CN112584491A - 基于WiFi探针的目标定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及室内位置管理技术领域，具体涉及基于WiFi探针的目标定位系统，包括多个移动端、多个WiFi探针和多个探测端，WiFi探针检测移动端并发送连接数据，探测端与WiFi探针一一对应，探测端包括探测模块和处理模块，探测模块获取相对应WiFi探针和竖直向上相邻楼层的连接数据发送至处理模块，处理模块识别连接数据中的方位角信息，处理模块根据方位角信息识别竖直方向上相邻楼层的WiFi探针；处理模块识别该相邻楼层WiFi探针的连接数据中移动端的强度信息，处理模块在强度信息大于预设强度时根据收到的初始楼层信息判断WiFi探针所在的楼层位置，处理模块根据强度信息和楼层位置判断移动端的位置信息。本发明能够提高目标在高层建筑内垂直方向上的位置定位准确性。

Description

基于WiFi探针的目标定位系统
技术领域
本发明涉及室内位置管理技术领域，具体涉及基于WiFi探针的目标定位系统。
背景技术
定位是为了对目标的实时位置进行记录跟踪，目前，最常用的就是GPS(全球定位系统)，通过GPS就能准确对目标进行定位，但是，随着城市化进程的加快，高楼也增加了，GPS定位在目标进入室内时的定位效果和精度是非常差的，对于要对室内目标进行定位的用户来说，几乎无法通过GPS定位来对目标进行定位了。
为了解决室内GPS定位存在的问题，公开号为CN109769208A的文献公开了一种车站内部实现室内定位和导航的方法，包括a)设置车站地图区域，绘制车站电子地图，存储在数据服务器中；b)车站内地图区域按照设定间隔布置若干WiFi探针，并将WiFi探针与数据服务器数据连接；c)依照车站地图区域的实际空间位置，在车站电子地图上设置每个WiFi探针的对应位置，并设置其有效扫描区域；d)用户侧应用发送定位请求，将含WiFi电子设备的特征信息X发送给数据服务器；e)数据服务器调出所有定位到该特征信息X的WiFi探针的列表，依照其在车站电子地图的位置，并通过三角定位算出特征信息X在车站电子地图上的位置Y。提高了出行的效率，解决了直接采用第三方WiFi信号不确定性过大的问题，避免了主动搜索造成的干扰。
使用上述系统进行定位时，在室内的平面范围内解决了定位问题，但是，对于较高楼层的建筑来说，还是不能对用户在三维空间的竖直方向上的位置进行定位。
发明内容
本发明意在提供一种基于WiFi探针的目标定位系统，以对目标在建筑内的楼层进行定位。
本方案中的基于WiFi探针的目标定位系统，包括多个移动端和多个位于不同楼层的WiFi探针，所述WiFi探针检测移动端并发送连接数据，还包括多个探测端，所述探测端与WiFi探针一一对应，所述探测端位于底楼层或顶楼层处时发送出初始楼层信息，所述探测端包括探测模块和处理模块，所述探测模块获取相对应WiFi探针和竖直向上相邻楼层的连接数据发送至处理模块，所述处理模块识别连接数据中的方位角信息，所述处理模块根据方位角信息识别竖直方向上相邻楼层的WiFi探针；所述处理模块识别该相邻楼层WiFi探针的连接数据中移动端的强度信息，所述处理模块在强度信息大于预设强度时根据收到的初始楼层信息判断WiFi探针所在的楼层位置，所述处理模块根据强度信息和楼层位置判断移动端的位置信息。
本方案的有益效果是：
在移动端无线连接上WiFi探针时，由探测端的处理模块获取WiFi探针的连接数据，让处理模块先从连接数据中获取方位角信息并根据方位角信息确定竖直方向上的WiFi探针，例如一楼的探测端发送初始楼层为“1”，二楼的探测端接收二楼WiFi探针、三楼WiFi探针和一楼WiFi探针的连接数据，由二楼探测端的处理模块从这三个WiFi探针的连接数据中识别方位角信息，由该识别出的三个方位角信息判断一楼WiFi探针和三楼WiFi探针，再由处理模块从连接数据中获取强度信息，在强度信息大于预设强度时根据初始楼层信息判断所在的楼层位置，如，二楼探测端的处理模块识别到本层楼层WiFi探针的连接数据中强度信息大于预设值，就根据一层探测端发送的初始楼层信息判断本层WiFi探针的位置为“2”，并以该楼层位置作为目标的位置信息，在无更改每个WiFi探针的结构和程序的情况下，提高目标在高层建筑内垂直方向上的位置定位准确性。之所以未对每个探测端预设楼层信息，主要是因为在实际安装操作时，无需区别多个楼层上探测端的楼层信息，只需确认最低或最高楼层上探测端的初始楼层信息即可，且实际安装时，无需预留暂时不安装探测端的楼层的产品，不会让探测端在预留存放时造成积压。
进一步，任一探测端上的处理模块记录竖直方向上WiFi探针的数量，当数量等于一且方位角为正值、或数量大于一且方位角均为正值时，所述处理模块判断该WiFi探针的楼层信息为初始楼层信息并发送至通信范围内的探测端上。
有益效果是：由于WiFi探针位于建筑的最低楼层时，探测端只能收到竖直方向和水平周向上的连接信号，所以，自动以最低楼层处探测端的位置为初始楼层信息，提高楼层位置定位的准确性。
进一步，所述探测端的处理模块将判断到的楼层位置作为初始楼层信息发送至相邻探测端上，所述处理模块判断到楼层位置或初始楼层信息后停止接收初始楼层信息。
有益效果是：在任一探测端已识别到所在的楼层位置后不再接收初始楼层信息，减少数据的处理量。
进一步，还包括一个位于入口处的入户监测端，所述入户监测端自动无线连接入口处的移动端，所述入户监测端识别移动端信号的信号强度和标识码并发送至探测端上。
有益效果是：通过入口处检测移动端，并识别移动端无线连接的信号强度和标识码，对移动端自身的无线连接状态检测更准确。
进一步，所述处理模块在强度信息小于预设强度时获取连接数据中的终端标识信息，所述处理模块将终端标识信息与收到的标识码进行匹配，当匹配成功时，所述处理模块将该探测端的楼层位置作为移动端的位置信息。
有益效果是：通过对目标在入口处的信号强度进行标识，用以对强度信息较小的移动端进行定位，避免目标因移动端自身硬件特性太差导致无法连接WiFi探针带来的定位误差。
进一步，所述处理模块将同一移动端的强度信息峰值对应的楼层位置作为位置信息。
附图说明
图1为本发明基于WiFi探针的目标定位系统实施例一的示意性框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
实施例一
基于WiFi探针的目标定位系统，如图1所示：包括多个移动端、多个WiFi探针和多个探测端，WiFi探针检测移动端并发送连接数据，移动端可以是现有的手机终端或平板终端等，移动端通过WiFi协议与WiFi探针无线通信，WiFi探针分别位于不同楼层上，探测端与WiFi探针一一对应，即每个WiFi探针设置一个探测端，探测端位于底楼层或顶楼层处时发送出初始楼层信息。
探测端包括探测模块、通信模块和处理模块，探测模块获取相对应WiFi探针和竖直向上相邻楼层的连接数据发送至处理模块，探测模块可以通过数据线电连接至WiFi探针上，连接数据是移动端连接WiFi探针后的Probe帧数据；处理模块识别连接数据中的方位角信息，处理模块根据方位角信息识别竖直方向上相邻楼层的WiFi探针，例如方位角信息在预设范围内时为竖直方向上的WiFi探针；处理模块识别该相邻楼层WiFi探针的连接数据中移动端的强度信息，处理模块在强度信息大于预设强度时根据收到的初始楼层信息判断WiFi探针所在的楼层位置，强度信息即移动端无线连接WiFi网络的信号强度，即移动端距离WiFi探针较近时的信号强度，处理模块根据强度信息和楼层位置判断移动端的位置信息，即根据强度信息确定手机所连接的WiFi探针后再以WiFi探针的楼层作为移动端的楼层，例如移动端连接至A楼栋五楼处WiFi探针的信号强度较大，其中A楼栋通过预设进行，位置信息为A楼栋五楼；处理模块通过通信模块发送出位置信息。
任一探测端上的处理模块记录竖直方向上WiFi探针的数量，当数量等于一且方位角为正值、或数量大于一且方位角均为正值时，处理模块判断该WiFi探针的楼层信息为初始楼层信息并发送至通信范围内的探测端上，即在一楼处的WiFi探针只能收到来自上方楼层上WiFi探针的连接数据。
探测端的处理模块将判断到的楼层位置作为初始楼层信息发送至相邻探测端上，例如五楼上探测端判断到所在位置为五楼时将楼层位置发送至相邻楼层上的探测端，处理模块判断到楼层位置或初始楼层信息后停止接收初始楼层信息，即某个探测端判断到所处的位置后不再接受楼层位置或初始楼层信息进行判断。
还包括一个位于入口处的入户监测端，即监测端位于建筑的入口处，入户监测端自动无线连接入口处的移动端，入户监测端可用现有的WiFi路由器，入户监测端识别移动端信号的信号强度和标识码并发送至探测端上，入户监测端与探测端可以通过移动通信网进行通信，标识码可以是移动端的唯一标识；处理模块在强度信息小于预设强度时获取连接数据中的终端标识信息，处理模块将终端标识信息与收到的标识码进行匹配，当匹配成功时，匹配成功为终端标识信息与标识码相同，处理模块将该探测端的楼层位置作为移动端的位置信息，处理模块将同一移动端的强度信息峰值对应的楼层位置作为位置信息。
具体实施过程如下：
以A楼栋中的多个WiFi探针为例，由于WiFi探针的信号覆盖范围还是比较大，上下楼层的探测端都能互相收到信号，所以，最低楼层的探测端只能收到上方楼层上探测端的连接信息，此时，由最低楼层处的探测端的处理模块通过通信模块发送出初始楼层信息；当其余任一的探测端收到初始楼层信息时，例如二楼或三楼的探测端收到初始楼层信息时，由处理模块先从连接数据中获取方位角信息并根据方位角信息确定竖直方向上的WiFi探针，再由处理模块从连接数据中获取强度信息，在强度信息大于预设强度时根据初始楼层信息判断所在的楼层位置，例如二楼探测端收到初始楼层信息时，二楼处探测端上的处理模块根据经过了一层楼间距的衰减后信号的强度信息加上初始楼层信息得到其位置信息为二楼，根据信号衰减和信号强度计算距离为现有技术，在此不赘述；各个楼层上的探测端根据所收到的初始楼层信息依此类推得到对应的位置信息，例如八楼收到六楼的初始位置信息为六，然后根据信号强度和方位角信息计算出八楼与六楼的间距并得到间隔的楼层数，将六加上楼层数即为八楼的位置信息八。
以用户B进入A楼栋时为例，A楼栋的各个楼层住户设置了WiFi探针；在进入A楼栋时，由监测端主动搜索用户B的移动端进行无线连接，然后将用户B的移动端连接的信号强度和标识码发送至各个探测端上；当用户B进入A楼栋后到达七楼的家中时，用户B的移动端无线连接上WiFi探针，由探测端的处理模块在强度信息小于预设强度时获取连接数据中的终端标识信息，让处理模块将终端标识信息与收到的标识码进行匹配，当匹配成功时，由处理模块将该探测端的楼层位置作为移动端的位置信息，且由处理模块将同一移动端的强度信息峰值对应的楼层位置作为位置信息。
本实施例通过探测端单独对连接数据进行处理，无需改动WiFi探针，适用范围更广泛；并且能够通过每个WiFi探针范围内的初始楼层信息交互得到对应的楼层位置，无需对每个WiFi探针进行改进，还能及时知晓目标在建筑内的垂直高度信息，准确对目标是否回家进行定位检测；还通过对目标在入口处的信号强度进行标识，避免目标因自身硬件特性太差导致无法连接WiFi探针带来的定位误差。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.基于WiFi探针的目标定位系统，包括多个移动端和多个位于不同楼层的WiFi探针，所述WiFi探针检测移动端并发送连接数据，其特征在于：还包括多个探测端，所述探测端与WiFi探针一一对应，所述探测端位于底楼层或顶楼层处时发送出初始楼层信息，所述探测端包括探测模块和处理模块，所述探测模块获取相对应WiFi探针和竖直向上相邻楼层的连接数据发送至处理模块，所述处理模块识别连接数据中的方位角信息，所述处理模块根据方位角信息识别竖直方向上相邻楼层的WiFi探针；所述处理模块识别该相邻楼层WiFi探针的连接数据中移动端的强度信息，所述处理模块在强度信息大于预设强度时根据收到的初始楼层信息判断WiFi探针所在的楼层位置，所述处理模块根据强度信息和楼层位置判断移动端的位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于WiFi探针的目标定位系统，其特征在于：任一探测端上的处理模块记录竖直方向上WiFi探针的数量，当数量等于一且方位角为正值、或数量大于一且方位角均为正值时，所述处理模块判断该WiFi探针的楼层信息为初始楼层信息并发送至通信范围内的探测端上。
3.根据权利要求2所述的基于WiFi探针的目标定位系统，其特征在于：所述探测端的处理模块将判断到的楼层位置作为初始楼层信息发送至相邻探测端上，所述处理模块判断到楼层位置或初始楼层信息后停止接收初始楼层信息。
4.根据权利要求2所述的基于WiFi探针的目标定位系统，其特征在于：还包括一个位于入口处的入户监测端，所述入户监测端自动无线连接入口处的移动端，所述入户监测端识别移动端信号的信号强度和标识码并发送至探测端上。
5.根据权利要求4所述的基于WiFi探针的目标定位系统，其特征在于：所述处理模块在强度信息小于预设强度时获取连接数据中的终端标识信息，所述处理模块将终端标识信息与收到的标识码进行匹配，当匹配成功时，所述处理模块将该探测端的楼层位置作为移动端的位置信息。
6.根据权利要求5所述的基于WiFi探针的目标定位系统，其特征在于：所述处理模块将同一移动端的强度信息峰值对应的楼层位置作为位置信息。
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