CN106961669A - 一种基于WiFi探针的位置信息获取方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于WiFi探针的位置信息获取方法和系统，所述WiFi探针的数量为N个，分设于目标探测区域内，且N≥1，所述方法包括：利用所述N个WiFi探针，分别对其有效探测区域内的设备的信号强度进行采集；根据各WiFi探针在同一时刻采集的信号强度的差值，或者同一WiFi探针在不同时刻所采集的信号强度的差值，来判定所述设备的位置信息。本发明实施例根据信号强度的差值来对设备用户的位置进行判定，可消除WiFi设备发射功率的不同产生的不良影响，能够比较准确地获取用户位置信息；本发明实施例采用预先获取信号差矩阵集合，在实时测量时通过匹配方式确定用户当前最接近位置，用户位置的获取方法简单、快速、准确。

Description

一种基于WiFi探针的位置信息获取方法和系统

技术领域

本发明涉及信息处理领域，尤其涉及一种基于WiFi探针的位置信息获取方法和系统。

背景技术

随着科技的进步和发展，无线网络已经深入我们生活的方方面面，手机、平板等WiFi设备的使用已经在广大群众中得到推广和发展，而随着WiFi设备的推广运用，对WiFi设备的数据采集等需求随之产生。

例如，以商业需求为例，在人群聚集处投放大屏幕广告或者灯箱广告时，大屏幕或灯箱附近的行人位置信息(如距离屏幕/灯箱的远近，以及移动的轨迹)对于广告投放管理和决策是不可缺少的参考数据，根据这些位置信息可以统计得出投放广告所吸引的行人数量，因而具有很高的商业价值。

为了满足数据采集需求，WiFi探针应运而生。WiFi探针技术是指基于WiFi探测技术来识别AP(无线访问接入点)附近已开启WiFi的智能手机或者WiFi终端(笔记本，平板电脑等)，无需用户接入WiFi，WiFi探针就能够识别用户的信息。

目前，通常根据WiFi探针所采集到的手机WiFi信号强度大小来判断该手机用户的位置信息，但是在长期实践中发现，由于不同品牌手机的WiFi发射功率不一样，导致根据手机WiFi信号强度大小直接作出的位置判断中误判太多，无法商用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于WiFi探针的位置信息获取方法和系统，克服现有技术中根据WiFi信号强度值直接判断用户位置信息的方式存在的准确率低的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于WiFi探针的位置信息获取方法，所述WiFi探针的数量为N个，分设于目标探测区域内，且N≥1，所述方法包括：

利用所述N个WiFi探针，分别对其有效探测区域内的设备的信号强度进行采集；

根据各WiFi探针在同一时刻采集的信号强度的差值，或者同一WiFi探针在不同时刻所采集的信号强度的差值，来判定所述设备的位置信息。

可选的，所述WiFi探针的数量N≥2时，所述根据信号强度的差值判定设备的位置信息的方法进一步包括：

利用所述N个WiFi探针，预先获取目标探测区域中若干个已知位置的信号差矩阵，形成信号差矩阵集合；

对于所述目标探测区域内的设备，利用所述N个WiFi探针，实时测量得到该设备在其当前位置上的信号差矩阵；

在所述信号差矩阵集合中，查找与所述实时测量得到的信号差矩阵最接近的已知位置的信号差矩阵，判定所述设备的当前位置为最接近的已知位置。

可选的，所述方法中，利用所述N个WiFi探针，预先获取该区域中若干个已知位置的信号差矩阵的方法为：

预先在所述目标探测区域的现场环境中，对各个已知位置分别进行测量以得到其对应的信号差矩阵；

或者，直接根据目标探测区域的布局图，来计算得出各个已知位置的信号差矩阵。

可选的，所述方法中，每个已知位置的信号差矩阵的获取方法为：在同一时刻，针对当前已知位置，各个WiFi探针分别采集该位置上设备的信号强度信息，通过计算任意不同两个WiFi探针采集的信号强度的差值，得到当前已知位置的信号差矩阵。

可选的，所述方法中，查找与所述实时测量得到的信号差矩阵最接近的已知位置的信号差矩阵的方法为：将实时测量得到的信号差矩阵与各已知位置的信号差矩阵依次进行比较，根据每个对应元素的均方差之和来判定最接近的已知位置的信号差矩阵。

可选的，所述方法还包括：在不同时刻下，通过所述实时测量所述设备在其当前位置的信号差矩阵、以及查找最接近的已知位置的信号差矩阵的方式，判定所述设备在不同时刻的多个位置信息，据此获得该设备用户的运动轨迹。

可选的，所述WiFi探针的数量N＝1时，所述根据信号强度的差值判定设备的位置信息的方法进一步包括：

针对目标探测区域的每个设备，利用所述WiFi探针，在不同时刻分别采集该设备的信号强度，获得两个信号强度。

根据两个信号强度的差值，判断该设备用户的运动方向和/或运动距离。

可选的，所述WiFi探针的数量N＝2时，所述根据信号强度的差值判定设备的位置信息的方法进一步包括：

针对目标探测区域的每个设备，利用所述两个WiFi探针，在同一时刻分别对该设备在当前位置的信号强度进行采集，获得两个信号强度；

根据所述两个信号强度的差值，判定所述设备所处位置与所述两个WiFi探针中的第一WiFi探针较近还是第二WiFi探针较近。

一种位置信息获取系统，包括：分布于目标探测区域内的N个WiFi探针，以及位置统计装置；

所述WiFi探针，用于对其有效探测区域内的设备的信号强度进行采集；

所述位置统计装置，用于对根据各WiFi探针在同一时刻采集的信号强度的差值，或者同一WiFi探针在不同时刻所采集的信号强度的差值，来判定所述设备的位置信息。

可选的，所述位置统计装置包括：

信号差矩阵集合生成单元，用于利用所述N个WiFi探针，预先获取目标探测区域中若干个已知位置的信号差矩阵，形成信号差矩阵集合；

实时位置判定单元，用于对于所述目标探测区域内的设备，利用所述N个WiFi探针，实时测量得到该设备在其当前位置上的信号差矩阵；并在所述信号差矩阵集合中，查找与所述实时测量得到的信号差矩阵最接近的已知位置的信号差矩阵，判定所述设备的当前位置为最接近的已知位置。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例根据信号强度的差值来对设备用户的位置进行判定，与根据信号强度来进行位置判定的方式相比，可以消除WiFi设备发射功率的不同对最终结果产生的不良影响，能够比较准确地获取用户位置信息，有益于各种商业模式的准确估计。另外，本发明实施例采用预先获取信号差矩阵集合，在实时测量时通过匹配处理方式确定用户当前最接近位置，用户位置的获取方法简单、快速、准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的位置信息获取方法流程图；

图2为本发明实施例二提供的位置信息获取方法流程图；

图3为本发明实施例三提供的特殊环境的示意图；

图4为本发明实施例四提供的位置信息获取方法流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

由于不同品牌手机的WiFi发射功率不同，使得在相同环境下，针对位于相同位置的不同品牌手机，WiFi探针所采集到的信号强度不同，进而导致直接根据信号强度作出的位置判断不够准确。基于此，本发明提出一种根据信号强度差来判断用户位置的解决方案，减小WiFi发射功率的不同对位置判断产生的不良影响，提高准确率。

下面将根据不同的应用场景来提供多个实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种基于N个WiFi探针的位置信息获取方法，包括以下步骤：

步骤S101、针对目标探测区域，预先获取该区域中若干个已知位置的信号差矩阵，形成信号差矩阵集合。

为保证信息的准确性，各个WiFi探针的有效探测区域需覆盖目标探测区域。

WiFi探针的数量不小于2个，通常安装于广告显示屏或者广告灯箱上，当然也可以安装于其他位置，具体不限定。

每个已知位置的信号差矩阵的获取方法为：在同一时间点，针对当前已知位置，各个WiFi探针分别采集该位置上设备的信号强度，通过计算任意不同两个WiFi探针采集的信号强度差，形成当前已知位置的信号差矩阵。

例如，对于已知位置i，同一时间WiFi探针i和WiFi探针j所采集的信号强度差为V_i,j,按照上述方法得到的对应的信号差矩阵为：

在目标探测区域中，根据该区域特点来对已知位置的数量和具体位置进行选取，一方面，为尽可能地提高判断结果的准确性，可选择尽量多的位置作为已知位置；另一方面，为减小后续的判断操作中所占用的计算资源，优选的方式为选取本区域中对后续位置判断具有较大参考价值的多个位置作为已知位置，例如：在对广告关注度较高时的多个中心位置、目标探测区域入口和出口处的多个边缘位置。

本步骤中，预先获取若干个已知位置的信号差矩阵以形成信号差矩阵集合的方法有两种：一种为现场测量方式，即安排工作人员进入目标探测区域的现场环境中，对各个已知位置分别进行测量以得到其对应的信号差矩阵；另一种为后台计算方式，即工作人员不进入现场环境中，而是直接根据目标探测区域的布局图，来计算得出各个已知位置的信号差矩阵。

现场测量的方式与后台计算的方式相比较，前者由于会考虑到现场环境中的其他各种干扰因素，测量结果相对更为准确，而后者由于不用工作人员去现场，实现方式更为简便。因而，在实际应用中，可以根据需要灵活选用两种方式。

步骤S102、对于目标探测区域内的设备，实时测量该设备在其当前位置上的信号差矩阵。

本步骤中，实时获取所述设备在其当前位置上的信号差矩阵的方法为：

通过分布于现场环境中的N个WiFi探针，同时采集该设备的广播数据包，该广播数据包中包括：采集时间、设备MAC地址、信号强度、广播地址、CRC、讯框控制中802.11标准版本、讯框型态和控制型态等信息；

对所采集的广播数据包进行预处理：去除其中的无效数据，获得其中的有效数据，有效数据包括采集时间、设备MAC地址、信号强度；

对于N个WiFi探针，计算任意不同两个WiFi探针所采集的信号强度差，形成上述设备在当前位置下的的信号差矩阵。

步骤S103、将步骤S102实时测量的信号差矩阵，与步骤S101预先获取的信号差矩阵集合中各个已知位置的信号差矩阵进行匹配，查找出其中与实时测量的信号差矩阵最相似的已知位置的信号差矩阵，将此已知位置判定为该设备的当前位置。

在匹配处理操作中，可以采用现有技术来判断两个矩阵的相似度，例如：实时测量得到的信号差矩阵，与其最相似的已知位置的信号差矩阵相比，每个对应元素的均方差之和最小。

至此，可以明确上述设备的当前的具体位置。

进一步地，可以采用上述方法，在不同时间对同一设备的位置进行确定，根据该设备在不同时间点的位置信息来判断得出其运动轨迹；与具体实时位置信息相比，在判断行人对投放广告的关注度高低时，该运动轨迹信息具有更大的商业价值。

通常情况下，在投放大屏幕广告或者灯箱广告时，由于屏幕/灯箱面积较大，一般会在屏幕或者灯箱上装设2个或者2个以上的WiFi探针，以进行数据采集。而本实施例的上述方法即适用于两个以上WiFi探针的应用场合，可以准确地判断出个人的在任意时间点的实时位置，在其他应用中具有较高的参考价值。

实施例二

请参阅图2，本实施例提供了一种基于1个WiFi探针的位置信息获取方法，包括以下步骤：

步骤S201、针对目标探测区域的每个设备，通过WiFi探针在不同时间点分别采集该设备的信号强度，获得两个信号强度。

步骤S202、根据两个信号强度的差值，判断该设备用户的运动方向及大概的运动距离。

本实施例中，适用于仅有1个WiFi探针的应用场合，可以根据不同时刻采集的信号强度的差值，来判断用户的运动方向及运动距离。

实施例三

本实施例针对某些特殊环境下提供一种位置信息获取方法，该环境如图3所示，其包括相对设置的两个灯箱/屏幕，每个灯箱/屏幕上装设于一个WiFi探针，两个灯箱/屏幕之间形成一个供行人通过的通道。

请参阅图4，本实施例提供了一种基于2个WiFi探针的位置信息获取方法，包括以下步骤：

步骤S301、通过两个WiFi探针，对同一设备的信号强度进行同时采集，获得两个信号强度；

步骤S302、根据所述两个信号强度差，判断所述设备用户的大概位置信息。

本实施例中，由于两个WiFi探针分布于行人通道的两侧，因而根据两个WiFi探针同时采集的信号强度差，可以明确用户离哪一侧的广告近。

如：RSSI1–RSS2>0时,用户离广告1近；反之，则用户离广告2近。这样，无须事先计算各种位置上的RSSI差，也可以获取用户的位置信息。

实施例四

本实施例提供了一种位置信息获取系统，包括：分布于目标探测区域内的N个WiFi探针，以及位置统计装置；

N个WIFI探针，用于对其有效探测区域内的设备的信号强度进行采集；

位置统计装置，用于对根据各WiFi探针在同一时刻采集的信号强度的差值，或者同一WiFi探针在不同时刻所采集的信号强度的差值，来判定所述设备的位置信息。

其中，所述位置统计装置具体包括：

信号差矩阵集合生成单元，用于利用所述N个WiFi探针，预先获取目标探测区域中若干个已知位置的信号差矩阵，形成信号差矩阵集合；

实时位置判定单元，用于对于所述目标探测区域内的设备，利用所述N个WiFi探针，实时测量得到该设备在其当前位置上的信号差矩阵；并在所述信号差矩阵集合中，查找与所述实时测量得到的信号差矩阵最接近的已知位置的信号差矩阵，判定所述设备的当前位置为最接近的已知位置。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于WiFi探针的位置信息获取方法，所述WiFi探针的数量为N个，分设于目标探测区域内，且N≥1，其特征在于，所述方法包括：

利用所述N个WiFi探针，分别对其有效探测区域内的设备的信号强度进行采集；

根据各WiFi探针在同一时刻采集的信号强度的差值，或者同一WiFi探针在不同时刻所采集的信号强度的差值，来判定所述设备的位置信息。

2.根据权利要求1所述的基于WiFi探针的位置信息获取方法，其特征在于，所述WiFi探针的数量N≥2时，所述根据信号强度的差值判定设备的位置信息的方法进一步包括：

利用所述N个WiFi探针，预先获取目标探测区域中若干个已知位置的信号差矩阵，形成信号差矩阵集合；

对于所述目标探测区域内的设备，利用所述N个WiFi探针，实时测量得到该设备在其当前位置上的信号差矩阵；

在所述信号差矩阵集合中，查找与所述实时测量得到的信号差矩阵最接近的已知位置的信号差矩阵，判定所述设备的当前位置为最接近的已知位置。

3.根据权利要求2所述的基于WiFi探针的位置信息获取方法，其特征在于，所述方法中，利用所述N个WiFi探针，预先获取该区域中若干个已知位置的信号差矩阵的方法为：

预先在所述目标探测区域的现场环境中，对各个已知位置分别进行测量以得到其对应的信号差矩阵；

或者，直接根据目标探测区域的布局图，来计算得出各个已知位置的信号差矩阵。

4.根据权利要求2所述的基于WiFi探针的位置信息获取方法，其特征在于，所述方法中，每个已知位置的信号差矩阵的获取方法为：在同一时刻，针对当前已知位置，各个WiFi探针分别采集该位置上设备的信号强度信息，通过计算任意不同两个WiFi探针采集的信号强度的差值，得到当前已知位置的信号差矩阵。

5.根据权利要求2所述的基于WiFi探针的位置信息获取方法，其特征在于，所述方法中，查找与所述实时测量得到的信号差矩阵最接近的已知位置的信号差矩阵的方法为：将实时测量得到的信号差矩阵与各已知位置的信号差矩阵依次进行比较，根据每个对应元素的均方差之和来判定最接近的已知位置的信号差矩阵。

6.根据权利要求2所述的基于WiFi探针的位置信息获取方法，其特征在于，所述方法还包括：在不同时刻下，通过所述实时测量所述设备在其当前位置的信号差矩阵、以及查找最接近的已知位置的信号差矩阵的方式，判定所述设备在不同时刻的多个位置信息，据此获得该设备用户的运动轨迹。

7.根据权利要求1所述的基于WiFi探针的位置信息获取方法，其特征在于，所述WiFi探针的数量N＝1时，所述根据信号强度的差值判定设备的位置信息的方法进一步包括：

针对目标探测区域的每个设备，利用所述WiFi探针，在不同时刻分别采集该设备的信号强度，获得两个信号强度。

根据两个信号强度的差值，判断该设备用户的运动方向和/或运动距离。

8.根据权利要求1所述的基于WiFi探针的位置信息获取方法，其特征在于，所述WiFi探针的数量N＝2时，所述根据信号强度的差值判定设备的位置信息的方法进一步包括：

针对目标探测区域的每个设备，利用所述两个WiFi探针，在同一时刻分别对该设备在当前位置的信号强度进行采集，获得两个信号强度；

根据所述两个信号强度的差值，判定所述设备所处位置与所述两个WiFi探针中的第一WiFi探针较近还是第二WiFi探针较近。

9.一种位置信息获取系统，其特征在于，该系统包括：分布于目标探测区域内的N个WiFi探针，以及位置统计装置；

所述WiFi探针，用于对其有效探测区域内的设备的信号强度进行采集；

所述位置统计装置，用于对根据各WiFi探针在同一时刻采集的信号强度的差值，或者同一WiFi探针在不同时刻所采集的信号强度的差值，来判定所述设备的位置信息。

10.根据权利要求9所述的位置信息获取系统，其特征在于，所述位置统计装置包括：

信号差矩阵集合生成单元，用于利用所述N个WiFi探针，预先获取目标探测区域中若干个已知位置的信号差矩阵，形成信号差矩阵集合；

实时位置判定单元，用于对于所述目标探测区域内的设备，利用所述N个WiFi探针，实时测量得到该设备在其当前位置上的信号差矩阵；并在所述信号差矩阵集合中，查找与所述实时测量得到的信号差矩阵最接近的已知位置的信号差矩阵，判定所述设备的当前位置为最接近的已知位置。