CN1741670A

CN1741670A - 定位服务系统以及方法

Info

Publication number: CN1741670A
Application number: CN 200410057157
Authority: CN
Inventors: 邱全成; 葛昭攀
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-01

Abstract

一种定位服务方法以及系统应用在无线局域网环境中；该系统包括：逻辑区域划分模块、定位精确度划分模块、检测模块、信息处理模块以及数据库；通过逻辑区域划分模块将网环境划分成多个逻辑区域，再通过定位精确度划分模块将该至少一个逻辑区域划分成至少一个定位精确度区域，经由检测模块检测该至少一个定位精确度区域内的信号强度，再通过信息处理模块将该多个逻辑区域划分信息、至少一个定位精确度区域划分信息以及该至少一个定位精确度区域内的信号强度信息进行数字化处理后储存在数据库中；利用本发明可达到提高定位精度的目的，同时还可有效地避免因高精度引起的高工程成本的问题。

Description

定位服务系统以及方法

技术领域

本发明是关于一种定位服务系统以及方法，特别是关于一种应用在无线局域网环境中的定位服务系统以及方法。

背景技术

由于计算机硬、软件技术不断突破与创新，利用网络来传递信息、互通有无、资源共享已成为风尚，近年来网络通信使用较普遍的即是局域网(Local Area Network，LAN)。

伴随各类移动设备的出现，如Notebook以及PDA，人们愈来愈渴望可突破地域的限制，随时随地接入网络，因此无线网络近年来相当流行，从手机上网到无线局域网的发展，我们可以看到这样的产业不断的在成长与开疆辟土，成为一股不可阻挡的趋势。目前信息业者或研究机构纷纷提出各种无线数据传输技术的规格与标准，其中以采用IEEE802.11技术标准的无线局域网(Wireless LAN：WLAN)与传统有线上网的方式和习惯最相近。而且，Wireless LAN可满足「随时随地无线上网」的渴望，功能上则可传送数据、影像、多媒体和使用国际互联网上的各种服务，且上网费率也逐渐降至一般消费者可接受的范围，因此Wireless LAN已俨然成为无线上网的主流之一。

无线局域网技术日趋成熟，在无线局域网环境中提供定位服务已成为无线局域网技术的一项重要功能。一般而言，WLAN主要是由一个或多个接入点(Access Point，AP)负责提供无线接取服务，任何移动装置(Mobile Unit，MU)均会选择信号最强，通常也是最近的AP连上网络，由于AP基本上已预先安置在固定地点，因此我们可以通过了解MU是从哪一个AP连上网络，从而得知目前MU所在的区域位置。与此同时，人们对于定位服务精度的要求也愈来愈高，如何更精确的去判定使用者的位置，提高定位精度的问题已成为业界研究的一重要问题。

针对目前实际应用的WLAN定位服务是以接受信号强度指示为基础而实现，为提高定位的精度，现有的方法大致包括两类。首先，是在物理结构上变化，即在定位精度比较差的地方增设AP数量、选用发射信号功率强且稳定的AP以及将AP布设在位置较高处且呈非对称分布，同时也可在采样时提高样本点信号采集密度、延长信号采集时间以及选用高敏感性无线网卡；此外，还有在算法上加以变化以提高定位精度的方法，即在定位过程中取若干次接收值的平均数作为输入参数以及在跟踪过程中将先前的估计作为已知信息进行估计，包括各种先进决策理论以及概率模型。

但上述现有技术提高定位精度的方法是以增加工程成本为代价，且实际上，工程成本与定位精度之间也存在一定的关系。请参阅图1，这是它们的关系曲线图，显示工程成本C与定位精度P的大致关系曲线10。在图1中不难看出，在初期阶段，伴随成本C的上升，精度P也随之快速提高，但到了一定阶段，成本C上升带来精度P提高的效率并不明显。且由于不可能出现零误差，所以图中的无误差精度线11在实际中不可能到达。因此，对于无线局域网定位服务系统而言，不能强求高精度甚至无误差，而是应根据用户需求以及实际应用环境合理地安排定位精度与工程成本之间关系，使之能够应用在实际商业中。

如何提供一种定位服务系统以及方法，使之既能达到根据用户对于信息的需求提高定位精度的目的，又可有效地避免由高精度引起的高工程成本，这已成为急待解决的重要课题。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种可满足用户对于定位信息需求的定位服务系统以及方法。

本发明的另一目的在于提供一种可有效避免由高精度引起的高工程成本的定位服务系统以及方法。

为达以上所述及其它目的，本发明的定位服务系统包括：逻辑区域划分模块，用于根据设定的逻辑区域划分条件将无线局域网环境划分成多个逻辑区域；定位精确度划分模块，用于根据设定的定位精确度将该多个逻辑区域中的至少一个逻辑区域划分成至少一个定位精确度区域；检测模块，用于检测该至少一个定位精确度区域内的信号强度；信息处理模块，用于将该多个逻辑区域划分信息、至少一个定位精确度区域划分信息以及该至少一个定位精确度区域内的信号强度信息进行数字化处理；以及数据库，用于储存经由该信息处理模块数字化处理后的这些数字化信息。

通过该定位服务系统，执行定位服务的方法是：预先将该逻辑区域划分模块、该定位精确度划分模块、该检测模块、该信息处理模块以及该数据库设置于该主从式网络结构中的服务装置上；接着，令该逻辑区域划分模块根据设定的逻辑区域划分条件(诸如该无线局域网环境结构、空间布局以及用户使用习惯)将该无线局域网环境划分成多个逻辑区域；然后，令该定位精确度划分模块根据设定的定位精确度将该多个逻辑区域中的至少一个逻辑区域划分成至少一个定位精确度区域，借以作为架设无线局域网环境中位置服务接入点数量的依据；接着，令该检测模块检测该至少一个定位精确度区域内的信号强度，借以确认该至少一个定位精确度区域内的采样密度与信号强度是否符合要求；最后，令该信息处理模块将该多个逻辑区域划分信息、至少一个定位精确度区域划分信息以及该至少一个定位精确度区域内的信号强度信息进行数字化处理，并储存在该数据库中。

与现有的定位服务系统比较，本发明的定位服务方法以及系统，除了可达到根据用户对于信息的需求提高定位精度的目的之外，还可有效地避免因高精度引起的高工程成本的问题。

附图说明

图1是关系曲线图，显示定位服务系统的工程成本C与定位精度P的大致关系；

图2是结构方框图，显示本发明的定位服务系统2的基本结构；

图3是工作流程图，显示该定位服务系统2工作的基本步骤；

图4显示在信号强度不同的定位精确度区域交界边缘处的信号采样方法；以及

图5是系统结构图，显示该定位服务系统应用在无线局域网环境中的情况，并结合客户端以及服务器更详细地说明各部分的功能。

具体实施方式

实施例

以下通过特定的具体实例说明本发明的具体实施方式。

请参阅图2，其是本发明的定位服务系统2的基本结构，该定位服务系统2包括：逻辑区域划分模块20，定位精确度划分模块21，检测模块22，信息处理模块23以及数据库24。需特别说明的是，该定位服务系统是应用在主从式网络结构中，且该定位服务系统2中的该逻辑区域划分模块20、该定位精确度划分模块21、该检测模块22、该信息处理模块23以及该数据库24均设置在该主从式网络结构中的服务装置上。

该逻辑区域划分模块20用于根据设定的逻辑区域划分条件将无线局域网环境划分成多个逻辑区域。该区域划分是根据现有的建筑结构，或空间布局，或用户自身的使用习惯对无线局域网进行划分。所谓的逻辑区域，是指用户在同一逻辑区域范围内具有相同或相似的信息需求，在实际空间或布局上该区域可能并不存在。事实上，这些具备某特定含义的区域本身即是在无线局域网内存在，例如×××会议室，厕所等。因此在大多数时候，实际上会将已有的空间布局作为划分标准，例如动物园的熊馆、金鱼廊，博物馆的青铜器展厅、石器时代展厅等。在这些逻辑区域内，用户并不需要详细地了解到“我坐在哪张椅子上？”或精确的位置坐标，而只是想知道“我现在是在哪里，这儿有些什么？”。

该定位精确度划分模块21用于根据该逻辑区域划分模块20所设定的定位精确度将多个逻辑区域中的至少一个逻辑区域划分成至少一个定位精确度区域，借以作为架设无线局域网中位置服务接入点(AP)数量的依据。例如在定位精确度区域内布设有至少一个无线局域网接入点，同时，将定位精确度要求低的定位精确度区域分组后进行合并，再在重新组合的区域布设至少一个无线局域网接入点。

该检测模块22用于检测该定位精确度划分模块21所划分出的至少一个定位精确度区域内的信号强度，借以确认该至少一个定位精确度区域内的采样密度与信号强度是否符合要求。由于有先前定位精度要求的划分，所以在此阶段仍需依据精度的要求合理安排采样密度以及信号强度，在精度要求高的区域提高采样密度，在精度要求不高的区域降低采样密度，甚至不采样。该定位服务系统2直接利用接收到的接入点信号强度判断源自哪个接入点的信号最强，随后根据该接入点的位置作为判断移动终端区域归属的依据。此方法在较大型的室外环境，例如动物园、植物园、游乐场等特别适用，能够极大地降低采样多造成的工程成本。此外，需特别说明的是，在信号强度不同的定位精确度区域交界边缘的信号强度区块中的信号强度低于该信号强度区块所属的定位精确度区域的平均信号强度(请参阅图4)。

该信息处理模块23用于将该逻辑区域划分模块20所划分的多个逻辑区域划分信息、该定位精确度划分模块21所划分的至少一个定位精确度区域划分信息以及该检测模块22所检测到的至少一个定位精确度区域内的信号强度信息进行数字化处理。该信息处理模块23将服务器接收到的信号进行一系列的数据处理，此部分内容将在下文中结合客户端装置进行更详细地说明。

该数据库24用于储存经该信息处理模块23数字化处理后的这些数字化信息。

请参阅图3，它是该定位服务系统2的工作流程步骤。在执行前，预先将该逻辑区域划分模块20、该定位精确度划分模块21、该检测模块22、该信息处理模块23以及该数据库24设置在该主从式网络结构中的服务装置上。接着，进行步骤S1。

在步骤S1中，令该逻辑区域划分模块20根据设定的逻辑区域划分条件，将该无线局域网环境划分成多个逻辑区域。在本实施例中，该逻辑区域划分条件可例如是该无线局域网环境结构、空间布局以及用户使用习惯等。接着，进行步骤S2。

在步骤S2中，令该定位精确度划分模块21根据该逻辑区域划分模块20所设定的定位精确度将多个逻辑区域中的至少一个逻辑区域划分成至少一个定位精确度区域，借以作为架设无线局域网环境中位置服务接入点数量的依据。在本实施例中，可例如在该定位精确度区域内布设至少一个无线局域网接入点，同时，将定位精确度要求低的定位精确度区域分组后进行合并，再在重新组合的区域布设至少一个无线局域网接入点。接着，进行步骤S3。

在步骤S3中，令该检测模块22检测该定位精确度划分模块21所划分出的至少一个定位精确度区域内的信号强度，借以确认该至少一个定位精确度区域内的采样密度与信号强度符合要求。接着，进行步骤S4。

在步骤S4中，令该信息处理模块23将该逻辑区域划分模块20所划分的多个逻辑区域划分信息、该定位精确度划分模块21所划分的至少一个定位精确度区域划分信息以及该检测模块22所检测到的至少一个定位精确度区域内的信号强度信息进行数字化处理，并将处理后的数据储存于该数据库24中。

请参阅图4，其显示在信号强度不同的定位精确度区域交界边缘处的信号采样方法。如图所示，第一逻辑区域40与第二逻辑区域41是用户定义的不同信息需求区域，且这些逻辑区域上均具备多个信号采样点以采集用于定位服务的信号。在这些逻辑区域中间位置的采样点42排布应相对较密，在这些区域间交界处的采样点43排布应相对较疏(相对排布仍需根据定位精度的要求决定)。上述排布方法可有效地减少在边界处定位时，由于信号不强而发生本应在第一逻辑区域40却定位到了第二逻辑区域41的偏差。需特别说明的是，对于不单只要确定区域归属而更要得到精确位置信息的情况，就不必使用上述采样方法，而是应提高采样密度(即使在边界上)。因这时候会针对精度要求高的特点布设较多数目的接入点，所以实际定位的区域归属可能极少发生偏差。

最后，请参阅图5，其显示该定位服务系统2应用在无线局域网环境51中的情况，并结合客户端装置50以及服务器52更详细地说明各部分的功能。在本实施例中，该客户端装置50作为用户接口是移动终端设备，例如Notebook以及PDA等。该客户端装置50将为用户提供基本的地图操作功能，包括地图显示、漫游、放大、缩小、全图、鹰眼、图层控制等。鉴于PDA计算能力的限制，上述各种操作的地图解析均在该服务器52上进行，而客户端装置操作的对象仅是由该服务器52通过该无线局域网环境51传回的图片(大多用PNG格式)。人实现该功能即要求在通信过程中至少需要若干参数，例如图片左上角顶点在原始地图上的坐标，图片的比例尺，地图操作设计的客户端装置屏幕坐标等。

此外，用户可通过屏幕点击、拖拉新建逻辑区域。如前所述，该客户端装置50操作的对象始终是图片，所以该服务器52上所储存的逻辑区域即是某多边形各顶点顺序排列且闭合的坐标位置。同样地，用户在该客户端装置50的屏幕上建立的逻辑区域坐标也是屏幕坐标，这些坐标通过该无线局域网环境51传到该服务器52后，仍需转化为实际地图坐标后才可储存。用户还可随时由该服务器52上调出某逻辑区域并显示在该客户端50的屏幕上进行编辑，当然包括执行删除的操作。

如前所述，逻辑区域代表该用户在区域范围内有相同或类似的信息需求，这些信息即是该逻辑区域的属性。所以在划分好逻辑区域的同时，应相应地输入其属性资料并通过该无线局域网环境51发送到该服务器52上进行储存，以便在WLANLBS实际应用时使用。

承前所述，用户在该客户端装置50的屏幕上建立的逻辑区域坐标也是屏幕坐标，这些坐标通过该无线局域网环境51传到该服务器52后，仍需转化为实际地图坐标后才可储存，所以在该服务器52中具备信息处理模块520。首先，该信息处理模块520接收或发送信息，这些信息包括进行地图解析所需的信息、逻辑区域的顶点信息及其属性信息；接着，该信息处理模块520将用户在该客户端装置50的屏幕上建立的逻辑区域坐标(既屏幕坐标)转化为实际地图坐标，该步骤的执行需根据一定的参数，而这些参数为该服务器52预先设定值；最后，通过该信息处理模块520处理后的信息即可储存在数据库521中，该数据库521即是上述该数据库24在本实施例中的现实方式。

通过上述具体实施方式可了解，本发明的定位服务系统既能达到根据用户对于信息的需求提高定位精度的目的，还可有效地避免由高精度引起高工程成本的浪费。

Claims

1.一种定位服务方法，应用在无线局域网环境中，其特征在于，该方法包括：

(1)令逻辑区域划分模块根据设定的逻辑区域划分条件将无线局域网环境划分成多个逻辑区域；

(2)令定位精确度划分模块根据设定的定位精确度将该多个逻辑区域中的至少一个逻辑区域划分成至少一个定位精确度区域，借以作为架设无线局域网环境中位置服务接入点数量的依据；

(3)令检测模块检测该至少一个定位精确度区域内的信号强度，借以确认该至少一个定位精确度区域内的采样密度与信号强度是否符合要求；以及

(4)令信息处理模块将该多个逻辑区域划分信息、至少一个定位精确度区域划分信息以及该至少一个定位精确度区域内的信号强度信息进行数字化处理，并储存在数据库中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该定位服务方法应用在主从式网络结构中。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该逻辑区域划分模块、该定位精确度划分模块、该检测模块以及该信息处理模块设置在该主从式网络结构中的服务装置上。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该至少一个定位精确度区域内具有多个不同的信号强度区块。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，不同定位精确度区域交界边缘的信号强度区块中的信号强度低于该信号强度区块所属的定位精确度区域的平均信号强度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该逻辑区域划分模块划分的依据是选自由该无线局域网环境结构、空间布局以及用户使用习惯所组成的群组。

7.一种定位服务系统，应用在无线局域网环境中，其特征在于，该系统包括：

逻辑区域划分模块，用于根据设定的逻辑区域划分条件将无线局域网环境划分成多个逻辑区域；

定位精确度划分模块，用于根据设定的定位精确度将该多个逻辑区域中的至少一个逻辑区域划分成至少一个定位精确度区域，借以作为架设无线局域网环境中位置服务接入点数量的依据；

检测模块，用于检测该至少一个定位精确度区域内的信号强度，借以确认该至少一个定位精确度区域内的采样密度与信号强度符合要求；

信息处理模块，用于将该多个逻辑区域划分信息、至少一个定位精确度区域划分信息以及该至少一个定位精确度区域内的信号强度信息进行数字化处理；以及

数据库，用于储存经由该信息处理模块数字化处理后的这些数字化信息。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，该定位服务系统应用在主从式网络结构中。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，该逻辑区域划分模块、该定位精确度划分模块、该检测模块以及该信息处理模块设置在该主从式网络结构中的服务装置上。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，该至少一个定位精确度区域内具有多个不同的信号强度区块。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，不同定位精确度区域交界边缘的信号强度区块中的信号强度低于该信号强度区块所属的定位精确度区域的平均信号强度。

12.如权利要求7所述的系统，其特征在于，该逻辑区域划分模块划分的依据是选自由该无线局域网环境结构、空间布局以及用户使用习惯所组成的群组。