基于Wi—Fi室內定位的校園信息服務平臺研究

摘 要： 基于Wi-Fi室內定位的校園信息服務平臺是以云計算技術、物聯網技術和移動互聯網技術為基礎，在智慧校園中提供樓宇內位置服務和信息發布服務的一套系統，校園用戶可以通過智能終端獲取校園信息位置服務。該平臺主要是通過用戶智能終端的APP設計和基于C/S模式的后臺服務器“云”的搭建，從而實現在智慧校園中的定位信息服務。

關鍵詞： Wi-Fi； 室內定位； 校園信息； Android； iOS

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）04-64-02

Study on campus information platform based on Wi-Fi indoor localization

Wang Ji， Shan Kangkang， Zhang Hua， Zhu Sheng， Chang Xiaojie， Jiang Xiaoqiang

（Information Center of Zhejiang University， Hangzhou， Zhejiang 310027， China）

Abstract： Campus information platform based on Wi-Fi indoor localization takes cloud computing technology， Internet of things technologies and mobile Internet technology as its foundation. Providing a system about position service in buildings and information announcement service on intelligent campus， campus users can get information about campus position service through intelligent terminal access to the campus location services. The entire platform， in order to achieve the positioning information service in the campus of wisdom is achieved through APP design on the user intelligent terminal and \"cloud\" construction of the back-end servers based on C/S mode.

Key words： Wi-Fi； indoor localization； campus information； Android； iOS

0 引言

隨著無線通訊網絡技術的發展和基礎設施的跟進，手持無線智能終端得到廣泛普及，基于位置信息的服務（Location Based Service， LBS）逐漸興起并得到廣泛應用[1]。所謂位置服務[2]是指通過移動終端和無線或衛星通訊網絡的配合，確定出移動用戶的實際地理位置，從而提供用戶需要的與位置相關的信息服務。如今校園Wi-Fi全覆蓋已成現實，校園室內定位服務擁有了更加廣闊的發展前景。

云計算技術、物聯網技術和移動互聯網技術成為實現智慧校園[3]支撐。作為智慧校園的一部分，基于Wi-Fi室內定位的校園信息服務平臺能給你提供什么便捷的服務呢？例如當學生在教學區的時候，是否希望隨時知道附近哪個教室可以自習？附近教室今天的講座是否有感興趣的？基于校園Wi-Fi的室內定位服務可以滿足學生的這一需求。在智慧校園中，用戶對動態位置服務信息的需求遠遠超過對靜態定位信息的需求，這決定了校園位置服務的主要發展方向是解決動態環境下的時空查詢。

校園信息服務平臺已成為各大院校信息發布的主要載體，如今，智能手機已成為在校師生獲取信息的主要手段，因此利用智能手機的Wi-Fi室內定位的校園信息服務平臺設計理念應具有一定的前瞻性、實用性和教育性。

1 校園Wi-Fi定位信息服務平臺的軟硬件基礎

1.1 用戶終端軟硬件基礎

用戶終端軟件基礎：2007年iPhone改寫了智能手機的定義；2009年Android開啟了智能手機系統的大門；2011年iOS和Android系統加起來的市場份額已近62%，而去年同期僅為31%[4]。這兩大智能操作系統空前的繁榮，極大地帶動了開發者的開發熱情，新的軟件和應用層出不窮。Android平臺以開源、功能強大、價格低廉等優勢，受到了手機廠商和運營商鼎力支持，其發展迅速，呈現了機型眾多、硬件配置頗具優勢的態勢；iOS平臺的最大優勢是給用戶帶來了在同等硬件配置下更好的用戶體驗，以及更與時俱進的內容更新。Android平臺軟件開發需要面對不同屏幕尺寸、不同處理器類型、不同內存等復雜硬件相關問題，而iOS平臺軟件開發者則可以在完全一致的硬件規格上進行開發，更好地將精力集中在提升用戶體驗上，使得iOS平臺上的軟件和應用具有無可比擬的優勢。這兩個各具優勢的智能操作系統平臺，為基于Wi-Fi室內定位的校園信息服務平臺提供了良好的軟件基礎和用戶基礎。

用戶終端的硬件基礎：伴隨著谷歌Android和蘋果iOS智能操作系統的盛行，手機、平板電腦等無線智能終端迎來了發展的春天。2010年以來全球智能手機市場份額的變化速度超過了PC行業的摩爾定律，蘋果、三星和HTC憑借iOS和Android智能操作系統已成為新三家馬車。校園用戶使用智能手機獲取信息已經成為了一種潮流和趨勢，這成為了用戶終端的硬件基礎。

1.2 后臺服務平臺軟硬件基礎

計算機軟件和硬件的飛速發展促使了計算模型的不斷演化，繼而促成了云計算誕生[5]。云計算從廣義上將包括硬件和軟件兩個組件，軟件和硬件在按需的基礎上組合而成云計算服務。近年來，高等院校信息化的發展，為云計算奠定了良好的基礎。借力云計算，包括Wi-Fi室內定位的校園信息服務平臺在內的應用都有了堅實的后盾。

2 校園Wi-Fi室內定位信息服務平臺的架構

與傳統的校園信息查詢服務不同，基于Wi-Fi室內定位信息服務平臺包含定位服務和查詢服務兩部分。

定位服務可以是用戶主動發起的定位請求，也可以是后臺服務主動對區域內用戶進行定位，用于用戶分析及引導。查詢服務所提供的信息可以分為面向空間靜態信息或面向空間動態信息的查詢服務，與前者相比，后者對用戶更有意義。校園信息位置服務中的定位服務和查詢服務是相互融合的，定位的目的是信息查詢，而查詢借助于定位篩選出更有價值的信息。服務構架如圖1所示。

2.1 用戶終端架構

在客戶端設計滾動式信息浮動標題，并設立標題鏈接，以最簡單的點擊方式獲得全部信息，在減少了客戶端顯示空間的同時增加了信息的發布量。

2.2 服務后臺架構

整體采用C/S模式，C/S模式有利于降低無線定位應用信息發布服務器的運行負荷，同時使數據儲存管理功能更加透明化。由于后臺數據庫和服務器的集中處理，智能終端將降低運行復雜程度，減少手機資源的占用，盡量減少了iOS/Android手機出現問題。

校園信息定位客戶端通過校園Wi-Fi信號訪問校內信息定位服務器，如果需要數據訪問，則訪問后臺信息發布數據庫。校園定位信息服務后臺這個“云”包含了無線控制、定位信息服務器和應用數據服務器等。服務器設計采用SSH框架，采用三層結構處理。在整個服務器的實現中采用XML的封裝和解析，便于數據安全快速的傳輸。

3 校園Wi-Fi定位服務的應用案例

3.1 用戶主動發起定位的信息應用

用戶主動發起位置信息服務，包括：靜態信息的查詢，如自修教室、會議室、廁所等固定的位置信息；動態信息的查詢，如某報告廳近期的講座等實時更新的位置服務信息。

⑴ 用戶主動發起的靜態信息查詢案例：校園樓宇引導系統

大學新生或者校友等訪客，初次進入校園，對學校的環境不是很熟悉，這是安裝在手機上的校園樓宇引導系統就給大家帶來了便利，打開應用，你所在的位置信息一目了然，此幢樓宇的主要用途也可以清楚地看到，同時，若想去圖書館，在手機APP上一查，圖書館的位置信息也能馬上展現出來。同樣，Wi-Fi定位還能提供樓宇內立體化引導，這是GPS所無法實現的。

⑵ 用戶主動發起的動態信息查詢案例：校園講座實時引導系統

在教室區域，每天都有不同的講座課程，這些信息實時更新，同時與教室的信息密切結合，利用校園講座實時引導系統，可以及時更新所在區域內講座的相關信息，打開手機，連上無線網絡，就能馬上獲取，不再需要去布告欄查看。

3.2 后臺主動發起定位的信息應用

與用戶主動發起的定位信息服務相似，后臺主動發起的定位信息服務，也同樣包括靜態信息查詢和動態信息查詢。靜態信息查詢，如：固定資產防盜定位等；動態信息查詢，如：該區域內不同時段無線上網用戶統計等。

⑴ 后臺主動發起的靜態信息查詢案例：校園固定資產定位系統

大型固定資產相對昂貴，因為固定資產定位，方便學校相關部門巡查固定資產，只要在固定資產上貼上有源電子標簽，后臺就可以主動獲取到這些固定資產是否被移動等信息。

⑵ 后臺主動發起的動態信息查詢案例：校園區域學生上網密集度統計系統

利用后臺工具，可以分析出某個區域，上網用戶的變化信息，可以為用戶上網進行引導，防止人口密度過大。用戶只要打開手機APP，就能獲取到哪些教室人員較多，哪些教室人員較少，方便用戶選擇人員較少的區域進行自習，免去了一個個教室查找的過程。

4 結束語

云計算，物聯網及移動互聯網等技術的日趨成熟為校園Wi-Fi定位信息服務平臺提供了軟硬件基礎保證。利用本文所提出的校園Wi-Fi室內定位信息服務平臺的架構，可以實現樓宇引導、校園講座實時引導、固定資產定位等基于位置信息的服務，為高校師生提供定位服務。

校園Wi-Fi室內定位信息服務平臺是高校信息化的重要組成部分，以智能手機為終端的信息接收方式在國內各高校中還從未有過嘗試。這種以移動終端為基礎，以iOS/Android平臺為技術支撐的信息發布系統必會存在著很大的發展潛力。如何使得iOS/Android平臺的位置信息發布系統的響應更加即時、使用更加方便，仍需我們進一步研究。

參考文獻：

[1] 趙亮.面向位置服務的移動對象并發查詢處理技術[D].國防科學技術大學博士學位論文，2010.

[2] Jensen C S， Christensen A F， Pedersen T B， et al. Location-Based

Services A Database Perspective[C]//Proceedings of the 10th International Conference on Science and Statistical Database Management， SSDBM， Capri， Italy， 1998：111-122

[3] 吳穎駿.浙江大學：基于“云”的智慧校園[J].中國教育網絡，2011：2-3

[4] 戴振宇.變革時代下的iOS和Android[J].電腦迷，2011.17：24

[5] 陳海波.云計算平臺可信性增強技術的研究[D].復旦大學博士學位論文，2008.