Wi-Fi定位技術(shù)原理及應(yīng)用
Wi-Fi定位技術(shù):無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)已是目前所有智能手機(jī)平臺(tái)的標(biāo)配了,利用廣泛普有的WIFI系統(tǒng)來(lái)做定位是一項(xiàng)低成本容易實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。微軟開(kāi)發(fā)的RADAR 系統(tǒng)是最早的基于WiFi 網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)。它采用射頻指紋匹配方法,從指紋庫(kù)中查找最接近的K 個(gè)鄰居,取它們坐標(biāo)的平均作為坐標(biāo)估計(jì)。室內(nèi)定位系統(tǒng)基于RSSI 信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性,采用貝葉斯公式,通過(guò)計(jì)算目標(biāo)位置的后驗(yàn)概率分布,來(lái)進(jìn)行定位。
Wi-Fi定位技術(shù)是室內(nèi)定位技術(shù)中的一種,指通過(guò)無(wú)線接入點(diǎn)(包括無(wú)線路由器)組成的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN),可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中的定位、監(jiān)測(cè)和追蹤任務(wù)。它以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(無(wú)線接入點(diǎn))的位置信息為基礎(chǔ)和前提,采用經(jīng)驗(yàn)測(cè)試和信號(hào)傳播模型相結(jié)合的方式,對(duì)已接入的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)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(cè)算僅基于當(dāng)前連接的Wi-Fi接入點(diǎn),而不是參照周邊Wi-Fi的信號(hào)強(qiáng)度合成圖,則Wi-Fi定位就很容易存在誤差(例如:定位樓層錯(cuò)誤)。另外,Wi-Fi接入點(diǎn)通常都只能覆蓋半徑90米左右的區(qū)域,而且很容易受到其他信號(hào)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(shù)原理

1.每一個(gè)無(wú)線AP都有一個(gè)全球唯一的MAC地址,并且一般來(lái)說(shuō)無(wú)線AP在一段時(shí)間內(nèi)是不會(huì)移動(dòng)的
2.設(shè)備在開(kāi)啟Wi-Fi的情況下,即可掃描并收集周圍的AP信號(hào),無(wú)論是否加密,是否已連接,甚至信號(hào)強(qiáng)度不足以顯示在無(wú)線信號(hào)列表中,都可以獲取到AP廣播出來(lái)的MAC地址
3.設(shè)備將這些能夠標(biāo)示AP的數(shù)據(jù)發(fā)送到位置服務(wù)器,服務(wù)器檢索出每一個(gè)AP的地理位置,并結(jié)合每個(gè)信號(hào)的強(qiáng)弱程度,計(jì)算出設(shè)備的地理位置并返回到用戶設(shè)備
4.位置服務(wù)商要不斷更新、補(bǔ)充自己的數(shù)據(jù)庫(kù),以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,畢竟無(wú)線AP不像基站塔那樣基本100%不會(huì)移動(dòng)
Wi-Fi定位技術(shù)方式

這樣的位置服務(wù)商現(xiàn)在來(lái)說(shuō)只有Skyhook和Google兩家。他們收集位置數(shù)據(jù)的方式也是相似的
1.主動(dòng)采集:Google的街景拍攝車還有一個(gè)重要的功能就是采集沿途的無(wú)線信號(hào),并打上通過(guò)GPS定位出的坐標(biāo)回傳至服務(wù)器;
Skyhook在美國(guó)及歐洲一些國(guó)家也是直接開(kāi)著信號(hào)采集車采集AP和基站的信號(hào)數(shù)據(jù),相對(duì)來(lái)說(shuō)覆蓋城市沒(méi)有Google多,目前中國(guó)僅有少數(shù)城市有覆蓋,并且他們?cè)诎ㄖ袊?guó)在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家招募有償工作者,以協(xié)助Skyhook收集位置數(shù)據(jù)。當(dāng)然你也可以直接在其網(wǎng)站上提交一個(gè)MAC地址。
2.用戶提交: 通常是以靜默方式向同時(shí)擁有Wi-Fi和GPS的終端用戶收集位置數(shù)據(jù)
Android手機(jī)用戶在開(kāi)啟“使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位”時(shí)會(huì)提示是否允許Google的定位服務(wù)手機(jī)匿名地點(diǎn)數(shù)據(jù);
同樣的Skyhook的最大客戶Apple也在iPhone的User Guide中說(shuō)明會(huì)以不能識(shí)別用戶身份的方式收集位置數(shù)據(jù)。
Wi-Fi定位技術(shù)的條件測(cè)試

使用這種方式定位一般來(lái)說(shuō)需要與位置服務(wù)器進(jìn)行即時(shí)的網(wǎng)絡(luò)交互,Android正是如此,最好的證明就是關(guān)閉電話和GPS后,單單打開(kāi)Wifi但不連接任何一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或者連接一個(gè)沒(méi)有接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)時(shí),是無(wú)法進(jìn)行定位的。實(shí)際測(cè)試的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)這種情況下部分軟件仍然可以定位,但是無(wú)論將設(shè)備移動(dòng)到哪里,應(yīng)用中的位置始終不會(huì)變化。因?yàn)锳ndroid的API中提供的方法是LocationManager.getLastKnownPosition,只要是通過(guò)這種方式獲取到的位置數(shù)據(jù),Android是不會(huì)立即定位的,而是將最后一次定位的數(shù)據(jù)返回給應(yīng)用,除非應(yīng)用發(fā)起更新位置的請(qǐng)求。
在開(kāi)啟Wi-Fi而不連接網(wǎng)絡(luò)的情況下,iOS仍然何以提供定位服務(wù),而關(guān)閉Wi-Fi后其實(shí)跟Android無(wú)網(wǎng)絡(luò)的情況相同,不是實(shí)時(shí)的定位
基本上可以確定,是iOS緩存了歷史地點(diǎn)及附近一定范圍內(nèi)的位置數(shù)據(jù)(并且范圍不小,因?yàn)橛腥嗽?jīng)去到一個(gè)從未去過(guò)的10公里外的度假村,無(wú)連接狀態(tài)仍然成功定位)位置的計(jì)算直接在本機(jī)進(jìn)行。
常見(jiàn)的位置信息來(lái)源主要包GPS、IP、RFID、AP MAC、cell ID等。那么它的定位效果如何呢?
測(cè)試結(jié)果如下:
無(wú)線開(kāi)啟、任意聯(lián)網(wǎng)狀態(tài):較準(zhǔn)確的定位、且坐標(biāo)有波動(dòng)
無(wú)線開(kāi)啟、不聯(lián)網(wǎng):無(wú)法定位
無(wú)線關(guān)閉、有線聯(lián)網(wǎng):可定位、偏差較遠(yuǎn)、始終是同一個(gè)坐標(biāo)
無(wú)線關(guān)閉、不聯(lián)網(wǎng):無(wú)法定位
第一種:只要無(wú)線開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的,周圍有無(wú)線網(wǎng)絡(luò),不管是否連接無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、是否是通過(guò)無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng),只要可以接入互聯(lián)網(wǎng)即可進(jìn)行準(zhǔn)確定位
第三種:應(yīng)該是通過(guò)IP定位
第二、四種:無(wú)法連接位置服務(wù)器,故無(wú)法定位
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( 發(fā)表人:何亞瓊 )