【正文】 2），熱點(diǎn)只要通電，不管它怎么加密的，都一定會(huì)向周圍發(fā)射信號(hào)。信號(hào)中包含此熱點(diǎn)的唯一全球 ID。即使距離此熱點(diǎn)比較遠(yuǎn)，無法建立連接，但還是可以偵聽到它的存在。 3），熱點(diǎn)一般都是很少變位置的，比較固定。 這樣，定位端只要偵聽一下附近都有哪些熱點(diǎn)，檢測一下每個(gè)熱點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)弱，然后把這些信 息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的 Skyhook 的服務(wù)器。服務(wù)器根據(jù)這些信息，查詢每個(gè)熱點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫里記錄的坐標(biāo)，然后進(jìn)行運(yùn)算，就能知道客戶端的具體位置了，最后坐標(biāo)告訴客戶端。容易理解的是，收到的 AP 信號(hào)越多，定位就會(huì)越準(zhǔn)定位需要兩個(gè)先決條件 1），客戶端能上網(wǎng) 2），偵聽到的熱點(diǎn)的坐標(biāo)在 Skyhook 的數(shù)據(jù)庫里有 第一條不消說了，不管是 wifi 還是 edge，只要能連上 Skyhook 的服務(wù)器就行。 第二條是 Skyhook 的金礦所在。對(duì)于 Skyhook 如何知道每個(gè) AP 的坐標(biāo)信息有兩種說法： 1. 有一種說法是靠網(wǎng)友自己搜集，然后 發(fā)給 Skyhook， Skyhook會(huì)付錢。 2. 不過官方網(wǎng)站上的說法是開著車滿大街轉(zhuǎn)悠，邊走邊采集 AP 信號(hào)，并用 GPS定位，從而就有了坐標(biāo)信息。而且他們會(huì)定期重新開車采集數(shù)據(jù)，以適應(yīng)熱點(diǎn)的變化。相對(duì)之下，第 2 條更靠譜，而且成本并不高。比方說采集北京，設(shè)備上一個(gè)帶 GPS 和 wifi 的 PDA 足以，然后裝到出租車上，每月給司機(jī) 200、 300 的，讓他就正常拉客人。只要有 5 個(gè)司機(jī)合作，數(shù)據(jù)就采集下來了，并不斷地更新。司機(jī)也一定會(huì)很樂呵，這純粹是無成本的額外收入呀，還能享受一下 GPS。所以現(xiàn)階段在大陸地區(qū)只有北京 能用，不知道在中國有沒有其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)wifi 定位。 wifi 定位精度比 GPS 要低，受服務(wù)范圍限制，而且沒有方向、速度等數(shù)據(jù)，不能導(dǎo)航，更不能離線使用。不過它有比 GPS 更優(yōu)越的地方，就是在人口、樓群越密集的地方，使用的效果會(huì)更好。 GPS 啟動(dòng)時(shí)間長，在室內(nèi)是無效的，天氣不好的時(shí)候表現(xiàn)也欠佳，樓群太密集的地方也不太好用。而這些因素都被wifi 定位克服了。 定位運(yùn)用的各種測量方法 通過傳播時(shí)間測量方法 它通過在已知傳播速度的情況下，無線電波傳播的距離與它傳播的時(shí)間成正比。但上述方法存在兩個(gè)問題，影響了 方法的使用性： 第一是時(shí)鐘精度。 因?yàn)樗{(lán)牙信號(hào)的傳播速度很快，又考慮到各種延遲，所以為了減小測量誤差必須使用高精度的時(shí)鐘，時(shí)間單位采用 ns，這對(duì)硬件的要求過高，不實(shí)用。 第二是時(shí)鐘同步。 參與同一個(gè)定位過程的參考點(diǎn)之間必須保證時(shí)鐘的同步，這樣才能保證測量結(jié)果的正確性和精度。 減測量方法 在理想的傳播環(huán)境下，無線信號(hào)的衰減與 1／ r2成正比 其中 r為傳播距離 。但實(shí)際上，無線信號(hào)在空間傳播時(shí)能量的衰減是多種因素共同作用的結(jié)果，而不單單與傳播距離有關(guān)。在一個(gè)地形地物較為復(fù)雜的環(huán)境中，無線信號(hào)傳播時(shí)的衰減會(huì)受到反射 、折射、多徑效應(yīng)等多種因素的影響，所以這種利用能量衰減測量距離的方法不如傳播時(shí)間測量方法精度高。 TOA 算法 從可行性和精度兩個(gè)方面綜合考慮之后，我們決定采用依靠經(jīng)驗(yàn)的定位方法：它同樣是基于無線電波能量來定位的，不同的是它不是根據(jù)能量衰減與距離平方的正比關(guān)系來計(jì)算距離，而是通過一個(gè)數(shù)據(jù)庫來記錄一定數(shù)量的參考位置的信號(hào)強(qiáng)度，然后把待測物體檢測到的信號(hào)強(qiáng)度與之相比而得到待測物體的信號(hào)強(qiáng)度。如果參考位置足夠多的話，這種方法具有很好的精度，并且不受實(shí)際地理位置的影響，因?yàn)閰⒖嘉恢谜菑膶?shí)際的測量中來的。這種方法的一 個(gè)缺陷是它要求每次實(shí)施時(shí)要測量大量的參考位置上的信號(hào)強(qiáng)度，并且隨著時(shí)間推移，地理環(huán)境必定會(huì)有所改變，這時(shí)又要對(duì)所有的參考位置重新進(jìn)行測量。 如圖 4 所示，系統(tǒng)從檢測到的有效藍(lán)牙點(diǎn) 通過 ID 判斷 選取三個(gè)點(diǎn)利用圖3 所示方法定位。我們檢測到的信號(hào)強(qiáng)度值在 263～ 230，隨著距離增大而減小，但不是線性變化。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn) 0～ 3 m， 3～ 6 m， 6～ 9 m 區(qū)間內(nèi)可以近似成三個(gè)線性區(qū)間。于是分別測量并統(tǒng)計(jì)了一些藍(lán)牙點(diǎn) 0， 3， 6， 9 m 的信號(hào)強(qiáng)度值，用來輔助計(jì)算。藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)擬合結(jié)果如圖 5 所示。 本章總結(jié) 本章介紹 GPS 相關(guān)內(nèi)容以及常用的幾種距離算法 第三章無線定位系統(tǒng)和物聯(lián)定位系統(tǒng)的介紹 無線定位系統(tǒng)方案 案 系統(tǒng)包含三部分：定位標(biāo)簽、定位傳感器和定位引擎軟件。其中： ①定位標(biāo)簽由電池供電，在定位傳感器信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)自由移動(dòng)，發(fā)射和接收 CSS 射頻信號(hào)，測量與傳感器之間的距離； ②定位傳感器位置固定，能夠與標(biāo)簽進(jìn)行通訊，對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行測距和控制。同時(shí)定位傳感器還負(fù)責(zé)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信，回傳系統(tǒng)數(shù)據(jù)給定位軟件平臺(tái)； ③定位引擎軟件管理所有的傳感器和標(biāo)簽，獲取、分析并傳輸位置信息給用戶和其他相關(guān)信息系統(tǒng)。并可對(duì)整 個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和性能配置。 圖 1 典型的系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)圖 圖 2 多樓層無縫定位示意圖 指標(biāo) 1 物聯(lián)（脈沖）定位系統(tǒng)的性能指標(biāo) ①最高精度達(dá) 60cm 的實(shí)時(shí) 2D 定位，數(shù)據(jù)刷新率達(dá)到 5HZ；支持 ISM 通訊頻段的定位信號(hào)處理，功耗低于 100mW；工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，溫度為 20~60 度，IP65 防護(hù)等級(jí)； （ 2）超寬帶射頻技術(shù)物三維位置信息，并通知監(jiān)控中心蜂窩狀子區(qū)域定位管理，能夠覆蓋無限空間范圍內(nèi)的人、物能對(duì)人員的位置、行進(jìn)路線、距離、速度進(jìn)行監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)支持 2D/3D 定位，在 3D 模式下，定位 精度達(dá)到 15cm 能對(duì)人員的停留時(shí)間、地點(diǎn)到達(dá)次數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析根據(jù)客戶的需求生成并存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，為后場館以及客戶管理提供參考依據(jù)在無線信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，標(biāo)簽自動(dòng)漫游。完成人員及資產(chǎn)實(shí)施定位跟蹤。定位精度可達(dá) 3 到 5 米，成本低，施工維護(hù)簡單。讀卡器專利技術(shù)，擴(kuò)展能力強(qiáng)，多頻段設(shè)計(jì)，支持以太網(wǎng)、 RS485 總線、 WIFI無線傳輸?shù)?，此外容易?GPS、 GPRS、 3G 等技術(shù)整合，實(shí)現(xiàn)無縫定位。 ?最遠(yuǎn) ?200?米（ 650?英尺） ④室內(nèi)涵蓋距離： ?最遠(yuǎn) ?80?米（ 260?英尺） LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng) 述 LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng) ?是采用基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù)構(gòu)建的定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn) 米以內(nèi)的定位精度，這是 WIFI、 ZigBee 和 RFID 技術(shù)所不能達(dá)到的。系統(tǒng)包含三部分：定位標(biāo)簽、定位傳感器和定位引擎軟件。其中： ①定位標(biāo)簽由電池供電，在定位傳感器信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)自由移動(dòng)，發(fā)射和接收 CSS 射頻信號(hào)，測量與傳感器之間的距離； ②定位傳感器位置固定，能夠與標(biāo)簽進(jìn)行通訊，對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行測距和控制。同時(shí)定位傳感器還負(fù)責(zé)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信，回傳系統(tǒng)數(shù)據(jù)給定位軟件平臺(tái)； ③定位引擎軟件管理所有的傳感器和標(biāo)簽，獲取、 分析并傳輸位置信息給用戶和其他相關(guān)信息系統(tǒng)。并可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和性能配置。 典型的系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)如圖： 理 在該系統(tǒng)中，標(biāo)簽與傳感器之間采用對(duì)稱雙邊雙向時(shí)間同步技術(shù)（ SDSTWR：Symmetrical DoubleSided Two Way Ranging）測量直線距離，獲得標(biāo)簽與多個(gè)固定位置傳感器之間的直線距離，通過專用的算法解算標(biāo)簽的坐標(biāo)。 由于采用基于時(shí)間的測距技術(shù)，確保了較高的定位精度和室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境的可靠性，而通常這些室內(nèi)應(yīng)用極具挑戰(zhàn)性：墻壁和金屬物的反射，導(dǎo)致較強(qiáng)的多路徑效應(yīng)。 LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng)通過軟硬件的專門設(shè)計(jì)大大減少了這些影響； 傳感器通常按照蜂窩單元 Cell 的形式進(jìn)行組織，典型的劃分方式是矩形單元，附加的傳感器根據(jù)其幾何覆蓋區(qū)域進(jìn)行增加；每個(gè)定位單元中，主傳感器配合其他傳感器工作，并與單元內(nèi)所有檢測到位置的標(biāo)簽進(jìn)行通訊；通過類似于移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的蜂窩單元組合，能夠做到較大面積區(qū)域的覆蓋； 標(biāo)簽的位置通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線發(fā)送到定位引擎軟件；定位引