Wi-Fi定位解决方案

北京智慧图公司Wi-Fi定位解决方案

一、LBS服务将是未来移动互联网的主要应用之一

随着移动互联网的蓬勃发展，各种基于位置的服务（Location Based Service，LBS）需求旺盛，各种应用也层出不穷,主要包括商业合作（LBS+团购、优惠信息推送、店内模式）、休闲娱乐型（签到check-in、游戏）、生活服务型（周边生活服务的搜索、与旅游的结合、会员卡与票务模式）、社交型（地点交友、即时通讯、以地理位置为基础的小型社区）和安全相关型（治安、消防、交通报警，对人、车、物的追踪）等几个大类。各类LBS服务的发展现状既体现了广大人民群众在消费、社交等物质与精神两方面的需求，也是未来经济发展的重要推动力。可以断言，LBS服务将是未来移动互联网的主要应用之一。

二、室内定位对于机场的管理、安全、价值提升等具有重要的意义

对于机场而言，位置服务对于机场旅客群体行为预测、异常行为检测、用户兴趣发现、提高服务质量、提升非航经济效益等具有重要意义，对机场的管理、安全、价值提升等具有重要的意义。首都国际机场正在建设室内定位系统，并以此系统为基础建立出港旅客排队监测和流量预测系统。首都国际机场正在建立基于位置的旅客个性化服务推送平台，根据旅客位置进行情景识别，主动提供服务信息和商业推荐，不但满足乘客的乘机旅行需求，充分利用机场服务资源，给每个旅客提供个性化的服务指导与宾至如归的机场体验，还可以大大提升首都机场的非航经济效益。室内定位系统还能帮助旅客远程预约停车，并在停车场提供找车服务。

三、室内以Wi-Fi定位为主的方案成为当前主流、也是未来最具发展潜力的室内定位技术手段

实现上述LBS服务的前提和基础是准确、快速的对用户所处实时位置进行测定，特别是在人口稠密、高楼密布的城区环境下实现室内外高精度无缝定位。对于室外环境下的定位，全球卫星导航系统（GNSS）作为一种覆盖全球的定位手

段已经得到了广泛应用，但包括北斗和GPS在内的GNSS共有的一个缺陷是其信号在室内环境都无法工作。

为解决室内定位难题，国内外专家学者提出了一系列技术解决方案，例如：基于移动通信网络的辅助GPS（A-GPS）、伪卫星（Pseudolite）、无线局域网（WLAN）、射频标签（RFID）、Zigbee、蓝牙（Bluetooth，BT）、超宽带无线电（UltraWideBand，UWB）、其他卫星或地面数字通信及广播信号、红外定位、光跟踪定位、计算机视觉定位、超声波定位等。这些技术有些是以导航定位为专门或主要用途，例如伪卫星；有些则主要用于通信，但同时也能提供定位服务，例如无线局域网。尽管不同的技术手段精度与易用性不同，各有优势，但其中大多数技术(如伪卫星或基于数字广播的定位)需要布设额外的设备或改装大量现有设备，耗资巨大。从技术成熟与大规模应用的现实角度考虑，室外依靠北斗、GPS等各类GNSS系统、室内以Wi-Fi为主的方案成为当前主流、也是未来最具发展潜力的室内外无缝定位技术手段。国外各大通信、互联网公司，例如Google、Apple、CISCO等，均在这一领域进行了大量的研究和开发工作，并初步投入应用。

Wi-Fi定位技术除具有良好的精度和可用性外，其独特优势在于Wi-Fi芯片已经在各类用户智能终端（智能手机、平板电脑等）中得到广泛普及，并且随“无线城市”的发展，国内各大城市电信运营商、公司与家庭均已安装了大量的Wi-Fi 热点与网关，通过利用现有的这些Wi-Fi设施，能够显著降低建设与长期运营成本，快速实现项目预定目标。这些都是开展Wi-Fi技术为主的无缝定位技术研究和推动LBS应用的最佳基础条件与保证。

四、北京智慧图公司Wi-Fi定位系统特点与功能

目前，Wi-Fi定位技术主要有主动定位和被动定位两种方式。被动定位是指在覆盖无线局域网的地方，人员携带的终端（手机、定位卡或腕带）周期性地发出信号，无线局域网络访问点（AP）接收到信号后，将数据传送给定位服务器。定位服务器根据信号的强弱或信号到达时差计算出人员的位置。主动定位是指无线局域网络访问点（AP）周期性发出到信号，人员携带的终端（手机、定位卡或腕带）接收到信号后，在终端侧或将数据传送给定位服务器计算出位置。

北京智慧图科技有限责任公司Wi-Fi实时定位系统构架如下图所示：

图1 Wi-Fi实时定位系统构架构图

如上图所示，Wi-Fi实时定位监控系统主要由手机或定位标签（Wi-Fi Tag）、无线网络基础设施（AP）和后端监控管理中心（定位服务器及网络设备管理）三部分组成。无线局域网接入点可以使用任何支持802.11b\g的产品。

1)终端设备（手机、定位卡或腕带）作为无线数据采集模块佩戴在人员身上或物品上，系统通过对终端的跟踪实现对人员和资产的跟踪定位。可以根据需要设计不同的外形，腕带、胸卡等以适应不同需求。

2)AP采用2.4GHz频段，支持802.11b/g模式，及时采集手机、定位卡或腕带的信息，传输到后端的监控中心，对其进行控制管理。

3)安装了定位服务器软件系统的监控管理中心，主要实现实时数据分析处理。分析管理定位目标设备数据，通过控制中心的电子地图监视并及时显示各现场定位目标的位置，数据可同时存入存储数据库，监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询人员或物品的实时位置信息，报警信息，及某段时间内的移动轨迹等。网络结构

基于定位的无线局域网络有别于一般的通讯网络，要求在任一位置点，均可

以收到3个以上的AP信号。AP主要分为主通讯AP与定位AP，主通讯AP负责服务器与通讯AP之间的数据交换和传输，所有主通讯AP必须通过网线进行连接。定位AP，主要负责收集标签信息，并将结果发送给指定服务器。

图2 Wi-Fi实时定位系统构网络拓扑结构图

功能特点

1. 高精度室内定位引擎

2. 采用已有Wi-Fi网络，不需测量AP位置，部署成本低，支持手机定位；

3. 水平定位精度可达3米以内，高度方向实现楼层自动切换；

4. 地磁、惯导辅助定位，定位效果平滑；

5. 支持室内外无缝定位，无缝定位延迟优于100ms；

6. 高效的缓存策略与负载均衡机制，支持大用户量并发访问，位置服务器访问容量可扩展；

7. 灵活的位置服务接口，提供跨平台的位置服务，支持Android、IOS、WP7、Windows、Linux、Windows CE等平台。

目前的定位解决方案存在问题

1. 需要精确测量AP位置，用来定位计算，造成室内精确测量AP位置的工作量巨大。