北京智慧图公司Wi-Fi定位解决方案

北京智慧图公司Wi-Fi定位解决方案一、LBS服务将是未来移动互联网的主要应用之一随着移动互联网的蓬勃发展，各种基于位置的服务（LocationBasedService，LBS）需求旺盛，各种应用也层出不穷,主要包括商业合作（LBS+团购、优惠信息推送、店内模式）、休闲娱乐型（签到check-in、游戏）、生活服务型（周边生活服务的搜索、与旅游的结合、会员卡与票务模式）、社交型（地点交友、即时通讯、以地理位置为基础的小型社区）和安全相关型（治安、消防、交通报警，对人、车、物的追踪）等几个大类。各类LBS服务的发展现状既体现了广大人民群众在消费、社交等物质与精神两方面的需求，也是未来经济发展的重要推动力。可以断言，LBS服务将是未来移动互联网的主要应用之一。二、室内定位对于机场的管理、安全、价值提升等具有重要的意义对于机场而言，位置服务对于机场旅客群体行为预测、异常行为检测、用户兴趣发现、提高服务质量、提升非航经济效益等具有重要意义，对机场的管理、安全、价值提升等具有重要的意义。首都国际机场正在建设室内定位系统，并以此系统为基础建立出港旅客排队监测和流量预测系统。首都国际机场正在建立基于位置的旅客个性化服务推送平台，根据旅客位置进行情景识别，主动提供服务信息和商业推荐，不但满足乘客的乘机旅行需求，充分利用机场服务资源，给每个旅客提供个性化的服务指导与宾至如归的机场体验，还可以大大提升首都机场的非航经济效益。室内定位系统还能帮助旅客远程预约停车，并在停车场提供找车服务。三、室内以Wi-Fi定位为主的方案成为当前主流、也是未来最具发展潜力的室内定位技术手段实现上述LBS服务的前提和基础是准确、快速的对用户所处实时位置进行测定，特别是在人口稠密、高楼密布的城区环境下实现室内外高精度无缝定位。对于室外环境下的定位，全球卫星导航系统（GNSS）作为一种覆盖全球的定位手段已经得到了广泛应用，但包括北斗和GPS在内的GNSS共有的一个缺陷是其信号在室内环境都无法工作。为解决室内定位难题，国内外专家学者提出了一系列技术解决方案，例如：基于移动通信网络的辅助GPS（A-GPS）、伪卫星（Pseudolite）、无线局域网（WLAN）、射频标签（RFID）、Zigbee、蓝牙（Bluetooth，BT）、超宽带无线电（UltraWideBand，UWB）、其他卫星或地面数字通信及广播信号、红外定位、光跟踪定位、计算机视觉定位、超声波定位等。这些技术有些是以导航定位为专门或主要用途，例如伪卫星；有些则主要用于通信，但同时也能提供定位服务，例如无线局域网。尽管不同的技术手段精度与易用性不同，各有优势，但其中大多数技术(如伪卫星或基于数字广播的定位)需要布设额外的设备或改装大量现有设备，耗资巨大。从技术成熟与大规模应用的现实角度考虑，室外依靠北斗、GPS等各类GNSS系统、室内以Wi-Fi为主的方案成为当前主流、也是未来最具发展潜力的室内外无缝定位技术手段。国外各大通信、互联网公司，例如Google、Apple、CISCO等，均在这一领域进行了大量的研究和开发工作，并初步投入应用。Wi-Fi定位技术除具有良好的精度和可用性外，其独特优势在于Wi-Fi芯片已经在各类用户智能终端（智能手机、平板电脑等）中得到广泛普及，并且随“无线城市”的发展，国内各大城市电信运营商、公司与家庭均已安装了大量的Wi-Fi热点与网关，通过利用现有的这些Wi-Fi设施，能够显著降低建设与长期运营成本，快速实现项目预定目标。这些都是开展Wi-Fi技术为主的无缝定位技术研究和推动LBS应用的最佳基础条件与保证。四、北京智慧图公司Wi-Fi定位系统特点与功能目前，Wi-Fi定位技术主要有主动定位和被动定位两种方式。被动定位是指在覆盖无线局域网的地方，人员携带的终端（手机、定位卡或腕带）周期性地发出信号，无线局域网络访问点（AP）接收到信号后，将数据传送给定位服务器。定位服务器根据信号的强弱或信号到达时差计算出人员的位置。主动定位是指无线局域网络访问点（AP）周期性发出到信号，人员携带的终端（手机、定位卡或腕带）接收到信号后，在终端侧或将数据传送给定位服务器计算出位置。北京智慧图科技有限责任公司Wi-Fi实时定位系统构架如下图所示：图1Wi-Fi实时定位系统构架构图如上图所示，Wi-Fi实时定位监控系统主要由手机或定位标签（Wi-FiTag）、无线网络基础设施（AP）和后端监控管理中心（定位服务器及网络设备管理）三部分组成。无线局域网接入点可以使用任何支持802.11b\g的产品。1)终端设备（手机、定位卡或腕带）作为无线数据采集模块佩戴在人员身上或物品上，系统通过对终端的跟踪实现对人员和资产的跟踪定位。可以根据需要设计不同的外形，腕带、胸卡等以适应不同需求。2)AP采用2.4GHz频段，支持802.11b/g模式，及时采集手机、定位卡或腕带的信息，传输到后端的监控中心，对其进行控制管理。3)安装了定位服务器软件系统的监控管理中心，主要实现实时数据分析处理。分析管理定位目标设备数据，通过控制中心的电子地图监视并及时显示各现场定位目标的位置，数据可同时存入存储数据库，监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询人员或物品的实时位置信息，报警信息，及某段时间内的移动轨迹等。网络结构基于定位的无线局域网络有别于一般的通讯网络，要求在任一位置点，均可以收到3个以上的AP信号。AP主要分为主通讯AP与定位AP，主通讯AP负责服务器与通讯AP之间的数据交换和传输，所有主通讯AP必须通过网线进行连接。定位AP，主要负责收集标签信息，并将结果发送给指定服务器。图2Wi-Fi实时定位系统构网络拓扑结构图功能特点1.高精度室内定位引擎2.采用已有Wi-Fi网络，不需测量AP位置，部署成本低，支持手机定位；3.水平定位精度可达3米以内，高度方向实现楼层自动切换；4.地磁、惯导辅助定位，定位效果平滑；5.支持室内外无缝定位，无缝定位延迟优于100ms；6.高效的缓存策略与负载均衡机制，支持大用户量并发访问，位置服务器访问容量可扩展；7.灵活的位置服务接口，提供跨平台的位置服务，支持Android、IOS、WP7、Windows、Linux、WindowsCE等平台。目前的定位解决方案存在问题1.需要精确测量AP位置，用来定位计算，造成室内精确测量AP位置的工作量巨大。2.Wi-Fi采用2.4GHZ频段，受人体干扰较大，一个人的遮挡可以造成十几分贝的干扰，给定位带来很大误差。3.定位计算时计算量大，用户容量受限。4.定位解算需双向通信，如果上百人同时在一个地方使用，会对Wi-Fi网络接入和通信带宽造成很大影响。5.高度方向难以定位。智慧图公司的Wi-Fi定位解决方案：1.不需要测量AP位置，利用自主知识产权的技术能够计算AP位置，大大降低了测量的工作量。2.采用自主知识产权抗干扰定位处理技术解决了人体对Wi-Fi定位影响较大的问题。3.定位计算高效，用户容量可扩展。4.支持被动定位，用户不需要接入Wi-Fi网络也可以定位，不会对Wi-Fi网络接入和通信带宽造成很大影响。5.高度方向可实现楼层自动切换智慧图公司室内定位产品：1.网络侧定位服务平台2.定位引擎软件包（支持Android、IOS、WP7、Windows、Linux等）3.Wi-Fi网络定位监测分析工具网络侧定位服务平台网络侧定位平台参数：1）名称节点-HDFS存储元数据-JOB智能调度-RES资源动态均衡2）数据节点-双千兆网卡-指纹库数据仓库-伪距测量型算法-定位服务配置方案•业务预测：—60万用户群体—10万用户在线—1秒钟业务请求•业务目标—业务请求：10万请求/秒—业务流量：60MB/秒数据量;•处理性能—硬件能力：803,068tpmC—节点配臵：PCserver（4*XEON四核CPU，32G内存，6T硬盘）—节点能力：考虑30%的冗余量。803,068tpmC/60秒/130%=1.03万请求/节点—节点数量：10万请求/1.03万单节点能力=10个数据节点—配置建议：2个名称节点10个数据节点（考虑10%的冗余）•数据规模—存储空间：保存1个月的定位日志，在云平台中采用压缩方式存储数据，压缩率可以达到5倍以上。60MB*3600秒*24小时*30天/5倍=31TB10个节点，每个节点配臵4TB的硬盘，可以提供40TB的存储空间五、北京智慧图科技有限责任公司简介北京智慧图科技有限责任公司是一家专业从事高精度室内定位导航系统研发的高科技企业，公司专注于中国室内定位市场的开拓，综合运用目前先进的Wi-Fi定位、RFID定位、超宽带定位、以及传统的卫星定位等技术，为用户提供室内外无缝高精度实时定位和导航、室内地图数据采集和处理等服务。北京智慧图科技有限责任公司与北京邮电大学、中科院地理所等多家高校科研院所建立了长期的产学研合作，参与了国家863等一系列课题研究公司的Wi-Fi定位技术达到国际先进水平，目前已经成功开发出了具有自主知识产权的室内外无缝定位平台、人员定位导航终端、资产定位管理终端等一系列终端产品，并研发了室内定位服务平台IPS-LocationServer，室内地图导航系统IndoorMap，以及可运行在iOS、Android等不同平台手机终端的室内定位二次开发接口（IPS-API），为人员导航服务和资产定位管理等提供一体化的定位导航解决方案，目前已在首都国际机场、国家大剧院等单位开展了成功应用。