灵。现在,一家新创公司凭借其技术使得手机在建筑物内也可以定位你所在的位置,且精确到几步之内。该公司希望这可以引导室内定位服务的第二轮增长狂潮。 失而复得:WiFiSLAM技术可在地图上定位手机的地理位置所在,精确度在十几步之内。这个应用程序利用WiFiSLAM技术使得游戏中的“吃豆人”(Pac-Man)来到了现实世界里。来源:WiFiSLAM 上周,WiFiSLAM公司第一次在公众面前展示其科技,通过结合周边Wi-Fi网络的“印迹”及手机内置的加速度计和指南针来定位手机的所在。该公司由斯坦福大学的学生创建,创业基金来自该学校为新创公司设立的StartX加速计划。 利用Skyhook和Google等公司创建并维持的多个数据库,移动设备可以使用Wi-Fi网络改进室外GPS定位。这些数据库是许多公司通过驾车四处“嗅探”无线网络而整理出来的。然而,这项技术目前仅能够做到10米的精确范围,且目前主要用于户外使用。 该技术通常能够精确到你所在位置的“十几步”之内,WiFiSLAM创始人之一阿南德·阿卓亚(Anand Atreya)表示:“精确度会随着你与室内环境的互动而产生变化。”这项技术能够在大型而复杂的建筑物内如医院或机场进行导航协助,他说,并且程序开发者们将来很可能找到更多更富有想象的应用。 “想象一下在大卖场内,”阿卓亚说道,“我们可以提供正在你面前的商品的相关信息。”另一种可能应用是允许用户找到最近的一个卖场服务员,只要这个服务员刚好也在追踪范围之内。 当正在使用WiFiSLAM的移动设备想要知道自己的位置所在时,它会分析周围所有 Wi-Fi网络的信号强度和唯一ID识别码。这些信息会与从网络中下载或已经储存在设备中的该区域的引用数据集进行匹配。如果移动设备轻微地来回移动几次,预估的定位点就会更

基于WIFI的室内定位技术

基于WIFI的室内定位技术

《无线定位技术》课程报告基于WIFI的室内定位技术 学院: 学号: 姓名: 2015年11月

目录 1背景 (1) 2室内定位技术相关理论 (3) 2.1定位技术简介 (3) 2.2定位测距原理 (4) 2.3WiFi基础知识 6 3基于RSSI的室内定位技术 (8) 3.1RSSI定位技术分类 8 3.2典型的室内传播模型 (9) 3.2.1线性距离路径损耗模型 9 3.2.2对数距离路径损耗模型 9 3.2.3衰减因子模型 10 3.2.4MK模型 10 3.3基于模型的定位算法 (11) 3.3.1三边测量法 11 3.3.2双曲线定位法 12 3.3.3最小二乘法 13 4总结 (15) 参考文献 (16)

基于WIFI的室内定位技术研究 1背景 时间和空间是人们生活、生产的基本要素,人们的一切活动都离不开时间和空间。随着无线通信技术的发展和人们生活水平的提高,基于位置的服务(Location-Based Service,LBS)需求量不断增长,发展迅速,受到大家的广泛关注,并且在社交网络、广告服务、旅游、购物、公共安全服务等诸多领域得到广泛应用[1]。 根据定位环境的不同,无线定位技术大致可分为室外定位和室内定位两大类。以美国的全球定位系统(Global Positioning System, GPS)为代表的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS),室外定位技术已经相当成熟,可靠性好、精度高,给室外定位带来了极大的便利,并且在军事、交通、测绘、环境监测等领域得到广泛应用。然而人们日常生活的大部分时间都在室内活动,人们已经不再满足于只能在室外享有基于位置的信息服务,室内定位的需求变得日益强烈。卫星信号不能穿透建筑物,并且在障碍物遮挡较为严重的情况下,卫星定位系统无法给出可靠的定位结果甚至无法定位。因此,全球导航卫星系统不能满足人们室内定位的需求,于是室内定位技术应运而生。 目前室内定位技术主要有光跟踪定位技术、A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术和WiFi技术等。光跟踪定位技术要求探测器和跟踪目标之间可视,这使得光跟踪技术的应用受到很多限制。A-GPS定位技术通过延长每个码的延迟时间来提高信号的灵敏度,需要通过相关机搜索延迟码,需要在手机内集成GPS接收机,这就决定了A-GPS定位技术使用范围的局限性[2]。超声波定位目前大多数采用反射式测距法,定位精度可达厘米级,精度较高,但容易受到反射、透射、绕射等多径效应的影响,且成本较高[3]。蓝牙技术所需的设备体积小,易于集成在PDA、PC以及手机中,但它在复杂的环境中稳定性差,覆盖范围小。WiFi技术是一种新型的信息获取技术,具有覆盖范围广、传输速度快、成本较低、易于安装、稳定性高等特点,各大媒体争先报道,有的甚至称WiFi

iBeacon+wifi实现室内精确定位

iBeacon+wifi实现室内精确定位 室内定位技术有很多种,但要实现精确定位,或将iBeacon+wifi会是最佳的搭配,下面随着iBeacon设备厂家云里物里一起看来看下这两种技术的原理。 一、iBeacon是一种低成本的定位技术解决方案 iBeacon的确弥补了GPS技术的不足,为用户提供一种低成本、更省电的室内定位追踪技术。它能根据用户的位置和需求,通过手机应用程序来提供智能化的电子服务。 但苹果对iBeacon可谓是予以厚望,其描述的使用场景包括移动支付、移动广告、零售服务、样品展示等等。所以苹果此举开放了商标使用申请,将会大力推动iBeacon基站建设速度。 现时各大公司的利益关系,苹果,谷歌,三星,都各自发布了类iBeacon的东西;而iBeacon 的维护,毕竟iBeacon比较小,而且不能像WiFi那样进行远程管理。 二、Wi-Fi定位 WiFi定位是利用现有的无线网络,配合WiFi标识和相关的移动终端设备比如WiFi手机,PDA、笔记本电脑等,再结合相应的定位算法,来确定相关人员和物品位置的一种新技术。 它除了可以实现定位功能,还可以实现上网功能。根据用户习惯,使用WiFi的人远比使用蓝牙的多,用户习惯培养,WiFi更加具有优势。但是在城市中更趋向于空间任何一点都能接收到至少一个AP的信号。热点只要通电,不管它怎么加密的,都一定会向周围发射信号。信号中包含此热点的全球唯一ID。 所以这种定位有很大误差。而且WiFi的功耗比iBeacon要大很多;其次是WiFi定位极限在3到5米,精度没有iBeacon的高。

三、iBeacon+WiFi互补,实现精确定位 目前,WiFi定位已可以达到一米以内,这项应用也已经在推广了。WiFi可以实现更大的覆盖面积(现论标准,蓝牙10米,WiFi可达100米),但蓝牙可以与它互补。比如说在WiFi 覆盖不到的地方,有很多楼盘是没有WiFi覆盖的,可以通过蓝牙BLE,实现精淮定位。现在的方案只需要1-2个很小的BLE标志就可以。iBeacon只是触发,本身不具备数据传输功能,而WiFi则是具备数据传输功能,基于室内导购,必须具备数据传输功能,这样才能实现推送功能,因此,WiFi实现的是区域性定位,iBeacon实现的是精细定位。 总结来说,通过将室内定位技术和数据融合,iBeacon创造了一种新型的商业模式,并以此真正实现了“在恰当的时间将恰当的产品推销给恰当的消费人群”这一营销理念。

WIFI定位原理介绍

1 引言 定位技术——利用信息化手段告诉用户某一物体的位置信息。最专业的定位系统是全球定位系统(Global Positioning System, GPS)[1, 2],包括军事、执法、公交调度、出租车调度、物流、策划在内的很多行业都是全球定位系统的用户。随着GPS客户端接收器体积越来越小,客户端的精度越来越高,GPS 定位功能被广泛的用到各行各业,一些智能手机、笔记本等移动终端甚至把GPS功能作为其标配嵌入到终端。 GPS只是室外定位技术的一种,近些年兴起了很多技术,其中包括GSM网络基站定位、CDMA网络基站定位。在国内,对于移动或者联通的G网(GSM)用户,可以通过手机接收运营商的网络信号来定位。一个GSM手机只要处于开机状态,就可以接收到附近基站的信号,根据用户当前所处基站的小区,可以定位出手机和这些基站之间的相对位置。联通C 网(CDMA)由于和GSM有实质性的差异,定位方式和GSM网络有所不同,基于C网的定位技术是由高通公司开发的一种结合CDMA基站和GPS信息的定位方式:gpsOne。一个gpsOne手机可以同时接受GPS卫星和周围CDMA基站的信号,根据这些信号可以得到比GSM更为精确的定位效果。 室外定位技术成熟、市场机制良好、应用广泛。然而人们的生活大部分时间其实处在室内,在日常生活中对室内也有很强烈的定位需求。首先是公共安全和应急响应,在紧急情况下,每一个人都想被救援人员精确定位到,大到建筑物的位置,甚至是楼层或者房间号。其次,可以应用到手机购物、移动电子商务、个性化广告/优惠信息。用户会希望能够直接获取商店或者所需产品的位置。再次,室内定位在机场、医院、大型商场、会展中心、大型停车场都可以有非常广泛的应用,例如在这些地方寻找某一个具体地点,只要打开你的手机,输入你想要去的地方或者在大型停车场输入你的车牌号,手机上就会显示出到达目的地的最近路线,从而解决你很多麻烦,这是不是很令人兴奋的事?室内定位的应用其实还不限于这些,这项技术可以影响着你生活的方方面面。强烈的需求于是推动了室内定位技术的发展。 室内定位技术主要有:1.红外技术;2.无线局域网;3.蓝牙;4.超声波;5.计算机视觉;6.磁场; 7.AGPS。这些技术一部分已经得到了开发利用,形成了比较系统的定位服务解决方案或者成型的商业产品,但是很多技术还处于研究实验阶段。有使用计算机视觉方法进行定位的实验[3],有介绍了使用磁场压力感应的智能地板的研制试验[4],由于这些方法所依赖的特定设备比较昂贵,目前看来实用性比较低,所以不做讨论。本文选取蓝牙,无线局域网这些可以在移动终端上直接应用的技术来做具体的介绍。 2 蓝牙技术 蓝牙技术----通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点,把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网(piconet)的主设备,就可以获得用户的位置信息。蓝牙技术主要应用于小范围定位,例如单层大厅或仓库。技术最大的优点是设备体积小、易于集成在 PDA、PC以及手机中,因此很容易推广普及。理论上,对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户,只要设备的蓝牙功能开启,蓝牙室内 移动终端室内无线定位技术介绍 张月星 摘 要 知道自己的位置总能给生活带来惊喜。由于室内环境较为狭小和复杂,GPS信号受到建筑物遮蔽,几乎不可能再来进行精确定位,同时GPS成功的市场应用和室内定位的空缺形成鲜明对比,使得近些年来市内定位技术成为了研究的热点。定位技术也层出不穷,红外技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术、传感器技术、RFID技术等,但还是缺乏稳定的能够得到市场认可的产品。其中一个重要原因在于室内定位还存在技术和成本上的瓶颈。本文选取几种有代表性的技术来进行讨论和分析。 关键词 室内定位;移动终端;Wi-Fi

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