基于WLAN的室內定位技術研究

文｜肖琦

基于WLAN的室內定位技術研究

文｜肖琦

隨著人們對位置信息需求的不斷提高，鑒于位置的服務受到越來越多人的青睞，在緊急救助、資產定位、個性化信息傳遞等領域顯示出巨大的活力。基于無線局域網的室內定位技術由于可以充分利用現有的無線局域網資源，能夠以純軟件的方式實現，系統實現成本低，已成為目前室內定位研究的熱點。

近年來，互聯網WLAN技術在當前的使用很多，比如說在超市、大型超市等使用，使用該項技術進行具體位置的終端確定。本篇文章針對WLAN室內定位技術進行研究。

論文向我們闡述著關于WLAN室內定位技術的研究。向我們講述關于室內定位技術的好處與壞處。并且對WLAN室內定位技術進行深層次的考察與研究。

一、無線定位技術的相關理論

（一）幾種常見室內定位方法

根據資料顯示，室內定位技術有很多，比如說常見的：室內定位各技術呈現ibeacon、wifi、RFID、UWB、Abell、LPWAN、光通信等技術在工業制造、物流、零售、可穿戴、資產及人員追蹤領域的最新應用分享；光跟蹤定位、磁場、紅外線、超聲波等室內定位技術，但是如何將這些技術使用在實際的工程之中，是本篇文章研究的重點。相關技術人員應該發現其WLAN室內定位技術的使用與研究，這樣做可以幫助相關行業人員解決問題，減少復雜性。

（二）紅外線的確定手段

紅外線定位經過工程物中的光學傳感儀獲得的紅外線發射儀散發出的特殊紅外線(InfraredRay)后實施定位。Cambridge學員AT&T實驗室進行的紅外線戶外定位結構Active BadgeSystem被叫做第一代的戶內定位結構；Ambiplex于2011年發布了IR.Loc結構經過檢測熱輻射實現定位，在10米規模內的定位精度實現20-30厘米。紅外線戶內定位精度非常高，可是不能透過障礙物，只是在直線可視范圍內傳遞，有效間距很短，遭到室內格局以及燈光的干擾很大，定位費用很多，基本運用上存在較大的限制性。

（三）超聲波定位技術

其是利用反射式檢測方式，結合發射超聲波至參考節點對應回波的時段差運算同參考節點中間的間隔，采用三角定位手段運算出待檢目標的部位。ActiveBat屬于超聲波定位結構的先驅，經過集中部署一系列的超聲波接收裝置，實現3厘米的定位準確度。SonitorIPS屬于一個可以開展商業運用的超聲波定位處理計劃，已經使用于諸多大型醫院，其用來跟蹤病人與醫療設施，精度實現房間級。而且其可以在非可視間距下傳遞，定位精度很高且偏差很小，可是超聲波信息傳遞衰減嚴重，定位可行范圍受限，設施費用很高，適合用在特殊條件下的戶內定位運用。

（四）藍牙定位方法

這個就是目前比較火的iBeacon在iBeacon定位設備的幫助下，智能手機的軟件能夠實現定位、導航。iBeacon技術采用了低功耗藍牙可以實現iBeacon設備僅靠紐扣電池運行很長時間。現在的iBeacon應用主要包括兩種，一種是進入iBeacon區域后，進行消息推送；另一種是部署好基站，利用信號強度進行定位。這兩種都與位置感知有關。

iBeacon進行位置感知的依據是其信號強度RSSI，通過RSSI值的變化來判斷用戶距離iBeacon設備的遠近。如已知某距離(1米)的RSSI，那么大于該值則距離小于1米，小于該值則距離大于1米。通過部署多個基站，則可以通過與兩個或多個基站的相對距離來找到用戶的位置大致區域。依靠藍牙的戶內定位優勢是設施體積通常非常小，耗能少，創建連接時段短，主要能夠使用在小規模的定位。缺點是需要引導用戶打開藍牙，目前這些問題在一些場景已經不算太大問題。

（五）UWB定位技術

UWB也稱為超寬帶，最早用在軍事領域，2002年才達到商用化標準。UWB重點使用極短脈沖信息傳輸信息，能保證高速通信的同時，發射功率卻非常之小。超寬帶方式和以往通信方法有較大不同的通信新科技。其無需利用以往通迅集中中的載波，而是經過傳輸與接收具被納秒和納秒級之下的極窄脈沖來傳送信息，進而具備GHz量級的UWB。UWB結構和以往的窄帶結構比較，具被投射力強、能耗少抗多徑成效好、穩定性大、結構繁雜度小、可以帶來定位準確等優勢。所以，UWB方法能夠使用在室內靜止和移動物體與人的定位追蹤以及導航，同時可以提供非常精準的定位精度。

（六）無線戶內定位

總的來說，Wi-Fi可以定位，其機理為：

1. 各個WiFi路由器均有一個整體唯一的MAC地點，同時一般而言無線路由器在一段時間中不會轉移；

2. 設施在啟動Wi-Fi的狀況下,就能夠掃描并采集附近的無線路由器信號，并獲得AP傳遞出來的MAC地點；

3. 設施把這類可以體現AP的信息傳輸至位置服務器，其檢索出各個無線路由器的地址部位,并根據各個信號的強弱大小,運算出設施的地址部位，并返送到客戶設施；可是，值得注意的是，地點服務商應不斷革新、充實自身的信息庫，以確保信息的真實性。

二、基于WLAN的室內定位技術

當今世界，智能化已經成為家電產品發展的一大重要趨勢，許多具備智能的家電產品都讓人們的生活更便捷。其中，WLAN的室內定位技術以其獨特的功能性引起了許多人的關注。而不斷進步的定位系統，相關人員對其領域的使用有著很強的趨向。使得WLAN室內定位技術走入我們的家庭生活，將生活變的更加完美、便捷。

（一）WLAN的理論分析

WLAN也叫做無線局域網，事實上涉及了WIFI，即多個無線設施經過某個和多個基站實現互連，就能夠經過無線連接組成一個內部區域網，能夠共享信息，若基站可以上網，局域網中的無線設施也能夠共享上網，由于同個基站中的無線裝置，網段相同。

（二）WLAN中IEEE 802.11系列規范

作為世界公認的區域網權威，IEEE 802作業組創建的規范在以往20年內在區域網中獨領風騷。這類協議涵蓋了802.3 Ethernet措施、802.5 Token Ring措施、802.3z 100BASE-T迅速以太網措施。在1997年，通過了七年的操作之后，IEEE制定了802.11措施，這就是在無線區域領域中的首個在國際上得到認同的協議。

于1999年9月，其又發布了802.11b“High Rate”措施，用于對802.11協議實現填補，802.11b于802.11的1Mbps以及2Mbps速率下又提高了5.5Mbps與11Mbps兩個新的系統吞吐速率，之后又發展到802.11g的54Mbps，一直到現在802.11n的108Mbps。

使用802.11b，移動客戶可以獲取同Ethernet相同的特性、系統吞吐率、可用性。該基于規范的技術促使管理者能夠按照環境，選用合理的局域網方法來建立自身的網絡，符合其商業客戶以及其他客戶的要求。

同其他IEEE 802規范相同，802.11協議關鍵操作于ISO措施的最低兩層中，即物理層與信息鏈路層。所有局域網的運用流程、網絡工作系統以及像TCP/IP、Novell NetWare均可以在802.11協議上一同運轉，就像其運轉于802.3 Ethernet上那樣。802.11b的基礎框架、特性以及服務均在802.11規范內有了定義，802.11b協議重點在物理層上作了部分調整，引進了高速信息傳遞的特性以及連接的安全性。

三、結束語

隨著時代的不斷前進與發展，人們對導航、智能行業等方面的使用很多，人們開始重新認識、使用室內定位技術，向我們說明室內定位技術是實現高質量生活的主要途徑之一。這樣做可以使得室內定位技術的不斷前進與發展，促使新的產業開發。

作者單位：廣東和新科技有限公司