【文章內容簡介】 ，不管是 wifi 還是 edge，只要能連上 Skyhook 的服務器就行。 第二條是 Skyhook 的金礦所在。對于 Skyhook 如何知道每個 AP 的坐標信息有兩種說法： 1. 有一種說法是靠網友自己搜集，然后發(fā)給 Skyhook， Skyhook 會付錢。 2. 不過官方網站上的說法是開著車滿大街轉悠，邊走邊采集 AP 信號，并用 GPS定位，從而就有了坐標信息。而且他們會定期重新開車采集數(shù)據(jù)，以適應熱點的變化。相對之下，第 2 條更靠譜，而且成本并不高。比方說采集北京，設備上一個帶 GPS 和 wifi 的 PDA 足以，然后裝到出租車上，每月給司機 200、 300 的，讓他就正常拉客人。只要有 5 個司機合作，數(shù)據(jù)就采集下來了，并不斷地更新。司機也一定會很樂呵，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絡應用可以實現(xiàn)wifi 定位。 wifi 定位精度比 GPS 要低，受服務范圍限制，而且沒有方向、速度等數(shù)據(jù)，不能導航，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，使用的效果會更好。 GPS 啟動時間長，在室內是無效的，天氣不好的時候表現(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。 定位運用的各種測量方法 第 13 頁 共 40 頁 通過傳播時間測量方法 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間成正比。但上述方法存在兩個問題，影響了方法的使用性： 第一是時鐘精度。 因為藍牙信號的傳播速度很快，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鐘，時間單位采用 ns，這對硬件的要求過高，不實用。 第二是時鐘同步。 參與同一個定位過程的參考點之間必須保證時鐘的同步，這樣才能保證測量結果的正確性和精度。 信號衰減測量方法 在理想的傳播 環(huán)境下，無線信號的衰減與 1／ r2成正比 (其中 r為傳播距離 )。但實際上，無線信號在空間傳播時能量的衰減是多種因素共同作用的結果，而不單單與傳播距離有關。在一個地形地物較為復雜的環(huán)境中，無線信號傳播時的衰減會受到反射、折射、多徑效應等多種因素的影響，所以這種利用能量衰減測量距離的方法不如傳播時間測量方法精度高。 改進的 TOA 算法 從可行性和精度兩個方面綜合考慮之后，我們決定采用依靠經驗的定位方法：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系來計算距離，而是通過一個 數(shù)據(jù)庫來記錄一定數(shù)量的參考位置的信號強度，然后把待測物體檢測到的信號強度與之相比而得到待測物體的信號強度。如果參考位置足夠多的話，這種方法具有很好的精度，并且不受實際地理位置的影響，因為參考位置正是從實際的測量中來的。這種方法的一個缺陷是它要求每次實施時要測量大量的參考位置上的信號強度，并且隨著時間推移，地理環(huán)境必定會有所改變，這時又要對所有的參考位置重新進行測量。 第 14 頁 共 40 頁 如圖 4 所示，系統(tǒng)從檢測到的有效藍牙點 (通過 ID 判斷 )選取三個點利用圖3 所示方法定位。我們檢測到的信號強度值在 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)間內可以近似成三個線性區(qū)間。于是分別測量并統(tǒng)計了一些藍牙點 0， 3， 6， 9 m 的信號強度值，用來輔助計算。藍牙信號強度數(shù)據(jù)擬合結果如圖 5 所示。 本章總結 本章介紹 GPS 相關內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 系統(tǒng)方案 系統(tǒng)包含三部分：定位標簽、定位傳感器和定位引擎軟件。其中： ①定位標簽由電池供電，在定位傳感器信號覆蓋的范圍內自由移動，發(fā)射和接收 CSS 射頻信號，測量與傳感器之間的距離； 第 15 頁 共 40 頁 ②定位傳感器位置固定，能夠與標簽進行通訊，對標簽進行測距和控制。同時定位傳感器還負責組網和數(shù)據(jù)通信，回傳系統(tǒng)數(shù)據(jù)給定位軟件平臺； ③定位引擎軟件管理所有的傳感器和標簽，獲取、分析并傳輸位置信息給用戶和其他相關信息系統(tǒng)。并可對整個系統(tǒng)進行網絡和性能配置。 圖 1 典型的系統(tǒng)配置結構圖 第 16 頁 共 40 頁 圖 2 多樓層無縫定位示意圖 特點與指標 (1) 物聯(lián)（脈沖）定位系統(tǒng)的性能指標 ①最高 精度達 60cm 的實時 2D 定位，數(shù)據(jù)刷新率達到 5HZ； 一般定位精度12 米。 ② 支持 ISM 通訊頻段的定位信號處理，功耗低于 100mW； ③ 工業(yè)級設計，溫度為 20~60 度， IP65 防護等級； ④擴展組網通信：傳感器與標簽之間的典型通訊距離為 60 米（視實際情況會有所不同），區(qū)域感知范圍為 60 米，一維定位長度為 60 米，二維定位面積大小為 40 米 X40 米； （ 2） 超寬帶射頻技術 UWB 定位技術指標 ① 物三維位置信息，并通知監(jiān)控中心 。 ② 蜂窩狀子區(qū)域定位管理，能夠覆蓋無限空間范圍內的人、物 。 ③ 能對人員的位置、行進路線、距離、速度進行監(jiān)控與統(tǒng)計 。 ④ 支持 2D/3D 定位，在 3D 模式下，定位精度達到 15cm。 ⑤ 能對人員的停留時間、地點到達次數(shù)等數(shù)據(jù)進行分析 。 ⑥ 根據(jù)客戶的需求生成并存儲各種數(shù)據(jù)，為后場館以及客戶管理提供參考依據(jù) 。 （ 3） WIFI、 RFID 實時定位 ① 在無線信號覆蓋區(qū)域內，標簽自動漫游。完成人員及資產實施定位跟蹤。定位精度可達 3 到 5 米，成本低，施工維護簡單。 ② 讀卡器專利技術，擴展能力強，多頻段設計，支持以太網、 RS485 總線、WIFI 無線傳輸?shù)龋送馊菀缀?GPS、 GPRS、 3G 等技術整合，實現(xiàn)無縫定位。 ③室外涵蓋距離： 最遠 200 米（ 650 英尺） ④室 內涵蓋距離： 最遠 80 米（ 260 英尺） 第 17 頁 共 40 頁 LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng) 系統(tǒng)概述 LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng) 174。是采用基于線性調頻擴頻技術構建的定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn) 米以內的定位精度，這是 WIFI、 ZigBee 和 RFID 技術所不能達到的。系統(tǒng)包含三部分：定位標簽、定位傳感器和定位引擎軟件。其中： ①定位標簽由電池供電，在定位傳感器信號覆蓋的范圍內自由移動，發(fā)射和接收 CSS 射頻信號，測量與傳感器之間的距離； ②定位傳感器位置固定，能夠與標簽進行通訊，對標簽進行測距和控制。同時 定位傳感器還負責組網和數(shù)據(jù)通信，回傳系統(tǒng)數(shù)據(jù)給定位軟件平臺； ③定位引擎軟件管理所有的傳感器和標簽，獲取、分析并傳輸位置信息給用戶和其他相關信息系統(tǒng)。并可對整個系統(tǒng)進行網絡和性能配置。 典型的系統(tǒng)配置結構如圖： 第 18 頁 共 40 頁 工作原理 在該系統(tǒng)中，標簽與傳感器之間采用對稱雙邊雙向時間同步技術（ SDSTWR：Symmetrical DoubleSided Two Way Ranging）測量直線距離，獲得標簽與多個固定位置傳感器之間的直線距離，通過專用的算法解算標簽的坐標。 由于采用基于時間的測距技術 ，確保了較高的定位精度和室內應用環(huán)境的可靠性，而通常這些室內應用極具挑戰(zhàn)性：墻壁和金屬物的反射，導致較強的多路徑效應。 LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng)通過軟硬件的專門設計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)域進行增加；每個定位單元中，主傳感器配合其他傳感器工作，并與單元內所有檢測到位置的標簽進行通訊；通過類似于移動通訊網絡的蜂窩單元組合，能夠做到較大面積區(qū)域的覆蓋； 標簽的位置通過標準以太網線發(fā)送到定位引擎軟件；定位引擎 軟件將數(shù)據(jù)進行綜合，并通過 API 接口傳輸?shù)酵獠砍绦蚧?LocateSYS 定位軟件平臺，實現(xiàn)空間信息的處理以及信息的可視化； 由于標簽能夠在不同定位單元 (Cell)之間移動，定位引擎軟件能夠自動在一個主傳感器和下一個主傳感器之間實現(xiàn)切換。在建立系統(tǒng)時，需要對整體的多單元空間結構指定參考坐標系。當標簽在參考坐標系內的多個單元中移動時，可視化模塊能夠實時顯示標簽位置。 針對實際的應用， LocateSYS 通過應用的不同環(huán)境和需求設計了滿足應用需求和物理環(huán)境的系統(tǒng)。考慮：定位區(qū)域的幾何劃分，不同區(qū)域的定位精度要求，哪些 物體附著定位標簽，哪一種速度是正常的，期望物體間產生何種的操作與交互行為，哪些是固定或未加標簽的物資，電池壽命的需求，供電的方式或以太網通訊的方式，與其他 RF 系統(tǒng)的融合等等。 特點與指標 （ 1） LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng)的特點為： ①定位精度高：采用時間測距、專用算法和特殊的抗干擾設計； ②多種應用場合：定位傳感器根據(jù)配置和部署方式的不同，可以實現(xiàn)區(qū)域感 第 19 頁 共 40 頁 知、一維定位、二維定位三種不同的應用。 ③范圍可擴展：通過多個定位單元可以擴大覆蓋范圍； 部署簡單：定位傳感器之間無需時間同步； ④定位穩(wěn)定 ：采用到達時間測距技術，不受無線信號強度值變化的影響； ⑤接口豐富：軟件引擎平臺提供坐標數(shù)據(jù)通過網絡輸出接口，結合LocateSYS 定位軟件平臺可以提供 .NET API 接口； ⑥節(jié)能設計：標簽內置靈敏的振動傳感器，盡可能節(jié)約電能，延長使用時間。 （ 2） LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng)的性能指標： 系統(tǒng)定位精度：室內 *1二維 米，室外 *1二維 米； 數(shù)據(jù)刷新率： 1Hz； 標簽使用時間： 1000mAH 電量， 1Hz，標簽每天工作 6 小時情況下，為一個月； 定位數(shù)據(jù)延遲： 2 秒； 擴展組網通信：傳感器與標簽之間的 典型通訊距離為 60 米（視實際情況會有所不同），區(qū)域感知范圍為 60 米，一維定位長度為 60 米，二維定位面積大小為 40 米 X40 米； 單元覆蓋范圍：開闊環(huán)境 60 米； *1室內室外均為典型環(huán)境，即沒有大型遮擋物、大面積樹木和金屬，沒有混凝土或磚墻阻隔 產品資料 物聯(lián)定位傳感器 WLSENSOR2022 室內型定位傳感器。 第 20 頁 共 40 頁 重量： 350 克 體積： 160mmX160mmX40mm 安裝：螺孔固定 IP 地址：可配置 以太網： RJ45 接口 供電： 12VDC，功耗 3 瓦 天線：外 置 天線， SMA 接頭 工作頻率： ISM 工作條件：溫度 20℃ 60℃（標準） 濕度 095% （無冷凝） 物聯(lián)定位標簽標準型 WLSENSOR2060X 重量： 48 克 體積： 供電：鋰電池，容量 650mAH 天線：內置 天線 工作頻率： ISM 工作條件：溫度 20℃ 60℃（標準） 濕度 095% （無冷凝） 物聯(lián)定位標簽擴展型 WLSENSOR2060EX 可擴展定位標簽（帶按鍵和語音播報） 重量： 100 克 體積： 佩戴方式：掛繩 供電：？？？ 工作時間：？？？ 天線：內置 天線 工作頻率： ISM 第 21 頁 共 40 頁 物聯(lián)定位引擎軟件 WLLEC 應用領域 LocateSYS物聯(lián)定位系統(tǒng)憑有著廣泛的應用領域：人員管理、資產管理、倉儲物流、自動控制、智能監(jiān)控，其中包括： ※ 人員管理：人員監(jiān)控、人員定位、醫(yī)療看護、 ICU 管理、病區(qū)管理； ※ 安全管理：緊急狀況和涉及限制區(qū)域的特殊場所人員管理、跟蹤； ※ 資產管理：貴重資產、車輛定位等 ； ※ 倉儲物流：全自動倉庫、貨物監(jiān)控； ※ 自動控制：生產自動化、機械自動化控制； ※ 智能監(jiān)控：閘口控制、人員和機械監(jiān)控等。 本章總結 主要介紹無線定位和物聯(lián)定位系統(tǒng)的原理、性能、特點。最后歸結于 wifi的室內定位系統(tǒng) 第四章 基于 WiFi 的室內定位系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 系統(tǒng)設計 本系統(tǒng)可為移動終端客戶在展館、商場、 校園等應用場景提供定位服務。 鑒于移動終端 受到計算能力、 存儲容量和電池電量等諸多限 制，所以僅完成簡單的信號采集工作，定位計 算由定位服務端完成。 定位系統(tǒng)的架構體系如圖 1 所示。 服務端 主要負責定位計算和響應終端的定位請求?；谪撦d均衡考慮，響 第 22 頁 共 40 頁 應位置請求的 Web 服務 器和運行定位計算的定位服務器分離， 數(shù)據(jù)交 換方式采用客戶端和 Web 服務器相同的數(shù)據(jù) 交換方式?？蛻舳艘栏接诰唧w對象，主要負責 采集周邊 AP 的無線信號強度，并向服務端提 交信號特征， 服務器使用客戶端采集的信號特 征進行定位計算，獲得移動終端的位置估計。 客戶端和服務端通信采用標準的 HTTP 協(xié)