Wi-Fi定位技術(shù)原理及應(yīng)用
Wi-Fi定位技術(shù):無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)已是目前所有智能手機(jī)平臺的標(biāo)配了,利用廣泛普有的WIFI系統(tǒng)來做定位是一項(xiàng)低成本容易實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。微軟開發(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,從指紋庫中查找最接近的K 個鄰居,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 信號的統(tǒng)計(jì)特性,采用貝葉斯公式,通過計(jì)算目標(biāo)位置的后驗(yàn)概率分布,來進(jìn)行定位。
Wi-Fi定位技術(shù)是室內(nèi)定位技術(shù)中的一種,指通過無線接入點(diǎn)(包括無線路由器)組成的無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN),可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中的定位、監(jiān)測和追蹤任務(wù)。它以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(無線接入點(diǎn))的位置信息為基礎(chǔ)和前提,采用經(jīng)驗(yàn)測試和信號傳播模型相結(jié)合的方式,對已接入的移動設(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(nèi)是不會移動的
2.設(shè)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(qiáng)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(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AP的地理位置,并結(jié)合每個信號的強(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,以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(shù)方式
這樣的位置服務(wù)商現(xiàn)在來說只有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(biāo)回傳至服務(wù)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(shù)據(jù),相對來說覆蓋城市沒有Google多,目前中國僅有少數(shù)城市有覆蓋,并且他們在包括中國在內(nèi)的多個國家招募有償工作者,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(shù)據(jù)
Android手機(jī)用戶在開啟“使用無線網(wǎng)絡(luò)定位”時會提示是否允許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中說明會以不能識別用戶身份的方式收集位置數(shù)據(jù)。
Wi-Fi定位技術(shù)的條件測試
使用這種方式定位一般來說需要與位置服務(wù)器進(jìn)行即時的網(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Wifi但不連接任何一個無線網(wǎng)絡(luò)或者連接一個沒有接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)時,是無法進(jìn)行定位的。實(shí)際測試的時候,發(fā)現(xiàn)這種情況下部分軟件仍然可以定位,但是無論將設(shè)備移動到哪里,應(yīng)用中的位置始終不會變化。因?yàn)锳ndroid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(shù)據(jù),Android是不會立即定位的,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)起更新位置的請求。
在開啟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無網(wǎng)絡(luò)的情況相同,不是實(shí)時的定位
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)去到一個從未去過的10公里外的度假村,無連接狀態(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(jié)果如下:
無線開啟、任意聯(lián)網(wǎng)狀態(tài):較準(zhǔn)確的定位、且坐標(biāo)有波動
無線開啟、不聯(lián)網(wǎng):無法定位
無線關(guān)閉、有線聯(lián)網(wǎng):可定位、偏差較遠(yuǎn)、始終是同一個坐標(biāo)
無線關(guān)閉、不聯(lián)網(wǎng):無法定位
第一種:只要無線開關(guān)是打開的,周圍有無線網(wǎng)絡(luò),不管是否連接無線網(wǎng)絡(luò)、是否是通過無線接入互聯(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IP定位
第二、四種:無法連接位置服務(wù)器,故無法定位
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( 發(fā)表人:何亞瓊 )