WiFi定位原理介绍

1、Wi-Fi实时定位系统基于Wi-F i的无线局域网实时定位系统Wi-Fi RTL S 结合无线局域网络WLAN、射频 识别RFID和实时定位等多种技术,广泛地应用在有无线局域网覆盖的区域,实现复杂的人员 定位、监测和追踪任务,并准确搜寻到目标对象,实现对人员和物品的实时定位和监控治理.无线局域网WLAN 介绍无线局域网WLAN,乂称Wi-Fi是在不采用传统电缆线的同时,提供传统有线局域网 的所有功能,网络所需的根底设施不再埋在地下或隐藏在墙里,网络却能够随着你的需要移动 或变化.与有线网络相比,WLAN最主要的优势在于不需布线,不受布线条件的限制,因此 非常适合移动办公用户的需要.目前它已经从

2、传统的医疗保健、库存限制和治理效劳等特殊行 业向更多行业拓展,甚至开始进入家庭以及教育机构等领域.无线局域网是基于国际IEEE 802.11标准.标准规定无线网络发射功率不可超过 100毫 瓦,实际发射功率约6070毫瓦, 的发射功率约200毫瓦至1瓦问,手持式对讲机高达5瓦c 无线网络使用方式并非像 直接接触人体,对人体是平安的.一般WLAN能覆盖的范围应视环境的开放与否而定.假设不加外接天线,在视野所及之处 约250米；假设届半开放性空间,有间隔的区域,那么约 3550米左右.加上外接天线,那么距离可 达更远,这与天线增益值相关,需视用户需求而定.AP为Access Point简称,一般译

3、为 无线访问节点,或桥接器.它主要在媒体存取控 制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁.有了 AP,就像一般有线网络的Hub一股, 无线工作站可以快速且轻易地与网络相连.工作原理在覆盖无线局域网的地方,佩戴在人员身上的定位卡或腕带周期性地发出信号,无线局域网访问点AP接收到信号后,将信号传送给定位效劳器.定位效劳器根据信号的强弱或信号到达时差判断出人员的位置,并通过电子地图显示具体位置.定住骤易的Uradiosys RTLS定位原理囹图1.基丁无线局域网Wi-Fi的实时定位系统工作原理示意图系统组成无线局域网实时定位系统构架如下列图所示:优频科技RTLS架构定位效劳器定位引孳电子地图无

4、线局域网APAPAP定位标签.言 及其他Wi-Fi终端" S £PC PDA手持设备定位标签图2. RTLS系统架构图如上图所示,无线局域网实时定位监控系统( Wi-Fi RTLS )主要由定位卡或腕带(Wi-Fi Tag)、无线局域网接入点(AP : Access Point )和后端监控治理中央(Locating Server定 位效劳器)三局部组成.无线局域网接入点可以使用任何支持 802.11b的产品.1) 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,系统通过对标签的跟踪实 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

5、.2) AP采用2.4GHz频段,支持802.11b/g模式,及时采集卡或腕带的信息,传输到后端的监控 中央,对定位卡或腕带进行限制治理3)安装了定位效劳器软件系统的监控治理中央,主要实现实时数据分析处理.分析治理定位 卡或腕带数据,通过限制中央的电子地图监视并及时显示各现场定位卡或腕带的位置,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效劳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.网络结构基丁定位的无线局域网络有别丁一般的通讯网络,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负责效劳器与通讯AP之间的

6、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 果发送给指定效劳器,图3.无线局域网实时定位系统(Wi-Fi RTLS )网络拓扑结构图功能特点定位系统基于Wi-Fi对无线局域网非常普及,价格廉价,容易搭建和治理；同时定位网络还 可用于上网、语音、视频等其他用途；实时的人员或物品跟踪,随时查找人员或物品所在位置,和在某时间段内所经过的路径,并 显示线路轨迹；区域监控：可以设定区域范围,监控次区域内人员或物品出入等情况,非许可人员或物品出 入时,报警提示；定位精度高,可达3-5M 视具体环境而定,准确掌握人员或物品所处位置；超低功耗,标签可以更换电池

7、或充电,且对人体平安、无辐射损害；可视化终端平台,以电子地图形式显示人员或物品的位置和移动轨迹,能通过传感器监测其周围环境的温度等信息,便于环境监测和平安防范.定位算法介绍Wi-F i定位系统是基于标准的IEEE 802.11无线局域网WLAN.定位算法是基于接收 到Wi-Fi信号的强度RSSI.在覆盖无线局域网的地方,定位标签周期性地发出信号,无线 局域网访问点AP接收到信号后,将信号传送给定位效劳器.定位效劳器根据信号的强弱判 断出标签距离AP的位置,通过标签到至少3个AP的距离可以算出标签的位置,并通过电子地图 显示具体位置.这是传统的三角定位原理.Wi-Fi无线信号经过反射后才到达接收

8、器,而不是一条径直的路径,这样就给定位计算带 来了很大的误差,这种现象叫多路径.由于室内空间的障碍物会造成多路径十扰,导致讯号变化 较大,所以传统的三角定位法不适用於室内环境. 采用基于RF指纹识别F I NGERPR I NT I NG的定位方法.在定位区域内设置多个采样点,将定位终端放在给个采样点.场景 规划工具可以把定位终端发射的信号特征记录下来,根据这些特征和不同位置的信号建立信号 纹来指示定位终端的位置.利用信号纹和相对应的位置信息建立起数据库后,定位系统根据实 时收集到的信号特征,就能计算位置了.人体对标签是有十扰的,定位系统采用历史移动轨迹、 增加A P定位器、修正信号突变等方法

9、尽量在算法上降低十扰带来的定位误差.定位精度与定位目标、环境和定位器铺设密度有关,定物可以到达3米甚至更好,定位人 时由于人体十扰,精度在5-10米的半径范围.定位精度是和定位器分布密度、环境、定位对象 的十扰有关的,所以无线定位的精度不是一个绝对的数字.一般说,精度能到达3米-5米,有时会10米甚至更差.我们也有应用能做到1.5米.定位器部署密度越高,定位精度越高.任何 无线定位的技术,都会有定位误差及不确定因素存在.我们建议实际应用中,考虑到无线定位 的特性,通过软件解决精度的不确定因素.定位中会出现跳动,这是由于定位位置处于几个定 位点中间.定位频率可以设置为1秒或以上.网页刷新时间为1秒.网络传输也会消耗一定的时间, 定位算法上为