CN106856492B - 一种人流量测量的方法 - Google Patents

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Abstract

为了解决测量难度大，成本要求高的技术问题，本发明提供了一种简单易行、精碗度较高的人流量测量方法。本发明提供的技术方案为通过无线WiFi接入点AP获得的移动终端硬件地址列表，计算在一定区域内的移动终端数量，从而估算在该区域内的客流密度，该数据可以用于实现客流密度报告和预警。本发明提供的人流测量方法适用性广，可以应用于较多场景。

Description

一种人流量测量的方法
技术领域
本发明涉及一种估算人流量的方法，特别是涉及通过测量计算在一定区域 内的移动终端数量，从而估算在该区域内的人流密度的方法。
背景技术
目前常用的人流量测量方法有如下几种：
1.计数器方法。由专职的统计人员进行巡视，见到一个客人，按下一次计数器 按钮，从而实现在巡视区域的人员总数统计。常见的应用场景是空中服务人员 在起飞前巡视机舱，对已登机旅客人数进行统计。该方法的统计精度很高，以 航班为例，必须到达100％，但对人流运动状态有很高的要求，需要客人基本处 于静止状态；一旦客人处于流动状态，统计精度会大幅下降，该方式也不适合 在大区域范围、多个统计人员情况下使用。
2.视频分析法。利用视频监控的分析技术进行“人头数”统计，在被测量区域 的关键点设置视频监控摄像头，根据人的运动轨迹进行分析，从而确定进入区 域的人流数量以及离开区域的人流数量。通过区域内多台摄像头视频画面分析 得到的数据进行汇总，可以计算出同一时间进入区域和离开区域的差值，进而 估算出区域内人流数量和密度。该方法预期的精确率在单点状态下可以达到80％ 强，其条件是必须配以高性能的视频分析算法。其缺点是摄像头的阅读距离有 限，比较适合在相对比较小的区域内实现；当区域比较大时，视像头的部署点 将大大增加，其算法复杂度也急剧提高，导致测量精度下降；同时，对监测区 域的灯光照明等都有一定的要求，不太适合户外无照明条件的场所。如果监测 区域是一个因临时活动而架设的区域，临时架设施工难度较大，成本较高，因 此方案的灵活性不高。
3.通讯基站连接计数法。这种方法是通过运营商(电信、移动、联通)的基站 连接的手机终端设备进行统计，获得一定区域内的手机数量，从而估算这一区 域的人流量。由于运营商基站覆盖范围比较大，因此在户外大范围的场景下具 有无需部署、监测区域广的特点。但是在室内场景下，由于运营商通常采用微 基站和分布天线的方式，所以通过微机站汇总的终端数量无法按实地场景进行 展现；另一个问题时，由于用户的手机号归属于三家不同的运营商，如果希望 获得一个地区的手机终端数量，需要同时与三家运营商进行协商并打通各自的 接口，这对于一般的用户来讲，实现的难度非常高。
发明内容
为了解决人流量测量难度大，成本要求高的技术问题，本发明提供了一种 简单易行、精确度较高的人流量测量方法。
本发明提供的技术方案为通过无线WiFi接入点AP获得的移动终端硬件地 址列表，计算在一定区域内的移动终端数量，从而估算在该区域内的人流密度， 该数据可以用于实现人流密度报告和预警。
无线WiFi接入点(又称AP)是目前比较流行的局域网无线通讯手段，随着 笔记本电脑、Pad、智能手机的普及，无线WiFi的部署和应用也日益广泛，以 上海为例，上海静安区的无线热点覆盖区域将近90％，南京路商业街更是实现了 无线全覆盖。而对于广大的智能手机用户来讲，在有WiFi热点的区域使用WiFi 而非使用3G/4G网络流量，是非常普遍的现象。因此，使用WiFi接入点AP的 一些特性来确定一定区域内的手机终端数量从技术上是完全可行的，同时根据 一些特定的场景进行每人手机持有量的分析，可以测算区域内的人流量(如： 有的人有2部手机，而儿童可能没有手机，这需要在实际测量到的终端数量上 进行一定的算法加工使其更接近实际值)。值得一提的是，无论哪种类型的人流 测量，都无法做到100％的精准，而通过WiFi监测手机数量以确定人流量的方法 具有一定的准确性，而其实现的手段也是非常简便的。
在IEEE802协议集中，无线网络接入点AP采用的是802.11协议子集，该 子集主要定义的是MAC层的通讯标准。在无线网络标准集中，常用的标准有： 802.11a/b/g/n，然而不论采用什么标准，其数据链路层(Data-Link Layer) 层的数据帧格式都是一致的。数据链路层又分为介质存取层(MAC)和逻辑链路 层(LLC)。数据链路层的下层是物理层(PhysicalLayer)，数据帧最终在物理层被分解为0，1序列。图1为物理层和数据链路层数据帧封装示意图。在 802.11MAC层数据帧头中，包含其数据帧头中有源地址、目标地址、发送者地址 和接收者地址等信息。
无线接入点AP在工作时向外发送探索信号(Beacon)，该信号包括如下信 息内容：
●Time Stamp：时间戳，用于系统同步
●无线射频参数：标识FHSS，DSSS等射频使用标准
●通讯信道信息：AP当前使用的通讯信道
●数据率：传输数据率以保证数据能够同步传输
●服务集扩展标识：ESSID，扩展服务集名称
●SSID：基本服务集名称
●TIM：用于能量保护的标志
●QoS：通讯服务质量控制标志
●安全标识：采用的安全验收方式
●制造厂商信息
当移动终端(如手机)在AP的信号范围内接收到Beacon信号后，反馈以 本移动设备物理地址值，该设备地址会在MAC层数据帧中被发现。
因此，在无线接入点AP的基础上，对原有硬件结构进行一些改进，考虑到 人流测量无需提供客户端接入和相关功能，所以可以简化设备功能。仅通过无 线探索信号的回馈来获取区域内的客户端设备地址，并输出到计算机，进行数 量统计。具体应用如下：
1.人流量测试设备向空间发送Beacon信号；
2.移动客户端回馈探索信号中包含该设备硬件地址；
3.调节人流量测试设备的发射功率可以改变测量人流量的半径范围；相关的算法如下：
dBm＝10*log10(Pmw)
●dBm为增益数；
●Pmw为设备发射功率。
FSPL＝32.4+(20log10(f))+(20log10(D))
●FSPL表示衰减的dB数；
●f为频率，以智能手机为例通常为2400，即2.4GHz；
●D为测量设备与移动设备的距离，以公里为单位。
4.PC读取人流量测试设备内存中的移动设备探索列表，就可以获测量半径区域内的移动终端数量。移动设备无需关联到AP或进入联网状态，只需WiFi处于 开启状态即可。
5.测量设备同样可以获得移动终端设备的RSSI值(Receive Signal StrengthIndicator即接收信号强度指示)，该值表示移动设备与这台测量设备保持连接 时的信号强度。如果一个移动设备可以接收到多个信号，就可能在多个测量设 备上获得同一移动设备的RSSI值，通过另外的算法，可以计算该设备在区域中 的位置。
附图说明
附图1：IEEE802协议集物理层和数据链路层数据帧封装示意图；
附图2：人流量测试设备网络拓扑结构图；
附图3：人流量测试设备原理图。
具体实施方式
本发明具体实施方式如下：
1.人流量测试设备与PC通过网络线连接(IP可达)，通过3-6米低损耗馈线连 接天线，信号强度损耗的增益通过调节人流量测试设备输出功率或在后继算法 中进行补偿。
2.移动设备响应人流量测试设备的探索信号，数据表中包含设备硬件地址。
3.PC获取人流量测试设备中存放的地址列表，从中整理设备数量。
与传统人流测量方式比较，本方案的优越性主要表现为：
1.部署方便简单，适合单兵部署作业；应用成本低，特别适合临时活动场景下 作业。
2.适用场景广，无线信号覆盖范围广，可根据检测场景要求，调节无线信号发 射功率，调节监测范围。既适合在室内环境中使用，也适合在户外空旷环境下 使用。
3.扩展方便，在较大的应用场景下，可采用多个单兵节点的部署方式，并通过 网络方式将单兵节点数据互联，可以测量集群环境下的人流量总和。通过多点 部署的信号强度汇集和算法，还可以实现对移动终端的无线定位。

Claims (1)

1.一种人流量测量的方法，其特征在于：所述方法通过WiFi接入点AP用户数量来测量人流量，具体步骤为：
a.人流量测试设备通过无线接入点AP向空间发送Beacon信号；
b.移动设备回馈探索信号中包含该设备硬件地址；
c.调节人流量测试设备的发射功率控制测量客流量的半径范围；
d.读取人流量测试设备内存中的移动设备探索列表，就能够获得测量半径区域内的移动设备数量；
其中，无线网络接入点AP采用802.11协议子集，数据链路层又分为介质存取层和逻辑链路层；数据链路层的下层是物理层，数据帧最终在物理层被分解为0，1序列；在802.11协议的MAC层数据帧头中，包含其数据帧头中有源地址、目标地址、发送者地址和接收者地址；
无线接入点AP在工作时向外发送的Beacon信号，该信号包括：时间戳、无线射频参数、通讯信道信息、数据率、服务集扩展标识、SSID、能量保护标志TIM、QoS、安全标识和制造厂商信息；
其中，所述调节人流量测试设备的发射功率控制测量客流量的半径范围的算法如下：
dBm＝10＊log10(Pmw)，其中：dBm为增益数，Pmw为设备发射功率；
FSPL＝32.4+(20log10(f))+(20log10(D))，其中：FSPL表示衰减的dB数，f为频率且其取值为2.4GHz，D为测量设备与移动设备的距离，以公里为单位；以及
通过网络方式将单兵节点数据互联，测量集群环境下的人流量总和；通过多点部署的信号强度汇集和算法，实现对移动设备的无线定位。
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