一种基于Wi-Fi移动单站的室内定位方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种基于Wi

【技术实现步骤摘要】
一种基于Wi
‑
Fi移动单站的室内定位方法及设备


[0001]本专利技术涉及室内定位
，具体涉及一种基于Wi
‑
Fi移动单站的室内定位方法及设备。

技术介绍

[0002]基于位置服务已然成为人们生活的重要部分，伴随着人们对室内位置服务需求的迅速增长，以及室内环境下的搜救、导航等应用。在室内环境下，各种室内定位技术得到了发展。目前基于Wi
‑
Fi的室内定位技术以其低成本、高精度的特点越来越受到人们的关注。目前大多数智能手机、笔记本电脑和其他便携式用户设备都支持Wi
‑
Fi，这使得Wi
‑
Fi成为室内定位的理想选择。尽管现在基于Wi
‑
Fi的室内定位技术已经有了进步，但发现现有的主流方案要么需要目标设备主动安装软件、密集部署固定接入点(APs)、手动指纹、等待目标设备主动发包，要么需要复杂的AP硬件。
[0003]目前，主流的室内定位方法之一是基于指纹法的主动式无线定位技术。该技术需要在用户设备上安装一个专用的软件来执行Wi
‑
Fi扫描。但是，出于隐私和安全考虑，大部分用户不愿安装该专用软件，此外，一些设备由于硬件限制无法安装此类软件。因此，基于指纹法的主动式无线定位技术的可行性受到了严重的限制。
[0004]目前不论是采集指纹数据，还是构建指纹数据库的方式并不是全自动，会导致离线阶段的采集工作量大，以及耗时过长。大多数基于指纹的室内定位方案都采用的离线阶段采集的指纹数据库不会自动动态更新，而硬件布置，基本都是在许多地方布置多个固定APs，可以提高定位精度。但是，多个APs意味着要采集大量多维指纹数据，在指纹识别时需要处理大量数据且过程复杂。
[0005]而且当室内环境发生某处变化时，再加上噪声、阻挡和多径效应的影响，会导致之前的静态指纹数据库作废，需要再重新采集指纹数据和构建数据库，使得整个系统动态性差。
[0006]在目前被动式的定位技术中，获取目标设备媒体存取控制位址(MAC)地址及信号接收强度(RSS)值的方式，都是通过APs监听目标设备主动发出的报文。
[0007]但是，这会导致单位时间内采集数据量小，无法提供定位需求，缺乏实际应用及普适性。

技术实现思路

[0008]针对
技术介绍
中所提出问题，本专利技术的目的在于提供一种基于Wi
‑
Fi移动单站的室内定位方法及设备，通过Wi
‑
Fi移动单站装置自动化完成采集、分析、触发、定位全过程，解决了
技术介绍
中所提出的现有技术通过APs监听目标设备主动发出的报文导致单位时间内采集数据量小，无法提供定位需求，缺乏实际应用及普适性的问题。
[0009]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0010]本专利技术第一方面提供了一种基于Wi
‑
Fi移动单站的室内定位方法，包括
[0011]离线阶段：
[0012]将移动单AP在室内按一定轨迹移动，通过所述移动单AP监听室内空间中全频段所有Wi
‑
Fi包；
[0013]所述移动单AP从所述Wi
‑
Fi包中分析并筛选离线阶段目标设备，并向所述离线阶段目标设备发送离线阶段触发报文；
[0014]每移动完一轮轨迹后采集一个参考位置内离线阶段目标设备回复的离线阶段被触发报文，所述移动单AP对所述离线阶段被触发的RSS值报文进行计算，得到一个参考位置的离线阶段RSS相对值；
[0015]构建指纹数据库，将所述离线阶段RSS相对值写入指纹数据库；
[0016]直到采集完离线阶段目标设备在全部参考位置的离线阶段RSS相对值，则结束离线阶段；
[0017]在线阶段：
[0018]将离线阶段目标设备更换为任意多个在线阶段目标设备，向多个在线阶段目标设备发送在线阶段触发报文；
[0019]采集移动单AP移动任意一段轨迹内在线阶段目标设备回复的被触发报文，所述移动单AP对所述在线阶段被触发报文进行计算，得到在线阶段RSS相对值；
[0020]将所述在线阶段RSS相对值与指纹数据库进行指纹模式识别，定位出多个目标位置。
[0021]在上述技术方案中，移动单AP通过监听空间中全频段所有Wi
‑
Fi包分析并筛选目标设备，并向目标设备发送触发报文。相较于现有技术中通过APs监听目标设备主动发出的报文，上述技术方案中通过发送触发报文来刺激目标设备回复被触发报文，在短时间内触发其回复大量报文，可以实现对未连接任何AP的目标设备的数据收集，进而满足定位需求。移动单AP提取被触发报文中RSS值并计算其RSS相对值，避免了发射功率对定位的影响，具有普适性。通过移动单AP实现了指纹数据库的动态更新。
[0022]在线阶段同样采用触发机制提升单位时间内数据采集量，并通过RSS相对值实现与指纹数据库的模式识别，定位出目标位置，满足定位需求。
[0023]在一种可选实施例中，所述移动单AP从所述Wi
‑
Fi包中分析并筛选离线阶段目标设备后向所述离线阶段目标设备发送离线阶段触发报文包括：
[0024]所述移动单AP通过所述Wi
‑
Fi包中筛选出离线阶段目标数据包；
[0025]所述移动单AP对所述离线阶段目标数据包进行分析，获取所述离线阶段目标设备的MAC地址和通信频道；
[0026]所述移动单AP根据所述离线阶段目标设备的MAC地址和通信频道来伪造触发报文；
[0027]向所述离线阶段目标设备发送离线阶段触发报文。
[0028]在一种可选实施例中，所述移动单AP对所述离线阶段被触发的RSS值报文进行计算，得到一个参考位置的离线阶段RSS相对值包括：
[0029]在所述室内空间设置多个目标位置参考点；
[0030]所述移动单AP获取所述离线阶段被触发报文的RSS值；
[0031]移动单AP移动完轨迹后，计算离线阶段目标设备所在参考位置的RSS值的相对值，
得到离线阶段RSS相对值；
[0032]直到采集完离线阶段目标设备在全部参考位置的离线阶段RSS相对值，则结束离线阶段。
[0033]在一种可选实施例中，将离线阶段目标设备更换为任意多个在线阶段目标设备包括：
[0034]所述移动单AP移动任意一段轨迹并监听室内空间中全频段所有Wi
‑
Fi包，从所述Wi
‑
Fi包中分析并筛选出多个在线阶段目标数据包；
[0035]所述移动单AP对所述多个在线阶段目标数据包进行分析，获取所述多个在线阶段目标设备的MAC地址和通信频道。
[0036]在一种可选实施例中，向多个在线阶段目标设备发送在线阶段触发报文包括：
[0037]所述移动单AP根据所述多个在线阶段目标设备的MAC地址和通信频道伪造在线阶段触发报文；
[0038]向所述多个在线阶段目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Wi
‑
Fi移动单站的室内定位方法，其特征在于，包括：离线阶段：将移动单AP在室内按一定轨迹移动，通过所述移动单AP监听室内空间中全频段所有Wi
‑
Fi包；所述移动单AP从所述Wi
‑
Fi包中分析并筛选离线阶段目标设备，并向所述离线阶段目标设备发送离线阶段触发报文；每移动完一轮轨迹后采集一个参考位置内离线阶段目标设备回复的离线阶段被触发报文，所述移动单AP对所述离线阶段被触发的RSS值报文进行计算，得到一个参考位置的离线阶段RSS相对值；构建指纹数据库，将所述离线阶段RSS相对值写入指纹数据库；直到采集完离线阶段目标设备在全部参考位置的离线阶段RSS相对值，则结束离线阶段；在线阶段：将离线阶段目标设备更换为任意多个在线阶段目标设备，向多个在线阶段目标设备发送在线阶段触发报文；移动单AP采集移动任意一段轨迹内在线阶段目标设备回复的被触发报文，所述移动单AP对所述在线阶段被触发报文进行计算，得到在线阶段RSS相对值；将所述在线阶段RSS相对值与指纹数据库进行指纹模式识别，定位出多个目标位置。2.根据权利要求1所述的一种基于Wi
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Fi移动单站的室内定位方法，其特征在于，所述移动单AP从所述Wi
‑
Fi包中分析并筛选离线阶段目标设备后向所述离线阶段目标设备发送离线阶段触发报文包括：所述移动单AP通过所述Wi
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Fi包中筛选出离线阶段目标数据包；所述移动单AP对所述离线阶段目标数据包进行分析，获取所述离线阶段目标设备的MAC地址和通信频道；所述移动单AP根据所述离线阶段目标设备的MAC地址和通信频道伪造触发报文；向所述离线阶段目标设备发送离线阶段触发报文。3.根据权利要求2所述的一种基于Wi
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Fi移动单站的室内定位方法，其特征在于，所述移动单AP对所述离线阶段被触发的RSS值报文进行计算，得到一个参考位置的离线阶段RSS相对值包括：在所述室内空间设置多个目标位置参考点；所述移动单AP获取所述离线阶段被触发报文的RSS值；移动单AP移动完轨迹后，计算离线阶段目标设备所在参考位置的RSS值的相对值，得到离线阶段RSS相对值；直到采集完离线阶段目标设备在全部参考位置的离线阶段RSS相对值，则结束离线阶段。4.根据权利要求1所述的一种基于Wi
‑
Fi移动单站...

【专利技术属性】
技术研发人员：段垚鑫，刘泽兴，聂文迪，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：