南京码讯光电WiFi定位系统解决方案
时间：2021-08-10 阅读：2330
WiFi定位系统解决方案
1. 系统概述
WiFi定位可视化管理系统，由WiFi定位系统和可视化系统组成。WiFi定位系统为底层定位引擎，通过定位硬件上报的数据完成位置信息计算。定位管理可视化系统为上层应用系统，提供实时位置监控、历史轨迹回放、地图管理、标签管理等多项功能。系统架构图如下：
2. WiFi定位系统简介
2.1. 定位原理介绍
WiFi定位系统基于无线AP、WiFi定位标签以及WiFi网络侧定位算法实现。系统架构图如下：
WiFi定位系统基于AP探针功能定位，因此可实现对WiFi标签终端的定位抓取，区别于一般硬件厂商基于AP连接抓取的定位方式。
基于支持三角+指纹的混合定位算法，解决单一三角定位算法定位精度低，单一指纹算法后期维护工作量较大的问题。
定位服务器通过基于RSSI信号强度值和三角定位原理的WiFi网络侧定位算法完成位置信息计算并提供给上层应用平台使用。
2.2. 硬件部署与定位精度
2.2.1. 水平定位精度
由于WiFi定位基于RSSI计算标签与AP之间的距离(如下图)，故水平定位精度直接受AP部署间距影响，以下为实验室环境下不同部署间距所对应的定位精度：
| 序号 | AP部署间距 | 定位精度 |
| 1 | 15~20米 | 3~8米 |
| 2 | 20~30米 | 8~10米 |
| 3 | 30~40米 | 10~15米 |
| 4 | 50米 | 15-20米 |
| 5 | 100米 | 定位精度约在30~40米左右（此部署距离场景在2个AP点位的中间区域的wifi信号衰减和距离已经很难有稳定的规律性特征，精度跳动很大，无法保证稳定的精度） |
信号衰减趋势图
2.3. 定位周期
定位周期一般由探针扫描上报周期和网络延时组成，由于WiFi定位基于RSSI信号强度值计算位置信息故为保障定位结果相对稳定一般将三个或以上的扫描周期报文取平均值计算位置结果。
每个扫描周期一般为1秒结合网络延时，WiFi定位周期为3~5秒。
3. 定位管理可视化系统简介
定位管理可视化系统为BS架构的上层应用平台，系统基于定位系统上报的位置信息进行可视化呈现和功能应用。
3.1. 账户管理
定位管理可视化系统采用分级分权构架，整套系统可以独立建立多个被监管企业，每个企业有独立管理员，并能对新增的查看账户进行权限分配。
新增企业
新增账户
权限分配
3.2. 地图管理
地图系统采用总分架构，可视化管理系统将会从地图平台同步获取所需的 Building 矢量化地图，并分配给有权限的企业。同时地图系统提供可视化的编辑手段，对于已绘制好的地图提供其中元素信息的二次编辑能力。
地图同步
地图管理后台
地图编辑后台
3.3. 标签管理
定位终端都可在标签管理中进行录入管理，并可和特定的目标进行绑定。针对定制化终端，系统还会保持特定状态的侦测，如：电量信息、存在性信息、防拆卸信息、生命体征信息等等
标签管理
3.4. 用户管理
被定位目标可以进行分组分级管理，并可任意绑定系统中已入库的标签。系统同时支持与第三方 OA 或用户管理系统对接，实时同步用户信息
用户管理
3.5. 实时位置监控
管理者可以分组实时查看被监测目标的实时位置。在联动视频系统后，支持基于位置的视频无缝切换实时追踪，管理者可对特定目标进行地图定位和视频无缝监看。
实时监控
实时追踪
3.6. 历史轨迹追溯
管理者可根据需要对被监测目标在任意时间段进行位置历史追溯，同时系统提供基于 POI 的轨迹清单呈现。
历史轨迹
4. 其他硬件参数
4.1. 服务器推荐配置
定位系统服务器硬件Server,至强 E5-2660 2.2G 8C CPU，16G RAM，600G * 2 HDD，Raid 1。
4.2. WiFi定位标签参数
| 序号 | 指标名称 | 具体参数 |
| 1 | 工作频段 | 2.4G 5.8G Hz |
| 2 | 调制方式 | OOK，GFSK |
| 3 | 通信距离 | 0~200米 |
| 4 | 工作电压 | 3.1~4.2v |
| 5 | 尺寸 | 86*56*8.5mm |
| 6 | 重量 | 约40g |
| 7 | 颜色 | 白色 |
| 8 | 佩戴方式 | 挂扣 |
| 9 | 按钮 | 防误触按钮 |
| 10 | 电池 | 聚合物锂电池 |
| 11 | 充电方式 | 标准micro USB 充电口 |
5. 定位引擎API接口
数据流：AP探针--AC控制器--定位引擎服务器---应用服务器（可视化平台）
5.1. 用户实时位置传输接口
5.1.1. 说明
该接口用于向第三方系统发送用户实时位置，该接口采用udp传输，定位服务器为udp客户端，第三方系统为udp服务端。
5.1.2. 数据协议
| 字段 | 长度 (Bytes) | 值 | 备注 |
| Type | 1 | 0x1C | 消息类型（固定） |
| Length | 2 | 消息体长度 | |
| MT ID | 6 | 终端mac地址 | |
| Sequence ID | 4 | 基于每个终端的序号 | |
| GPS Longitude | 5 | 经度（预留） | |
| GPS Latitude | 5 | 纬度（预留） | |
| GPS Altitude | 5 | 高度（预留） | |
| X- axle | 3 | 室内地图相对坐标（X轴） | |
| Y- axle | 3 | 室内地图相对坐标（Y轴） | |
| Z- axle | 3 | 室内地图相对坐标（Z轴） | |
| Buildingid | 4 | 建筑物id | |
| Floor | 12 | 楼层 | |
| IP | 4 | 定位服务器IP | |
| PORT | 4 | 定位服务器发送数据端口 | |
| CRC | 2 | Calculated value of CRC-16 |
以下以数据协议为例，说明如下：
1C --报文类型
00 3A -- 消息体长度
14 A3 64 78 44 D3 --mac地址即为14:A3:64:78:44:D3
00 00 00 B0 -- 基于每个终端的序号，累加，此例中为176，高位补0
00 00 00 00 00 -- 经度 0
00 00 00 00 00 -- 纬度 0
00 00 00 00 00 -- 高度 0
00 20 00 --室内相对X轴坐标，即为20
00 12 00 --室内相对Y轴坐标，即为12
00 00 00 --室内相对Z轴坐标，即为0
00 00 27 18 --建筑物id，此例中即为10008，高位补0
31 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 --楼层，转换过程：31-->49-->1(ASCII),低位补0
7F 00 00 01 --ip地址，7F-->127，即为127.0.0.1
00 00 E0 35 --端口，E0 35-->57397,高位补0
14 C2 --CRC验证