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基于位置指纹算法的Android平台WiFi定位系统

魏菲?? 李允俊?? 金华?? 延边大学工学院?? 单片机与嵌入式系统应用?? 2015年02月03日 ?? 收藏3
近年来,随着城域无线基础网络的发展,热点(AP)的覆盖率大幅度提高,由于定位服务需求的增加以及WiFi应用领域的扩大,WiFi定位成为一种有效的定位方式。GPS卫星定位是最主要的定位方式,它需要在相对空旷、高层建筑不密集的地方获得较准确的定位,当人们处在室内或高楼林立的市区,定位精度明显降低甚至不能定位。此时,利用无处不在的WiFi网络将能够弥补GPS定位的不足。目前大多数的WiFi无线定位算法主要为:基于到达时间、到达角度、到达时间差的模型定位及基于接受信号强度(RSSI)的位置指纹定位算法,由于位置指纹算法的无线定位方式不需要已知AP的位置信息及准确的信道模型,该算法在定位性能以及可用性上具有更大的优势。因此,本文首先设计了整体的系统框架,通过研究分析了该算法目前存在的问题,提出了改进方案,并在Android平台上实现完整的定位系统。

1 系统整体设计

本系统的设计目标是在Android智能终端上实现实时WiFi定位系统,该系统包括客户端、数据服务器以及定位服务器。为了使定位过程和服务器通信过程相对独立,分别设置了专门用于定位的AP热点和客户端与服务器之间的通信AP热点,可有效降低系统环境搭建的初期成本。本方案的系统框架如图1所示。其中的通信AP热点需要与局域网相连,保证定位区域内WiFi信号良好,确保数据传输及处理的及时性。客户端和服务器端通过TCP连接实现可靠传输。

图1 系统框架图
图1 系统框架图

2 系统实现

2.1 客户端模块设计

本系统采用客户端/服务器(c/s)的网络架构,客户端的定位过程主要包括WiFi无线信号扫描、数据传输、界面显示等,该过程的流程图如图2所示。

图2 客户端定位模块流程图
图2 客户端定位模块流程图

WiFi信号扫描是利用Android API提供的WiFiManager类实现。首先,判断WiFi是否开启;其次取得WiFiManager及WmInf0对象,通过startScan()、getScanResuits()等方法开始扫描并得到扫描结果mScanResult;最后,将数据传递给服务器端进行定位计算。Android平台为用户提供丰富的界面显示控件,本设计使用ListView显示服务器返回的定位位置信息。

2.2 服务器端模块设计

服务器端首先需要不断监听指定端口,当监听到客户端的请求时,创建新进程,该进程负责处理客户端的请求,其处理过程如图3所示。监听数据,如果接收到该数据,则进行CRC校验并结束链接帧,根据请求内容查询数据库并进行定位运算,最后返回定位结果,通过数据传输反馈给客户端界面显示定位信息。

图3 服务器端流程图
图3 服务器端流程图

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WiFi定位? 位置指纹算法? Android?

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