基于WLAN的室内定位技术研究

2017-11-30肖琦

中国信息化 2017年8期

文｜肖琦

基于WLAN的室内定位技术研究

文｜肖琦

随着人们对位置信息需求的不断提高，鉴于位置的服务受到越来越多人的青睐，在紧急救助、资产定位、个性化信息传递等领域显示出巨大的活力。基于无线局域网的室内定位技术由于可以充分利用现有的无线局域网资源，能够以纯软件的方式实现，系统实现成本低，已成为目前室内定位研究的热点。

近年来，互联网WLAN技术在当前的使用很多，比如说在超市、大型超市等使用，使用该项技术进行具体位置的终端确定。本篇文章针对WLAN室内定位技术进行研究。

论文向我们阐述着关于WLAN室内定位技术的研究。向我们讲述关于室内定位技术的好处与坏处。并且对WLAN室内定位技术进行深层次的考察与研究。

一、无线定位技术的相关理论

（一）几种常见室内定位方法

根据资料显示，室内定位技术有很多，比如说常见的：室内定位各技术呈现ibeacon、wifi、RFID、UWB、Abell、LPWAN、光通信等技术在工业制造、物流、零售、可穿戴、资产及人员追踪领域的最新应用分享；光跟踪定位、磁场、红外线、超声波等室内定位技术，但是如何将这些技术使用在实际的工程之中，是本篇文章研究的重点。相关技术人员应该发现其WLAN室内定位技术的使用与研究，这样做可以帮助相关行业人员解决问题，减少复杂性。

（二）红外线的确定手段

红外线定位经过工程物中的光学传感仪获得的红外线发射仪散发出的特殊红外线(InfraredRay)后实施定位。Cambridge学员AT&T实验室进行的红外线户外定位结构Active BadgeSystem被叫做第一代的户内定位结构；Ambiplex于2011年发布了IR.Loc结构经过检测热辐射实现定位，在10米规模内的定位精度实现20-30厘米。红外线户内定位精度非常高，可是不能透过障碍物，只是在直线可视范围内传递，有效间距很短，遭到室内格局以及灯光的干扰很大，定位费用很多，基本运用上存在较大的限制性。

（三）超声波定位技术

其是利用反射式检测方式，结合发射超声波至参考节点对应回波的时段差运算同参考节点中间的间隔，采用三角定位手段运算出待检目标的部位。ActiveBat属于超声波定位结构的先驱，经过集中部署一系列的超声波接收装置，实现3厘米的定位准确度。SonitorIPS属于一个可以开展商业运用的超声波定位处理计划，已经使用于诸多大型医院，其用来跟踪病人与医疗设施，精度实现房间级。而且其可以在非可视间距下传递，定位精度很高且偏差很小，可是超声波信息传递衰减严重，定位可行范围受限，设施费用很高，适合用在特殊条件下的户内定位运用。

（四）蓝牙定位方法

这个就是目前比较火的iBeacon在iBeacon定位设备的帮助下，智能手机的软件能够实现定位、导航。iBeacon技术采用了低功耗蓝牙可以实现iBeacon设备仅靠纽扣电池运行很长时间。现在的iBeacon应用主要包括两种，一种是进入iBeacon区域后，进行消息推送；另一种是部署好基站，利用信号强度进行定位。这两种都与位置感知有关。

iBeacon进行位置感知的依据是其信号强度RSSI，通过RSSI值的变化来判断用户距离iBeacon设备的远近。如已知某距离(1米)的RSSI，那么大于该值则距离小于1米，小于该值则距离大于1米。通过部署多个基站，则可以通过与两个或多个基站的相对距离来找到用户的位置大致区域。依靠蓝牙的户内定位优势是设施体积通常非常小，耗能少，创建连接时段短，主要能够使用在小规模的定位。缺点是需要引导用户打开蓝牙，目前这些问题在一些场景已经不算太大问题。

（五）UWB定位技术

UWB也称为超宽带，最早用在军事领域，2002年才达到商用化标准。UWB重点使用极短脉冲信息传输信息，能保证高速通信的同时，发射功率却非常之小。超宽带方式和以往通信方法有较大不同的通信新科技。其无需利用以往通迅集中中的载波，而是经过传输与接收具被纳秒和纳秒级之下的极窄脉冲来传送信息，进而具备GHz量级的UWB。UWB结构和以往的窄带结构比较，具被投射力强、能耗少抗多径成效好、稳定性大、结构繁杂度小、可以带来定位准确等优势。所以，UWB方法能够使用在室内静止和移动物体与人的定位追踪以及导航，同时可以提供非常精准的定位精度。

（六）无线户内定位

总的来说，Wi-Fi可以定位，其机理为：

1. 各个WiFi路由器均有一个整体唯一的MAC地点，同时一般而言无线路由器在一段时间中不会转移；

2. 设施在启动Wi-Fi的状况下,就能够扫描并采集附近的无线路由器信号，并获得AP传递出来的MAC地点；

3. 设施把这类可以体现AP的信息传输至位置服务器，其检索出各个无线路由器的地址部位,并根据各个信号的强弱大小,运算出设施的地址部位，并返送到客户设施；可是，值得注意的是，地点服务商应不断革新、充实自身的信息库，以确保信息的真实性。

二、基于WLAN的室内定位技术

当今世界，智能化已经成为家电产品发展的一大重要趋势，许多具备智能的家电产品都让人们的生活更便捷。其中，WLAN的室内定位技术以其独特的功能性引起了许多人的关注。而不断进步的定位系统，相关人员对其领域的使用有着很强的趋向。使得WLAN室内定位技术走入我们的家庭生活，将生活变的更加完美、便捷。

（一）WLAN的理论分析

WLAN也叫做无线局域网，事实上涉及了WIFI，即多个无线设施经过某个和多个基站实现互连，就能够经过无线连接组成一个内部区域网，能够共享信息，若基站可以上网，局域网中的无线设施也能够共享上网，由于同个基站中的无线装置，网段相同。

（二）WLAN中IEEE 802.11系列规范

作为世界公认的区域网权威，IEEE 802作业组创建的规范在以往20年内在区域网中独领风骚。这类协议涵盖了802.3 Ethernet措施、802.5 Token Ring措施、802.3z 100BASE-T迅速以太网措施。在1997年，通过了七年的操作之后，IEEE制定了802.11措施，这就是在无线区域领域中的首个在国际上得到认同的协议。

于1999年9月，其又发布了802.11b“High Rate”措施，用于对802.11协议实现填补，802.11b于802.11的1Mbps以及2Mbps速率下又提高了5.5Mbps与11Mbps两个新的系统吞吐速率，之后又发展到802.11g的54Mbps，一直到现在802.11n的108Mbps。

使用802.11b，移动客户可以获取同Ethernet相同的特性、系统吞吐率、可用性。该基于规范的技术促使管理者能够按照环境，选用合理的局域网方法来建立自身的网络，符合其商业客户以及其他客户的要求。

同其他IEEE 802规范相同，802.11协议关键操作于ISO措施的最低两层中，即物理层与信息链路层。所有局域网的运用流程、网络工作系统以及像TCP/IP、Novell NetWare均可以在802.11协议上一同运转，就像其运转于802.3 Ethernet上那样。802.11b的基础框架、特性以及服务均在802.11规范内有了定义，802.11b协议重点在物理层上作了部分调整，引进了高速信息传递的特性以及连接的安全性。