企业可移动考勤系统WiFi指纹定位与监测技术研究

马龙

（恒天重工股份有限公司 河南郑州 450001）

企业可移动考勤系统WiFi指纹定位与监测技术研究

马龙

（恒天重工股份有限公司 河南郑州 450001）

由于企业业务的复杂性，很多员工需要到不同的地理位置进行工作，而在员工所有的办公场所放置考勤机既不现实，又提高了考勤成本。本文针对传统的WiFi指纹定位技术进行技术改进，将其应用至移动考勤场景中，从而提出了一种基于WiFi技术的移动考勤指纹匹配与监测技术方案，实现了员工在任何有WiFi覆盖的区域使用手机进行考勤，不受考勤机放置限制，WiFi指纹的自动更新机制，又能节省指纹定期维护的人工成本，有着较为广阔的应用前景。

WiFi指纹；移动位置服务；企业考勤

目前，大部分企业传统的考勤方式，是在办公场所放置考勤机硬件，员工刷工卡或者指纹打卡。但由于企业业务的复杂性，很多员工需要到不同的地理位置进行工作，而在员工所有的办公场所放置考勤机既不现实，又提高了考勤成本。所以，如何设计一种基于WiFi指纹技术的移动考勤方案，利用办公地点的WiFi指纹作为办公地点标识，从而实现自动打卡的功能，一直是相关人员研究的重点。本文探讨的核心技术，就是就是WiFi指纹的定位匹配、监测与更新。

1 WiFi指纹定位的技术改进

在移动考勤系统的应用场景中，企业员工可能到多个办公场合进行办公，办公场合之间的距离可能较远（超过100m，就超出WiFi热点的覆盖范围），不同于通常的室内定位，这就要求其使用的定位技术可以应用于更广阔空间的若干孤立区域，在用户进入和离开该区域时可以感知，同时在满足该考勤需求的前提下尽可能降低企业成本。基于以上具体需求，本文对传统的WiFi指纹定位过程做出改进，使用改进并简化的WiFi指纹匹配算法进行匹配，该算法的输出是设备距离办公位置WiFi环境的距离，同时引入WiFi指纹库自动更新维护方法，从而大大降低后期维护WiFi指纹库的人力物力成本。

2 简化的WiFi指纹匹配方法

传统的WiFi指纹定位算法主要有：贝叶斯概率算法、最近邻法（NN）、K近邻法（KNN）、K加权近邻法与神经网络算法等等。这些算法的目的在于算出设备在某固定空间内的具体位置，其输出是一个坐标点。

在移动考勤系统场景中，我们并不需要得到设备的具体坐标，只需要得到设备与办公环境中WiFi热点的距离。在移动考勤系统场景中，设备距离WiFi热点越近，匹配度越高；距离越远，匹配度越低。所以在系统内部可以使用匹配度来代替距离，并用匹配度作为简化的WiFi指纹匹配方法的输出，此时，当匹配度高于某一个阈值时，即可认为携带该设备的员工到达了办公地点，生成考勤数据。

每个办公地点的WiFi指纹包含多个热点，每个WiFi热点包含3个信息：SSID、BSSID和信号强度，其中SSID是人工取的WiFi热点名称，BSSID代表了路由器的MAC硬件地址，全世界唯一；信号强度代表了采集指纹时，当前环境中某一WiFi信号的强度，代表该WiFi热点在匹配时的权值。在进行WiFi指纹注册和用户上传WiFi指纹用于匹配时，均进行筛选，信号强度低于阀值的WiFi热点，则认为其不具备作为可被鉴定指纹的能力，进行删除操作。针对特定的WiFi热点，指纹库中信号强度越大，匹配度就越大；指纹库中与用户信息中信号强度差距越小，匹配度就越大。某办公地点所包含的WiFi指纹中所有WiFi热点与用户当前环境WiFi指纹的匹配度之和，即为该办公地点的匹配度。

经过遍历所有办公地点的WiFi指纹和计算，可以最终得到所有办公地点的匹配度，选择其中一个最大的，与指定的阈值相比较，如果高于阈值则认为用户到达该办公环境，匹配成功，低于阈值则匹配失败。具体值根据不同的的应用场景和调整因子不同，应根据具体场景进行实验确定。

3 WiFi指纹变化监测及自动更新方法

在传统的WiFi指纹定位技术应用中，如果WiFi热点发生变化，这需要人到多个办公地点进行现场测量新的WiFi指纹并更更新至指纹库，意味着大量的人力成本。本文提出了一种监测WiFi指纹变化和自动更新的方法，可节省WiFi指纹的人工更新。因为办公场所的WiFi变化绝大多数情况下只是单个WiFi热点的增加或删除，所以办公场所的WiFi环境变化具备相对连续的特征。这种幅度较小的变化并不会导致匹配失败。

同时，在WiFi指纹匹配时，当前环境的WiFi指纹特征实际是携带了更新后的WiFi指纹。这就意味着，在我们可以探测到发生了变化的WiFi热点及其对应办公地点，只要采取方法确定变化，即可进行更新。这时，当某个用户上传来的WiFi指纹特征与某个办公地点匹配成功后，两个指纹所包含的WiFi热点并不完全相同，会有WiFi热点的增加、减少和相同WiFi热点的信号强度变化。增加、减少和信号强度变化超过某特定阀值的WiFi热点信息即作为本流程的开始输入。如果该WiFi已经出现在了更新数据库内并超过了一周，说明这个WiFi热点确定已经增加，所以将该WiFi热点的信息插入或更新入该办公地点对应的WiFi指纹列表，即可实现。

4 小结

该方案有效改进了传统的WiFi指纹技术，简化了WiFi指纹的前期注册和后期匹配步骤，从而可以允许员工在任何有WiFi覆盖的区域使用手机进行考勤，不受考勤机放置限制，同时节省了考勤机的设备成本，并且WiFi指纹自动更新机制也可节省指纹定期维护的人工成本，技术上也有着较大的优势，也必将为可移动考勤系统实现提供有力的基础技术支持。

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