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Wi-Fi定位技術原理及應用

2017年11月02日 16:18 互聯網 作者: 用戶評論(0

  Wi-Fi定位技術:無線局域網絡(WLAN)已是目前所有智能手機平臺的標配了,利用廣泛普有的WIFI系統來做定位是一項低成本容易實現的技術。微軟開發的RADAR 系統是最早的基于WiFi 網絡的定位系統。它采用射頻指紋匹配方法,從指紋庫中查找最接近的K 個鄰居,取它們坐標的平均作為坐標估計。室內定位系統基于RSSI 信號的統計特性,采用貝葉斯公式,通過計算目標位置的后驗概率分布,來進行定位。

  Wi-Fi定位技術是室內定位技術中的一種,指通過無線接入點(包括無線路由器)組成的無線局域網絡(WLAN),可以實現復雜環境中的定位、監測和追蹤任務。它以網絡節點(無線接入點)的位置信息為基礎和前提,采用經驗測試和信號傳播模型相結合的方式,對已接入的移動設備進行位置定位,最高精確度大約在1米至20米之間。如果定位測算僅基于當前連接的Wi-Fi接入點,而不是參照周邊Wi-Fi的信號強度合成圖,則Wi-Fi定位就很容易存在誤差(例如:定位樓層錯誤)。另外,Wi-Fi接入點通常都只能覆蓋半徑90米左右的區域,而且很容易受到其他信號的干擾,從而影響其精度,定位器的能耗也較高。

  Wi-Fi定位技術原理

Wi-Fi定位技術原理及應用

  1.每一個無線AP都有一個全球唯一的MAC地址,并且一般來說無線AP在一段時間內是不會移動的

  2.設備在開啟Wi-Fi的情況下,即可掃描并收集周圍的AP信號,無論是否加密,是否已連接,甚至信號強度不足以顯示在無線信號列表中,都可以獲取到AP廣播出來的MAC地址

  3.設備將這些能夠標示AP的數據發送到位置服務器,服務器檢索出每一個AP的地理位置,并結合每個信號的強弱程度,計算出設備的地理位置并返回到用戶設備

  4.位置服務商要不斷更新、補充自己的數據庫,以保證數據的準確性,畢竟無線AP不像基站塔那樣基本100%不會移動

  Wi-Fi定位技術方式

Wi-Fi定位技術原理及應用

  這樣的位置服務商現在來說只有Skyhook和Google兩家。他們收集位置數據的方式也是相似的

  1.主動采集:Google的街景拍攝車還有一個重要的功能就是采集沿途的無線信號,并打上通過GPS定位出的坐標回傳至服務器;

  Skyhook在美國及歐洲一些國家也是直接開著信號采集車采集AP和基站的信號數據,相對來說覆蓋城市沒有Google多,目前中國僅有少數城市有覆蓋,并且他們在包括中國在內的多個國家招募有償工作者,以協助Skyhook收集位置數據。當然你也可以直接在其網站上提交一個MAC地址。

  2.用戶提交: 通常是以靜默方式向同時擁有Wi-Fi和GPS的終端用戶收集位置數據

  Android手機用戶在開啟“使用無線網絡定位”時會提示是否允許Google的定位服務手機匿名地點數據;

  同樣的Skyhook的最大客戶Apple也在iPhone的User Guide中說明會以不能識別用戶身份的方式收集位置數據。

  Wi-Fi定位技術的條件測試

Wi-Fi定位技術原理及應用

  使用這種方式定位一般來說需要與位置服務器進行即時的網絡交互,Android正是如此,最好的證明就是關閉電話和GPS后,單單打開Wifi但不連接任何一個無線網絡或者連接一個沒有接入互聯網的網絡時,是無法進行定位的。實際測試的時候,發現這種情況下部分軟件仍然可以定位,但是無論將設備移動到哪里,應用中的位置始終不會變化。因為Android的API中提供的方法是LocationManager.getLastKnownPosition,只要是通過這種方式獲取到的位置數據,Android是不會立即定位的,而是將最后一次定位的數據返回給應用,除非應用發起更新位置的請求。

  在開啟Wi-Fi而不連接網絡的情況下,iOS仍然何以提供定位服務,而關閉Wi-Fi后其實跟Android無網絡的情況相同,不是實時的定位

  基本上可以確定,是iOS緩存了歷史地點及附近一定范圍內的位置數據(并且范圍不小,因為有人曾經去到一個從未去過的10公里外的度假村,無連接狀態仍然成功定位)位置的計算直接在本機進行。

  常見的位置信息來源主要包GPS、IP、RFID、AP MAC、cell ID等。那么它的定位效果如何呢?

  測試結果如下:

  無線開啟、任意聯網狀態:較準確的定位、且坐標有波動

  無線開啟、不聯網:無法定位

  無線關閉、有線聯網:可定位、偏差較遠、始終是同一個坐標

  無線關閉、不聯網:無法定位

  第一種:只要無線開關是打開的,周圍有無線網絡,不管是否連接無線網絡、是否是通過無線接入互聯網,只要可以接入互聯網即可進行準確定位

  第三種:應該是通過IP定位

  第二、四種:無法連接位置服務器,故無法定位

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( 發表人:何亞瓊 )

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