Wi-Fi定位技术原理及应用
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Wi-Fi定位技术原理及应用

Wi-Fi定位技术:无线局域网络(WLAN)已是目前所有智能手机平台的标配了,利用广泛普有的WIFI系统来做定位是一项低成本容易实现的技术。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。室内定位系统基于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。

Wi-Fi定位技术是室内定位技术中的一种,指通过无线接入点(包括无线路由器)组成的无线局域网络(WLAN),可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。它以网络节点(无线接入点)的位置信息为基础和前提,采用经验测试和信号传播模型相结合的方式,对已接入的移动设备进行位置定位,最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点,而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图,则Wi-Fi定位就很容易存在误差(例如:定位楼层错误)。另外,Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域,而且很容易受到其他信号的干扰,从而影响其精度,定位器的能耗也较高。

Wi-Fi定位技术原理

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

Wi-Fi定位技术方式

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

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。

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。

Wi-Fi定位技术的条件测试

使用这种方式定位一般来说需要与位置服务器进行即时的网络交互,Android正是如此,最好的证明就是关闭电话和GPS后,单单打开Wifi但不连接任何一个无线网络或者连接一个没有接入互联网的网络时,是无法进行定位的。实际测试的时候,发现这种情况下部分软件仍然可以定位,但是无论将设备移动到哪里,应用中的位置始终不会变化。因为Android的API中提供的方法是LocaTIonManager.getLastKnownPosiTIon,只要是通过这种方式获取到的位置数据,Android是不会立即定位的,而是将最后一次定位的数据返回给应用,除非应用发起更新位置的请求。

在开启Wi-Fi而不连接网络的情况下,iOS仍然何以提供定位服务,而关闭Wi-Fi后其实跟Android无网络的情况相同,不是实时的定位

基本上可以确定,是iOS缓存了历史地点及附近一定范围内的位置数据(并且范围不小,因为有人曾经去到一个从未去过的10公里外的度假村,无连接状态仍然成功定位)位置的计算直接在本机进行。

常见的位置信息来源主要包GPS、IP、RFID、AP MAC、cell ID等。那么它的定位效果如何呢?

测试结果如下:

无线开启、任意联网状态:较准确的定位、且坐标有波动

无线开启、不联网:无法定位

无线关闭、有线联网:可定位、偏差较远、始终是同一个坐标

无线关闭、不联网:无法定位

第一种:只要无线开关是打开的,周围有无线网络,不管是否连接无线网络、是否是通过无线接入互联网,只要可以接入互联网即可进行准确定位

第三种:应该是通过IP定位

第二、四种:无法连接位置服务器,故无法定位

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