CN106303971A - 一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置 - Google Patents

Abstract

一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置，包括若干个考勤区域、现有已部署的WiFi热点AP、若干个参考点RP、WiFi位置指纹数据库、考勤对象所处的待定位点TP、考勤APP模块、考勤服务器；考勤服务器连接WiFi位置指纹数据库，获取存储的位置指纹信息，解密考勤APP模块发送的待定位点TP的WiFi位置指纹信息，进而搜索匹配得到待定位点TP所属的考勤区域并进行考勤。本发明的技术效果是：具有成本低廉、使用方便、自动考勤、多时间点式考勤、分布式考勤方式、无法伪造和复制考勤信息、考勤区域可扩展性强、考勤结果准确性强、计算效率高，系统实时性能强等特点和优点，有效地提高了考勤的效率和性能。

Description

一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置

技术领域

本发明涉及一种基于WiFi信号的自动考勤装置，尤其是一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置。

背景技术

早期的考勤方式通常是借助花名册的名单点到或者签名完成，既费时又费力，并且无法杜绝“代替点到”、“代替签名”等现象。现在的考勤方式通常使用RFID卡“射频识别”、或NFC标签“感应识别”、或指纹、人脸、虹膜、指静脉 “生物识别”等手段来完成考勤，但存在着需要考勤对象主动参与、必须在固定地点借助固定考勤装置完成考勤、考勤高峰期需要排队考勤等局限，且无法避免“恶意早退”、 “中途缺席”等现象。

近年来随着智能手机的全面普及，基于智能手机位置服务的考勤方法通过“考勤APP”模块实现程序自动考勤，多时间点式考勤，分布式考勤，可有效地解决上述缺陷。但是，如何感知用户位置是实施智能手机位置服务的关键技术。

一、美国GPS定位系统、欧盟的Galileo定位系统，俄罗斯的Glonass定位系统和中国北斗卫星定位系统，即使采用三边定位法计算出用户的具体位置，其民用定位精度可以达到15米以内，也只能定位大致的教学楼或办公楼位置，并还因为存在城市环境的“都市峡谷”效应和室内环境的“导航卫星信号”微弱等不利因素导致手机无法定位。

二、蜂窝无线定位系统，即基于移动蜂窝网的基站定位，其定位精度依赖于基站的分布和基站信号覆盖的范围。无论是基于电波到达时间差的定位技术，还是基于电波到达入射角的定位技术，或者基于基于电波场强的定位技术，因移动通信系统的通信环境复杂多变，受到多径传播，NLOS传播、CDMA多址接入干扰、参与定位基站数限制等各种不利因素影响，手机定位精度无法精确到教学楼的楼层及教室、或办公楼的楼层及办公室的具体位置。

三、WiFi无线信号定位系统。WiFi无线网络是20世纪迅速兴起的无线通信技术，实施IEEE 802.11技术标准，具有高速通信、方便部署和低成本的特点。随着WiFi无线网络的迅速普及和广泛应用，智能手机都已经内置符合IEEE 802.11技术标准的无线网卡，可以便捷地接入到无线局域网中。为了满足用户对高速网络的需求，运营商和商户在城市的各个位置布设各自的WiFi热点 (Acess Poing) AP，可以说任何角落都是覆盖在多重的WiFi无线网络中。

截止到该专利申请提交日（2016年10月18日），在中国知识产权局网站的专利检索及分析系统，按照关键字“WiFi”和“考勤”检索到8条，或申请公布、或授权公告的，发明专利或实用新型专利，梳理之后主要分为以下四类类型。

一、 基于WiFi无线通信技术传输考勤图像和信息方式（1个相关专利）。该方式仅仅是利用校园WiFi的无线通信技术，对相关的考勤图像和信息进行无线传输，将考勤的有线通信方式升级为无线通信方式。

2016年08月17日中国知识产权局授权公告号CN104021599B、由沈阳工业大学申报的《基于校园WiFi的课堂考勤管理系统及其人数统计方法》中国发明专利，通过图像采集模块在教室采集图像，然后通过校园WiFi将采集图像发送给人数统计模块，进而利用一种基于人头颜色、大小的人数统计方法对课堂人数进行统计，进行出勤率的计算并生成出勤情况报表，再通过校园WiFi向相关管理者的智能手机端发送出勤情况信息。

二、基于WiFi无线局域网连接用户的MAC地址识别方式（5个相关专利）。该方式存在着“考勤准备阶段”需要对考勤对象的WiFi模块MAC地址数据采集；“考勤进行阶段”需要考勤对象主动接入无线局域网、人数集中地点设置WiFi无线局域网接入数受限、专门设置WiFi考勤装置等缺陷。

<1> 2015年01月14日中国知识产权局申请公布号CN104282051A、由深圳大学申报的《一种基于WiFi的课堂自动考勤系统》中国发明专利，通过教师携带的移动智能终端组建WiFi无线局域网，学生携带的移动智能终端接入WiFi无线局域网，再由教师移动终端自动考勤软件，实现自动考勤以及对考勤数据的统计和分析。该申请的发明专利仅仅是利用移动智能终端组建WiFi无线局域网，再通过软件进行自动考勤，存在着“考勤准备阶段”学生WiFi模块MAC地址数据采集、“考勤进行阶段”学生需要主动接入教师移动智能终端组建的无线局域网、教师移动智能终端组建的WiFi无线局域网接入数受限等缺陷。

<2>2016年06月01日中国知识产权局申请公布号CN105631960A、由江苏科大汇峰科技有限公司申报的《一种基于WiFi无线装置的自动考勤系统及方法》中国发明专利，通过自动考勤系统软件利用定时任务管理器获取WiFi无线装置下的连接手机用户的MAC地址，对手机用户信息进行判断进而实现考勤。该申请的发明专利同样存在着“考勤准备阶段”手机用户WiFi模块MAC地址数据采集、“考勤进行阶段”用户需要主动接入无线局域网、人数集中地点设置WiFi无线装置接入数受限等缺陷。

<3>2012年03月07日中国知识产权局授权公告号CN202159377U、由苏州市职业大学申报的《一种基于WiFi 终端的自动考勤系统》中国实用新型专利，每个学生分配一台WiFi 终端设备，通过WiFi 模块连接WiFi 接入设备后，利用WiFi 终端设备MAC地址与学生信息对应的关系，实现交互式轮询考勤。该授权的实用新型专利同样存在着“考勤准备阶段”学生WiFi 终端设备MAC地址数据采集、“考勤进行阶段”学生需要主动通过WiFi 模块连接WiFi 接入设备、人数集中地点设置的WiFi 接入设备接入数受限等缺陷。

<4>2016年09月07日中国知识产权局授权公告号CN205563730U、由绍兴瑞谷物联网技术有限公司申报的《一种学生考勤定位预警的WiFi系统》中国实用新型专利，每个学生佩戴一台学生考勤定位WiFi装置，通过考勤WiFi装置与覆盖学校全范围若干台WiFi路由器的其中之一进行连接后，利用考勤WiFi装置ID信息（实质上就是MAC地址）与学生信息对应的关系，判断学生处于在校状态或非正常离开学校状态。该授权的实用新型专利同样存在着“考勤准备阶段”学生考勤WiFi装置设备MAC地址数据采集、“考勤进行阶段”学生需要通过考勤定位WiFi装置连接WiFi路由器、人数集中地点设置的WiFi路由器接入数受限等缺陷。

<5>2014年06月25日中国知识产权局申请公布号CN103886648A、由庄南庆申报的《一种基于手机WiFi 信号的考勤系统》中国发明专利，通过考勤对象携带的WiFi 功能手机，或没有连接热点情况下，手机不时发送探测请求帧被考勤装置捕捉到；或连接热点的情况下，手机会经常和热点交互数据报文和管理报文被考勤装置捕捉到，进而，考勤装置从捕捉到的报文中提取出考勤对象WiFi模块的MAC 地址，再结合已登记的考勤对象信息生成考勤记录。该申请的发明专利存在着“考勤准备阶段”考勤对象WiFi模块MAC地址数据采集、“考勤进行阶段”考勤地点需要专门设置WiFi考勤装置、人数集中地点设置的WiFi考勤装置捕捉报文数受限等缺陷。

三、基于WiFi 信号源SSID 标识信息识别方式（1个相关专利）。该方式因为事先仅存储单个WiFi 信号源SSID 标识信息，因此存在着伪造WiFi 信号源SSID 标识信息发送、临近考勤点窃取WiFi 信号源SSID 标识信息等缺陷，使得无法杜绝“假冒考勤”等问题。

2013年12月04日中国知识产权局申请公布号CN103426208A、由上海同城信息科技有限公司申报的《基于WiFi 信号的手机考勤系统》中国发明专利，通过考勤对象的智能手机采集所在空间的WiFi 信号源SSID 标识信息，并将信息发回服务器，由服务器对比考勤点事先存储的WiFi 信号源SSID 标识信息，从而确定持有该手机的考勤对象是否到达指定的考勤位置处，完成考勤。

四、此外，2014年11月26日中国知识产权局申请公布号CN104167025A、由济南大学申报的《基于动态人脸识别与WiFi 定位的移动考勤系统及其方法》中国发明专利，首先用户利用智能手机通过用户名和密码验证后登录到服务器端；其次考勤系统利用用户的便携设备自带的WiFi 模块对用户进行定位，获取用户的当前位置并传给服务器，而服务器对客户端提交的位置信息进行核对；最后校验完位置信息后，利用动态人脸识别技术完成用户身份的确认，用户考勤成功，并生成该用户的考勤记录。然而，该申请的发明专利尽管未给出所采用的具体WiFi定位技术，但给出的“定位精度高达20 至40 米”应该只能定位教学楼或办公楼的大致位置，定位精度远远不够精确到教学楼的楼层及教室、或办公楼的楼层及办公室的具体位置。

本发明利用现有已部署在考勤区域各个位置的WiFi热点AP，收集考勤区域若干个参考点 (Reference Point) RP的信号强度(Received Signal Strength Indication)RSSI值，基于RP的各个AP信号强度三元组信息（RP的物理空间位置、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）建立考勤区域的WiFi位置指纹数据库。进而，通过考勤对象携带WiFi功能手机运行“考勤APP”模块，在待定位点(Test Point) TP定时（例如：每30秒）测量来自各个WiFi热点AP的RSSI值，并将待定位点TP的各个AP的信号强度四元组信息（测量时间、考勤对象手机的MAC地址、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）加密上传到考勤服务器中，由考勤服务器根据快速位置指纹匹配方法，将接收到的待定位点TP的WiFi位置指纹信息和WiFi位置指纹数据库存储的位置指纹信息进行快速匹配，计算得到考勤对象所处待定位点TP的考勤区域，从而依据“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”规则进行考勤。

本发明的整个考勤过程无需在考勤区域设置额外的硬件设施，无需考勤对象主动连接WiFi 接入设备、不存在着WiFi考勤装置接入数受限、考勤高峰期需要排队考勤、WiFi位置指纹信息被伪造和复制等缺陷，实现了程序自动考勤，多时间点式考勤，分布式考勤相结合的方式，有效地避免“恶意早退”、“中途缺席”和“代替考勤”等现象。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的不足，提供一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置。为达到上述目的，本发明的构思如下：

一、利用现有已部署的考勤区域各个位置的WiFi热点AP，且每一个WiFi热点AP都有一个全球唯一的MAC地址，并且一般而言WiFi热点AP在一段时间内是不会移动的。考勤对象携带的WiFi功能手机在开启Wi-Fi的情况下，运行“考勤APP”模块扫描并收集周围的AP信号，无论是否加密，是否已连接热点，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中，都可以获取到AP广播出来的MAC地址和相应的RSSI值。

二、将整个考勤区域按照功能区域分解成若干个考勤区域，在每个考勤区域确定若干个参考点RP，然后在每个RP上测量来自各个AP的信号强度RSSI值，即采集所有可接收的AP信号强度RSSI值，并将RP的各个AP信号强度三元组信息（RP的物理空间位置、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）存入WiFi位置指纹数据库中。由于RP的物理位置是已知的，因此WiFi位置指纹数据库在物理空间和信号空间上是相互关联的。

三、考勤对象在待定位点TP，用同样的方法测量来自各个AP的信号强度RSSI值，即采集所有可接收的AP信号强度RSSI值，然后将TP的各个AP的信号强度四元组信息（测量时间、考勤对象手机的MAC地址、WiFi热点AP的MAC地址，WiFi热点AP的RSSI值）加密上传到考勤服务器中，由考勤服务器根据快速位置指纹匹配方法将接收到的待定位点TP的WiFi位置指纹信息和WiFi位置指纹数据库存储的位置指纹信息进行快速匹配，得到待定位点TP的考勤区域，从而依据“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”规则进行考勤。

四、经典的基于位置指纹信息的WiFi定位技术，在采集了待定位点TP的WiFi位置指纹信息后，与WiFi位置指纹数据库存储的每个参考点RP的位置指纹进行一一对比和匹配。但是，当面对定位区域是城市时，成千上百万的参考点RP将产生海量数据的指纹数据库，逐条匹配位置指纹将耗费大量的时间，影响定位的实时性。更为甚者，位置指纹匹配方法中的加权K邻近法为提高定位精度，计算出与待定位点TP位置指纹最小距离的K个参考点后，并赋予不同邻近点的权重系数，进而计算出K个参考点位置坐标的加权均值，作为待定位点TP的位置坐标。

然而，面向考勤的WiFi定位技术无需精确计算出待定位点TP的位置坐标，只需要精确确定待定位点TP所属的考勤区域即可完成考勤，因此本发明对面向考勤的WiFi定位技术的位置指纹匹配方法进行了改进，提出并采用了快速位置指纹匹配方法。首先，在待定位点TP的位置指纹中挑选出较大RSSI值（例如：RSSI值按非递增序列排序后取前三）的WiFi热点AP，筛选出WiFi热点AP所在考勤区域的所有参考点RP的位置指纹，构造成候选WiFi位置指纹数据集；接着，逐一计算候选WiFi位置指纹数据集的位置指纹与待定位点TP的位置指纹的明考斯基距离；进而，选择与待定位点TP的位置指纹最小明考斯基距离的参考点RP所属的考勤区域，作为待定位点TP所属的考勤区域。由于上述的快速位置指纹匹配方法只和候选WiFi位置指纹数据集进行位置指纹比较和匹配，有效地减少了匹配计算量，因此该方法具有计算效率高，系统实时性能强，定位考勤区域准确等特点。

本发明具有成本低廉、使用方便、自动考勤、多时间点式考勤、分布式考勤方式、无法伪造和复制考勤信息、考勤区域可扩展性强、考勤结果准确性强、计算效率高，系统实时性能强等特点和优点，有效地提高了考勤的效率和性能。

根据上述的发明构思，本发明的技术方案是这样实现的：它包括若干个考勤区域、现有已部署的WiFi热点AP、若干个参考点RP、WiFi位置指纹数据库、考勤对象所处的待定位点TP、考勤APP模块、考勤服务器。

所述的若干个考勤区域，是由整个考勤区域按照功能区域分解成的若干个考勤区域。

所述的现有已部署的WiFi热点AP，分布在整个考勤区域各个位置。

所述的若干个参考点RP，是在每个考勤区域确定若干个参考点RP。

所述的WiFi位置指纹数据库，存储着每个参考点RP的WiFi位置指纹信息；其中，在每个参考点RP上测量来自各个AP的信号强度RSSI值，采集所有可接收的AP信号强度RSSI值，形成每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，即RP的各个AP信号强度三元组信息（RP的物理空间位置、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）。

所述的考勤对象所处的待定位点TP，考勤对象所携带的WiFi功能手机运行考勤APP模块。

所述的考勤APP模块通过无线数据链路连接考勤服务器，上传加密的待定位点TP的WiFi位置指纹信息；其中，在考勤对象所处的待定位点TP，考勤APP模块定时测量来自各个WiFi热点AP的RSSI值，形成待定位点TP的WiFi位置指纹信息，即各个AP的信号强度四元组信息（测量时间、考勤对象手机的MAC地址、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）。

所述的考勤服务器连接WiFi位置指纹数据库，获取存储的位置指纹信息，解密考勤APP模块发送的待定位点TP的WiFi位置指纹信息，进而搜索匹配得到待定位点TP所属的考勤区域，并依据“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”规则进行考勤，如果考勤服务器监测某考勤区域全部或大部分的考勤人员缺勤，则启动考勤异常预警纠错流程；其中，考勤服务器根据快速位置指纹匹配方法，将待定位点TP的WiFi位置指纹信息提取（WiFi热点AP的MAC地址、WIFI热点AP的RSSI值）和WiFi位置指纹数据库存储的位置指纹信息（RP的物理空间位置、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）进行匹配，计算得到待定位点TP所属的考勤区域。

上述的考勤服务器，所述的通过快速位置指纹匹配方法，根据待定位点TP的WiFi位置指纹信息计算出待定位点TP所属的考勤区域步骤如下。

步骤1.1，在待定位点TP的WiFi位置指纹中挑选出较大RSSI值的WiFi热点AP。

步骤1.2，筛选出上述WiFi热点AP所在考勤区域的所有参考点RP的位置指纹，构造成候选WiFi位置指纹数据集。

步骤1.3，逐一计算候选WiFi位置指纹数据集的位置指纹与待定位点TP的位置指纹的明考斯基距离。

步骤1.4，选择与待定位点TP的位置指纹最小明考斯基距离的参考点RP所属的考勤区域，作为待定位点TP所属的考勤区域。

上述的考勤服务器，所述的考勤异常预警纠错流程，针对某考勤区域附近的WiFi热点AP可能发生改变导致考勤异常预警的纠错步骤如下。

步骤2.1，管理员前往该考勤区域的所有参考点RP，重新测量来自各个AP的信号强度RSSI值，采集所有可接收的AP信号强度RSSI值，形成每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，上传考勤服务器。

步骤2.2，考勤服务器连接WiFi位置指纹数据库，获取该考勤区域位置每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，与重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息逐一比对。如果完全匹配，则重新核对“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”的相关规则是否正确，并解除异常预警；否则执行步骤2.3。

步骤2.3，考勤服务器分析导致WiFi位置指纹信息不匹配的因素，进行如下处理并解除异常预警。如果重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息中，某WiFi热点AP信息完全消失，则通知管理员确认该WiFi热点AP是否通电或者被搬动。如果重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息中，出现新的WiFi热点AP信息，则更新参考点RP的WiFi位置指纹信息为重新采集的WiFi位置指纹信息。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点。

一、整个考勤过程成本低廉、无需在考勤区域设置额外的硬件设施。本发明仅仅利用现有已部署在考勤区域各个位置的WiFi热点AP，借助考勤对象携带的WiFi功能手机运行“考勤APP”模块，获取到AP广播出来的MAC地址和相应的RSSI值完成考勤。

二、整个考勤过程使用方便、无需考勤对象主动连接WiFi 接入设备。本发明既不存在着WiFi考勤装置接入数受限的缺陷，也不存在考勤高峰期需要排队考勤等缺陷。

三、整个考勤过程为程序自动考勤方式。本发明由考勤对象携带的WiFi功能手机运行“考勤APP”模块，定时测量来自各个WiFi热点AP的RSSI值，并将各个AP的信号强度四元组信息加密上传到考勤服务器中。

四、整个考勤过程为多时间点式考勤方式。本发明由考勤服务器接收考勤对象携带的WiFi功能手机定时发送过来的各个AP的信号强度四元组信息，进而根据快速位置指纹匹配方法得到考勤对象所在的考勤区域，考勤过程覆盖整个时间段，考勤间隔可设置，有效地避免了“恶意早退”和“中途缺席”等现象。

五、整个考勤过程为分布式考勤方式。本发明无需在固定地点借助固定装置进行考勤、仅是通过考勤对象携带WiFi功能手机运行“考勤APP”模块完成考勤。如果考勤服务器的WiFi位置指纹匹配计算负载过大，则可采用分布式计算完成WiFi位置指纹信息的搜索匹配，破解超大考勤区域范围的超大规模人群密集考勤的难题。

六、整个考勤过程无法伪造和复制。本发明的考勤传输信息均为加密的WiFi位置指纹信息，即加密的待定位点TP的各个AP的信号强度四元组信息，WiFi位置指纹信息的伪造或复制都会使考勤服务器轻易地发现异常情况，有效地避免了“代替考勤”等现象。

七、考勤区域的可扩展性强。本发明针对没有固定空间的外勤人员，同样胜任是否到达指定区域的考勤。即使外勤人员超出了预先设定的考勤区域，但由于城市的任何角落都覆盖在WiFi无线网络中，只需要管理人员携带WiFi功能手机，在非预设区域的若干个参考点RP采集WiFi位置指纹后，事后弥补非预设考勤区域的外勤人员的考勤。

八、考勤结果的准确性强。本发明针对仅几十厘米一墙之隔或一层之差的物理空间位置，利用WiFi的信号穿墙性能差的特性、反映在AP的信号强度四元组信息的RSSI值变化巨大，定位精度可精确到教学楼不同楼层的不同教室、办公楼不同楼层的不同办公室，远远超过卫星导航定位技术和蜂窝无线定位技术。

附图说明

通过以下对本发明一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置的实例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。

图1是本发明一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置的结构示意图。

图2是本发明一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置的快速位置指纹匹配方法的具体工作流程图。

图3是本发明一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置的考勤异常预警纠错流程的具体工作流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明基于WiFi位置指纹的自动考勤装置的技术内容，特举以下实例详细说明。

本发明提出了一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置，如图1所示，包括若干个考勤区域/101、现有已部署的WiFi热点AP/102、若干个参考点RP/103、WiFi位置指纹数据库/104、考勤对象所处的待定位点TP/105、考勤APP模块/106、考勤服务器/107。

所述的若干个考勤区域/101，是由整个考勤区域按照功能区域分解成的若干个考勤区域/101。

以图1所示的二维考勤区域为例，其被分解成A~G行，1~5列，即分解成A1~G5共计35个考勤区域。以三维教学楼为例，首先，整个三维教学楼可以分解成不同的楼层；然后，每个楼层作为二维区域再按照功能区域分解成不同的教室、休息室、过道、卫生间、配电房等区域。以三维办公楼为例，首先，整个三维办公楼可以分解成不同的楼层；然后，每个楼层作为二维区域再按照功能区域分解成不同的办公室、会议室、过道、卫生间、配电房等区域。

所述的现有已部署的WiFi热点AP/102，分布在整个考勤区域各个位置。

所述的若干个参考点RP/103，是在每个考勤区域/101确定若干个参考点RP/103。

以图1所示的考勤区域A1为例，分别在四个角区域和中心区域设置参考点，总共设置有RP1~RP6参考点6个。

所述的WiFi位置指纹数据库/104，存储着每个参考点RP/103的WiFi位置指纹信息；其中，在每个参考点RP/103上测量来自各个AP/102的信号强度RSSI值，采集所有可接收的AP/102信号强度RSSI值，形成每个参考点RP/103的WiFi位置指纹信息，即RP/103的各个AP/102信号强度三元组信息（RP/103的物理空间位置、WiFi热点AP/102的MAC地址、WiFi热点AP/102的RSSI值）。

所述的考勤对象所处的待定位点TP/105，考勤对象所携带的WiFi功能手机运行考勤APP模块/106。

所述的考勤APP模块/106通过无线数据链路连接考勤服务器/107，上传加密的待定位点TP/105的WiFi位置指纹信息；其中，在考勤对象所处的待定位点TP/105，考勤APP模块/106定时测量来自各个WiFi热点AP/102的RSSI值，形成待定位点TP/105的WiFi位置指纹信息，即各个AP/102的信号强度四元组信息（测量时间、考勤对象手机的MAC地址、WiFi热点AP/102的MAC地址、WiFi热点AP/102的RSSI值）。在本实施例中定时测量为每30秒测量一次，本领域技术人员可以根据应用场合修改相应的间隔时间。

所述的考勤服务器/107连接WiFi位置指纹数据库/104，获取存储的位置指纹信息，解密考勤APP模块/106发送的待定位点TP/105的WiFi位置指纹信息，进而搜索匹配得到待定位点TP/105所属的考勤区域，并依据“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”规则进行考勤，如果考勤服务器/107监测某考勤区域全部或大部分的考勤人员缺勤，则启动考勤异常预警纠错流程；其中，考勤服务器/107根据快速位置指纹匹配方法，将待定位点TP/105的WiFi位置指纹信息提取（WiFi热点AP/102的MAC地址、WIFI热点AP/102的RSSI值）和WiFi位置指纹数据库存储的位置指纹信息（RP/103的物理空间位置、WiFi热点AP/102的MAC地址、WiFi热点AP/102的RSSI值）进行匹配，计算得到待定位点TP/105所属的考勤区域。

对于所述的快速位置指纹匹配方法，本实施例根据待定位点TP的WiFi位置指纹信息计算出待定位点TP所属的考勤区域的具体工作流程如图2所示，步骤如下。

步骤201，在待定位点TP的WiFi位置指纹中挑选出较大RSSI值的WiFi热点AP。

在本实施例中，针对RSSI值按非递增序列排序后取前三，本领域技术人员可以根据应用场合，或修改不同数量排名RSSI被选中，或采用设定RSSI阈值的方法。

步骤202，筛选出上述WiFi热点AP所在考勤区域的所有参考点RP的位置指纹，构造成候选WiFi位置指纹数据集。

步骤203，逐一计算候选WiFi位置指纹数据集的位置指纹与待定位点TP的位置指纹的明考斯基距离。

步骤204，选择与待定位点TP的位置指纹最小明考斯基距离的参考点RP所属的考勤区域，作为待定位点TP所属的考勤区域。

在本实施例中，明考斯基距离的系数P值为2，即演化成欧氏距离，本领域技术人员可以根据应用场合，或修改系数P值为1，演化成曼哈顿距离，或修改系数P值为无穷极限，演化成切比雪夫距离；或修改系数P值为其它正整数。

对于所述的考勤异常预警纠错流程，本实施例针对某考勤区域附近的WiFi热点AP可能发生改变导致考勤异常预警的纠错的具体工作流程如图3所示，步骤如下。

步骤301，管理员前往该考勤区域的所有参考点RP，重新测量来自各个AP的信号强度RSSI值，采集所有可接收的AP信号强度RSSI值，形成每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，上传考勤服务器。

步骤302，考勤服务器连接WiFi位置指纹数据库，获取该考勤区域位置每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，与重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息逐一比对。如果完全匹配，则重新核对“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”的相关规则是否正确，并解除异常预警；否则执行步骤303。

步骤303，考勤服务器分析导致WiFi位置指纹信息不匹配的因素，进行如下处理并解除异常预警。如果重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息中，某WiFi热点AP信息完全消失，则通知管理员确认该WiFi热点AP是否通电或者被搬动。如果重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息中，出现新的WiFi热点AP信息，则更新参考点RP的WiFi位置指纹信息为重新采集的WiFi位置指纹信息。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种扩展、改进和修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的扩展、改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

例如：本发明“一种基于WiFi位置指纹的自动考勤方法”的技术方案在学校的实施例，对考勤对象，考勤时间，考勤区域进行扩展后，考勤对象既可以是学生，也可以是教职员工，考勤时间不仅仅可以是课堂时间、上下班时间，还可以是就寝时间、开会时间等时间段，考勤地点可以是教室、实验室、图书馆、寝室、办公室、会议室、运动场、体育馆、食堂、超市等地点，则实施例不仅仅可以修改成学生上课情况的考勤、学生就寝情况的考勤、学生晚自习情况的考勤、学生异常离校的预警、教职员工的上下班考勤、与会人员的会议考勤等实施例，还可以改进成学生教室学习时间的长短分析、学生图书馆学习时间的长短分析、学生实验室研究时间的长短分析、学生运动场或体育馆运行时间的长短分析、学生寝室就寝时间的长短分析、教职员工上班时间的长短分析，与会人员开会时间的长短分析等实施例，甚至可以成为研究学生或教职员工的就餐等行为爱好分析等实施例。

例如：本发明“一种基于WiFi位置指纹的自动考勤方法”的技术方案在生产企业的实施例，对考勤对象，考勤时间，考勤区域进行扩展后，考勤对象既可以是生产线工人，也可以是行政管理人员，考勤时间不仅仅可以是上下班时间、就餐时间，还可以是巡逻时间、开会时间等时间段，考勤地点可以是办公室、生产车间、会议室、食堂、仓库和财务室等设防区域地点，则实施例不仅仅可以修改成员工的上下班考勤、与会人员的会议考勤等实施例，还可以改进成安保人员的巡逻考勤、设防区域异常进入的预警等实施例。

例如：本发明“一种基于WiFi位置指纹的自动考勤方法”的技术方案在机器人行走监控的实施例，将考勤对象设定为机器人、将机器人行动区域进行栅格划分后若干个细小的考勤区域、基于机器人的行走路线和行走速度计算出途径区域的时间并设定为考勤时间，则实施例将演变成具有预警功能的机器人行走监控装置。

Claims (3)

1.一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置，它包括若干个考勤区域、现有已部署的WiFi热点AP、若干个参考点RP、WiFi位置指纹数据库、考勤对象所处的待定位点TP、考勤APP模块、考勤服务器；其特征是：

所述的若干个考勤区域，是由整个考勤区域按照功能区域分解成的若干个考勤区域；

所述的现有已部署的WiFi热点AP，分布在整个考勤区域各个位置；

所述的若干个参考点RP，是在每个考勤区域确定若干个参考点RP；

所述的WiFi位置指纹数据库，存储着每个参考点RP的WiFi位置指纹信息；其中，在每个参考点RP上测量来自各个AP的信号强度RSSI值，采集所有可接收的AP信号强度RSSI值，形成每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，即RP的各个AP信号强度三元组信息（RP的物理空间位置、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）；

所述的考勤对象所处的待定位点TP，考勤对象所携带的WiFi功能手机运行考勤APP模块；

所述的考勤APP模块通过无线数据链路连接考勤服务器，上传加密的待定位点TP的WiFi位置指纹信息；其中，在考勤对象所处的待定位点TP，考勤APP模块定时测量来自各个WiFi热点AP的RSSI值，形成待定位点TP的WiFi位置指纹信息，即各个AP的信号强度四元组信息（测量时间、考勤对象手机的MAC地址、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）；

所述的考勤服务器连接WiFi位置指纹数据库，获取存储的位置指纹信息，解密考勤APP模块发送的待定位点TP的WiFi位置指纹信息，进而搜索匹配得到待定位点TP所属的考勤区域，并依据“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”规则进行考勤，如果考勤服务器监测某考勤区域全部或大部分的考勤人员缺勤，则启动考勤异常预警纠错流程；其中，考勤服务器根据快速位置指纹匹配方法，将待定位点TP的WiFi位置指纹信息提取（WiFi热点AP的MAC地址、WIFI热点AP的RSSI值）和WiFi位置指纹数据库存储的位置指纹信息（RP的物理空间位置、WiFi热点AP的MAC地址、WiFi热点AP的RSSI值）进行匹配，计算得到待定位点TP所属的考勤区域。

2.根据权利要求1 所述的一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置，其特征在于：根据待定位点TP的WiFi位置指纹信息计算出待定位点TP所属的考勤区域的快速位置指纹匹配方法，步骤如下：

步骤1.1，在待定位点TP的WiFi位置指纹中挑选出较大RSSI值的WiFi热点AP；

步骤1.2，筛选出上述WiFi热点AP所在考勤区域的所有参考点RP的位置指纹，构造成候选WiFi位置指纹数据集；

步骤1.3，逐一计算候选WiFi位置指纹数据集的位置指纹与待定位点TP的位置指纹的明考斯基距离；

步骤1.4，选择与待定位点TP的位置指纹最小明考斯基距离的参考点RP所属的考勤区域，作为待定位点TP所属的考勤区域。

3.根据权利要求1 所述的一种基于WiFi位置指纹的自动考勤装置，其特征在于：针对某考勤区域附近的WiFi热点AP可能发生改变导致考勤异常预警采取的考勤异常预警纠错流程，步骤如下：

步骤2.1，管理员前往该考勤区域的所有参考点RP，重新测量来自各个AP的信号强度RSSI值，采集所有可接收的AP信号强度RSSI值，形成每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，上传考勤服务器；

步骤2.2，考勤服务器连接WiFi位置指纹数据库，获取该考勤区域位置每个参考点RP的WiFi位置指纹信息，与重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息逐一比对；如果完全匹配，则重新核对“考勤对象是否在规定时间所处规定考勤区域”的相关规则是否正确，并解除异常预警；否则执行步骤2.3；

步骤2.3，考勤服务器分析导致WiFi位置指纹信息不匹配的因素，进行如下处理并解除异常预警；如果重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息中，某WiFi热点AP信息完全消失，则通知管理员确认该WiFi热点AP是否通电或者被搬动；如果重新采集的参考点RP的WiFi位置指纹信息中，出现新的WiFi热点AP信息，则更新参考点RP的WiFi位置指纹信息为重新采集的WiFi位置指纹信息。