TW201512690A - 室內電子裝置定位系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種室內電子裝置定位系統，包括：設置模組，用於指定區域放置多個無線訪問接入點；記錄模組，用於伺服器內記錄每個無線訪問接入點所於位置的座標值；獲取模組，用於當電子裝置進入所述指定區域內時，獲取該電子裝置所接收到的所有無線訪問接入點的無線訊號，該無線訊號包括無線訊號衰減值；第一計算模組，用於根據電子裝置接收到的無線訪問接入點的無線訊號衰減值計算出所述無線訪問接入點到該電子裝置的距離；及第二計算模組，用於根據所述無線訪問接入點到電子裝置的距離和所述無線訪問接入點所於位置的座標值，計算出該電子裝置所於位置的座標值。

Description

室內電子裝置定位系統及方法

本發明涉及一種定位系統及方法，尤其涉及一種室內電子裝置定位系統及方法。

於很多大型場所，例如各種展會、博覽會、美術館等，藉由定位用戶手持電子裝置的位置，可以及時地向用戶展示用戶當前參觀的專案內容，並將資訊推送至用戶的手持電子裝置上。目前常見的室內定位或室內導航的方法有：（1）於室內佈置含有地理資料的條碼，手持裝置掃描該條碼取得地理資料，再將該地理資料傳送至伺服器，伺服器再做進一步處理；（2）利用手持電子裝置拍攝室內的影像，再將該影像回傳至伺服器，伺服器根據影像識別技術找出特徵點來識別出該手持電子裝置所於的位置；等等。目前採用的室內定位方式需要用戶使用專用的手持電子裝置，如無線射頻識別器等，又或者後臺操作繁雜，造成了用戶和管理人員的不便。

鑒於以上內容，有必要提供一種室內電子裝置定位系統及方法，可以快速便捷地定位電子裝置於室內的位置。

一種室內電子裝置定位系統，運行於伺服器上，該系統包括：設置模組，用在於指定區域放置多個無線訪問接入點；記錄模組，用在於伺服器內記錄每個無線訪問接入點所於位置的座標值；獲取模組，用於當電子裝置進入所述指定區域內時，獲取該電子裝置所接收到的所有無線訪問接入點的無線訊號，該無線訊號包括無線訊號衰減值；第一計算模組，用於根據電子裝置接收到的無線訪問接入點的無線訊號衰減值計算出所述無線訪問接入點到該電子裝置的距離；及第二計算模組，用於根據所述無線訪問接入點到電子裝置的距離和所述無線訪問接入點所於位置的座標值，計算出該電子裝置所於位置的座標值。

一種室內電子裝置定位方法，該方法包括：設置步驟，於指定區域放置多個無線訪問接入點；記錄步驟，於伺服器內記錄每個無線訪問接入點所於位置的座標值；獲取步驟，當電子裝置進入所述指定區域內時，獲取該電子裝置所接收到的所有無線訪問接入點的無線訊號，該無線訊號包括無線訊號衰減值；第一計算步驟，根據電子裝置接收到的無線訪問接入點的無線訊號衰減值計算出所述無線訪問接入點到該電子裝置的距離；及第二計算步驟，根據所述無線訪問接入點到電子裝置的距離和所述無線訪問接入點所於位置的座標值，計算出該電子裝置所於位置的座標值。

相較於習知技術，所述室內電子裝置定位系統及方法，用戶只需要使用可以無線通信的電子裝置，利用無線訪問接入點和基本服務組識別碼即可確定電子裝置的位置，使得管理人員可以方便快捷地確定電子裝置的位置。

圖1是本發明室內電子裝置定位系統較佳實施例的運行環境圖。

圖2是本發明中室內電子裝置定位系統的功能模組圖。

圖3是本發明中室內電子裝置定位方法較佳實施例的作業流程圖。

圖4是本發明中指定區域分佈無線訪問接入點示意圖。

圖5是本發明中計算電子裝置位置示意圖。

如圖1所示，是本發明室內電子裝置定位系統較佳實施例的運行環境圖。該室內電子裝置定位系統10運行於伺服器1中，該伺服器1連接電子裝置2，本實施例中，該電子裝置2為手持電子裝置，方便用戶攜帶並可移動位置。所述指定區域3內放置多個無線訪問接入點（Wi-Fi access point，AP）4（以下簡稱為Wi-Fi AP 4），每個Wi-Fi AP 4有一個射頻範圍，當所述電子裝置2於一個Wi-Fi AP 4的射頻範圍內時，可以接收到該Wi-Fi AP 4發送的Wi-Fi訊號。當所述電子裝置2於指定區域3內移動時，所述室內電子裝置定位系統10根據電子裝置2接收到的Wi-Fi AP 4發送的訊號強度來確定該電子裝置2於指定區域3內的位置。

如圖2所示，是圖1中室內電子裝置定位系統10的功能模組圖。所述室內電子裝置定位系統10包括：劃分模組100、設置模組101、記錄模組102、獲取模組103、第一計算模組104及第二計算模組105。所述模組是具有特定功能的軟體程式段，該軟體儲存於電腦可讀儲存介質或其他儲存設備，可被電腦或其他包含處理器的計算裝置執行，從而完成本發明中定位電子裝置的流程。

劃分模組100用在於指定區域3內建立座標系，並將該指定區域3劃分成多個網格，如圖4所示，將指定區域3劃分為9個網格，並建立平面座標系，該9個網格上包括了16個節點。

設置模組101用在於上述網格的各個節點處放置Wi-Fi AP 4，每個Wi-Fi AP 4的服務組識別碼（service set identifier，SSID）是相同的。該SSID是為了區分不同區域的識別碼，具有相同的SSID表示所述Wi-Fi AP 4是於同一區域。

記錄模組102用在於伺服器1內記錄每個Wi-Fi AP 4的基礎服務組識別碼（basic service set identifier，BSSID）、每個Wi-Fi AP 4所於位置的座標值、及每個Wi-Fi AP 4所於位置的訊號強度值。所述Wi-Fi AP 4的BSSID是該Wi-Fi AP 4的MAC位址，根據不同的BSSID區分不同的Wi-Fi AP 4，每個BSSID對應一個位置座標值。

獲取模組103用於當電子裝置2進入指定區域3時，獲取該電子裝置2所接收到的所有Wi-Fi AP 4的無線訊號。該無線訊號的內容包括：BSSID、SSID、載波頻率、及衰減頻率。如下所示為電子裝置2接收到的Wi-Fi AP 4的無線訊號的資料資訊：

[{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2462,“level”:-25},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2463,“level”:-32},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2457,“level”:-31},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2462,“level”:-10},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2412,“level”:-21},

…]

上述無線訊號的資料資訊中，所述“frequency”為電子裝置2接收到的一個Wi-Fi AP 4的無線訊號的載波頻率，“level”為Wi-Fi AP 4發射的無線訊號衰減值。

第一計算模組104用於找出距離所述電子裝置2最近的至少三個Wi-Fi AP 4，並根據自由空間衰耗（free-space path loss，FSPL）公式計算出該電子裝置3距離所述至少三個Wi-Fi AP 4的距離。本實施例中，所述電子裝置2最近的至少三個Wi-Fi AP 4是根據電子裝置2接收的每個Wi-Fi AP 4發射的無線訊號衰減值來確定的，所述計算模組104找出該電子裝置2接收的無線訊號衰減最少的至少三個Wi-Fi AP 4，即所述“level”的值最大的至少三個Wi-Fi AP 4。所述FSPL公式為：FSPL（衰減值db）=10 log (距離)+20 log（載波頻率）-27.55。

第二計算模組105用於根據上述計算出的電子裝置2和至少三個Wi-Fi AP 4之間的距離以及該至少三個Wi-Fi AP 4所於位置的座標值來計算該電子裝置2所於位置的座標值，以確定該電子裝置2的位置。如圖5所示，所述第一計算模組104找出距離該電子裝置2最近的三個Wi-Fi AP 4，該三個Wi-Fi AP 4所於的位置分別為點A，點B，點C，並計算出電子裝置2距離該三個Wi-Fi AP 4的距離d1，d2，d3。所述第二計算模組105根據電子裝置2獲取到的該三個Wi-Fi AP 4的BSSID來確定各個Wi-Fi AP 4所於位置的座標值，其中點A的座標為（x1，y1），點B的座標為（x2，y2），點C的座標為（x3，y3）。所述第二計算模組105根據三角定位原理和兩點距離公式可計算出該電子裝置2的座標值（x，y）。將點A、點B、點C的座標值及電子裝置2到點A、點B及點C的距離分別帶入兩點距離公式：d1=，d2=，d3=，計算出x和y的值。

如圖3所示，是本發明室內電子裝置定位方法較佳實施例的作業流程圖。

步驟S30，劃分模組100於指定區域3內建立座標系，並將該指定區域3劃分成多個網格，如圖4所示，將指定區域3劃分為9個網格，並建立平面座標系，該9個網格上包括了16個節點。

步驟S31，設置模組101於上述網格的各個節點處放置Wi-Fi AP 4，每個Wi-Fi AP 4的服務組識別碼（service set identifier，SSID）是相同的。該SSID是為了區分不同區域的識別碼，具有相同的SSID表示所述Wi-Fi AP 4是於同一區域。

步驟S32，記錄模組102於伺服器1內記錄每個Wi-Fi AP 4所於位置的座標值、每個Wi-Fi AP 4的基礎服務組識別碼（basic service set identifier，BSSID）及每個Wi-Fi AP 4所於位置的訊號強度值。所述Wi-Fi AP 4的BSSID是該Wi-Fi AP 4的MAC位址，根據不同的BSSID區分不同的Wi-Fi AP 4。

步驟S33，獲取模組103當電子裝置2進入指定區域3時，獲取該電子裝置2所接收到的所有Wi-Fi AP 4的無線訊號。該無線訊號的內容包括：BSSID、SSID、載波頻率、及衰減頻率。如下所示為電子裝置2接收到的Wi-Fi AP 4的無線訊號的資料資訊：

[{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2462,“level”:-25},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2463,“level”:-32},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2457,“level”:-31},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2462,“level”:-10},

{“BSSID”:“00:13:f7:xx:xx:xx”,“SSID”:“indoor_navi”,“frequency”:2412,“level”:-21},

…]

上述無線訊號的資料資訊中，所述“frequency”為電子裝置2接收到的一個Wi-Fi AP 4的無線訊號的載波頻率，“level”為Wi-Fi AP 4發射的無線訊號衰減值。

步驟S34，第一計算模組104找出距離所述電子裝置2最近的至少三個Wi-Fi AP 4，並根據自由空間衰耗（free-space path loss，FSPL）公式計算出該電子裝置3距離所述至少三個Wi-Fi AP 4的距離。本實施例中，所述電子裝置2最近的至少三個Wi-Fi AP 4是根據電子裝置2接收的每個Wi-Fi AP 4發射的無線訊號衰減值來確定的，所述計算模組104找出該電子裝置2接收的無線訊號衰減最少的至少三個Wi-Fi AP 4，即所述“level”的值最大的至少三個Wi-Fi AP 4。所述FSPL公式為：FSPL（衰減值db）=10 log (距離)+20 log（載波頻率）-27.55。

步驟S35，第二計算模組105根據上述計算出的電子裝置2和至少三個Wi-Fi AP 4之間的距離以及該至少三個Wi-Fi AP 4所於位置的座標值來計算該電子裝置2所於位置的座標值，以確定該電子裝置2的位置。如圖5所示，所述第一計算模組104找出距離該電子裝置2最近的三個Wi-Fi AP 4，該三個Wi-Fi AP 4所於的位置分別為點A，點B，點C，並計算出電子裝置2距離該三個Wi-Fi AP 4的距離d1，d2，d3。所述第二計算模組105根據電子裝置2獲取到的該三個Wi-Fi AP 4的BSSID來確定各個Wi-Fi AP 4所於位置的座標值，其中點A的座標為（x1，y1），點B的座標為（x2，y2），點C的座標為（x3，y3）。所述第二計算模組105根據三角定位原理和兩點距離公式可計算出該電子裝置2的座標值（x，y）。將點A、點B、點C的座標值及電子裝置2到點A、點B及點C的距離分別帶入兩點距離公式：d1=，d2=，d3=，計算出x和y的值。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅爲本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例爲限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1‧‧‧伺服器

10‧‧‧室內電子裝置定位系統

2‧‧‧電子裝置

3‧‧‧指定區域

4‧‧‧無線訪問接入點

100‧‧‧劃分模組

101‧‧‧設置模組

102‧‧‧記錄模組

103‧‧‧獲取模組

104‧‧‧第一計算模組

105‧‧‧第二計算模組

無

10‧‧‧室內電子裝置定位系統

100‧‧‧劃分模組

101‧‧‧設置模組

102‧‧‧記錄模組

103‧‧‧獲取模組

104‧‧‧第一計算模組

105‧‧‧第二計算模組

Claims (10)

1. 一種室內電子裝置定位系統，運行於伺服器上，該系統包括：
   設置模組，用在於指定區域放置多個無線訪問接入點；
   記錄模組，用在於伺服器內記錄每個無線訪問接入點所於位置的座標值；
   獲取模組，用於當電子裝置進入所述指定區域內時，獲取該電子裝置所接收到的所有無線訪問接入點的無線訊號，該無線訊號包括無線訊號衰減值；
   第一計算模組，用於根據電子裝置接收到的無線訪問接入點的無線訊號衰減值計算出所述無線訪問接入點到該電子裝置的距離；及
   第二計算模組，用於根據所述無線訪問接入點到電子裝置的距離和所述無線訪問接入點所於位置的座標值，計算出該電子裝置所於位置的座標值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之室內電子裝置定位系統，該系統包括：劃分模組，用在於所述指定區域內建立座標系，並將該指定區域劃分成多個網格，其中，所述無線訪問接入點放置於該網格的各個節點處。
3. 如申請專利範圍第1項所述之室內電子裝置定位系統，所述設置模組為每個無線訪問接入點設置相同的服務組識別碼，用於識別位於相同區域的無線訪問接入點。
4. 如申請專利範圍第1項所述之室內電子裝置定位系統，所述記錄還用在於伺服器中記錄每個無線訪問接入點的基礎服務識別碼和每個無線訪問接入點的訊號強度值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之室內電子裝置定位系統，所述第一計算模組還用於找出距離所述電子裝置最近的至少三個無線訪問接入點，並根據自由空間衰耗公式計算出該電子裝置距離所述至少三個無線訪問接入點的距離。
6. 一種室內電子裝置定位方法，該方法包括：
   設置步驟，於指定區域放置多個無線訪問接入點；
   記錄步驟，於伺服器內記錄每個無線訪問接入點所於位置的座標值；
   獲取步驟，當電子裝置進入所述指定區域內時，獲取該電子裝置所接收到的所有無線訪問接入點的無線訊號，該無線訊號包括無線訊號衰減值；
   第一計算步驟，根據電子裝置接收到的無線訪問接入點的無線訊號衰減值計算出所述無線訪問接入點到該電子裝置的距離；及
   第二計算步驟，根據所述無線訪問接入點到電子裝置的距離和所述無線訪問接入點所於位置的座標值，計算出該電子裝置所於位置的座標值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之室內電子裝置定位方法，該方法於所述設置步驟之前還包括：劃分步驟，於所述指定區域內建立座標系，並將該指定區域劃分成多個網格，其中，所述無線訪問接入點放置於該網格的各個節點處。
8. 如申請專利範圍第7項所述之室內電子裝置定位方法，所述設置步驟還包括：為每個無線訪問接入點設置相同的服務組識別碼，用於識別位於相同區域的無線訪問接入點。
9. 如申請專利範圍第6項所述之室內電子裝置定位方法，所述記錄步驟還包括：於伺服器中記錄每個無線訪問接入點的基礎服務識別碼和每個無線訪問接入點的訊號強度值。
10. 如申請專利範圍第6項所述之室內電子裝置定位方法，所述第一計算步驟還包括：找出距離所述電子裝置最近的至少三個無線訪問接入點，並根據自由空間衰耗公式計算出該電子裝置距離所述至少三個無線訪問接入點的距離。