一种基于wlan无线信号强度的室内定位系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种室内定位方法，具体设及一种基于WLAN无线信号强度的室内定 位系统及方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着无线通信网络的快速部署与智能终端设备（如智能手机、平板电脑 及可穿戴设备等）的不断普及，用户的情景上下文信息特别是位置信息变得越来越重要， 例如，基于位置信息可W实现室内停车场的车辆导航或对大型商场的商品提供个性化导购 服务；还可W基于位置信息进行一系列的市场推广服务，如在百货商场为用户推荐打折商 品或者在展馆为游客推广展出的产品等。未来是移动互联网的时代，据赛迪顾问（CCID) 和长城战略咨询（GEI) 2010年研究预测；未来若干年我国导航与位置服务产业将保持至少 30%至40%的增长，2020年达到4000亿元。然而，由于GI^S信号不能穿透建筑物和基于蜂 窝基站的定位精度过低，目前较发展较成熟的室外定位技术均不能适用于室内定位；目前 一些室内定位技术，如基于RFID、Zi浊ee网络、藍牙、红外或超声波等的室内定位技术解决 方案，由于受到无线信息非视距传播与多径效应等影响，或者受限于成本，均不能提供较 好的室内定位技术解决方案。基于超带宽的定位系统虽然定位精度较高，但需要部署昂贵 的通信基础设施难W大规模推广使用；基于超声波的定位系统易受温度的影响；而基于视 觉技术的室内定位技术对图像处理的能力要求很高。总之，目前还没有一种有效的室内定 位技术能在满足定位精度和成本的条件下可W大规模推广使用。
[0003] 基于WLAN的室内定位技术成本优势明显，当前大规模普及的WLAN网络使得不需 要为定位服务重新部署定位设施，采用相同的底层无线网络结构，利用WLAN无线接入点 (简称A巧对智能终端设备进行定位。该技术采用经验测试和信号传播模型相结合的方式， 系统整体定位精度可达米级，易于大规模推广使用。然而，目前大部分基于WLAN的室内定 位算法都采用无线AP接入点接收信号强度（简称RSSI)作为指纹特征向量来进行定位， 室内环境的复杂性使得基于RSSI的指纹采集存在设备异构性问题，即对同一个室内位置 不同设备采集的RSSI指纹信息可能具有较大差别，从而极大地降低了基于WLAN室内定位 算法的定位精度。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是；设计开发一种基于WLAN接收信号强度的室内定 位系统及方法，能够解决WLAN指纹定位技术中存在的设备异构性问题，进而增强室内定位 算法的鲁椿性并提高定位精度。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0006] 一种基于WLAN接收信号强度的室内定位系统，其特征在于它包括一个由智能终 端设备、WLAN无线接入点和服务器端定位支撑平台组成的C/S系统架构；
[0007] 1)智能终端设备：通常由需要定位服务的用户进行携带，与WLAN无线接入点及服 务器端支撑平台进行通信，当用户需要定位服务时，使用智能终端设备采集WLAN无线接入 点的无线信号强度信息，并将采集到的信号强度信息发送到服务器端定位支撑平台，然后 接收服务器端返回的定位估计信息；
[000引 2)WLAN无线接入点；与智能终端设备通过WLAN网络进行通信，将有线网络转变为 无线网络；
[0009] 3)服务器端定位支撑平台；与智能终端设备通过移动网络或者WLAN网络进行通 信，负责储存位置指纹信息和计算定位结果，并将定位结果反馈给用户。
[0010] 所述的智能终端设备由显示器模块、处理器模块、通信模块和信号采集模块组成， 显示器模块用于向用户展示定位结果，处理器模块用于控制无线信号采集及与服务器端的 交互通信，通信模块用于与服务器端及WLAN无线接入点进行通信，信号采集模块用于采集 WLAN无线接入点的信号强度；
[0011] 所有的WLAN无线接入点都布置在室内空间的顶上或层间，用于搭建室内空间的 WLAN无线网络。
[0012] 所述的服务器端支撑平台由位置指纹数据库、web服务器、定位算法服务器和网络 通信模块组成，位置指纹数据库用于存储离线阶段采集的位置指纹信息，与定位算法服务 器通过数据库连接组件进行通信；web服务器用于与智能终端设备进行通信，接收智能终 端设备发送的位置指纹信息并将定位结果反馈给智能终端设备；定位算法服务器根据智能 终端设备采集的WLAN位置指纹信息评估用户的位置，与web服务器通过HTTP协议进行通 信；网络通信模块负责服务器端与智能终端设备之间通信。
[0013] 一种基于WLAN接收信号强度的室内定位方法，其特征在于它包括W下步骤：
[0014] (A)在需要定位的室内空间使用智能终端设备收集WLAN无线接入点的信号强度 信息，并将该信息发送给服务器端用W构建位置指纹数据库；
[0015] 炬）服务器端完成初始化操作W开启定位服务，并监听客户端的定位请求；
[0016] (C)用户发出定位请求后，智能终端设备采集要定位位置的指纹信息并将该信息 发送给服务器端；
[0017] 值）服务器端监听到用户的定位请求后，接收客户端的位置指纹信息并使用在线 定位算法估计用户的当前位置；
[0018] 巧）服务器端将定位结果返回给客户端，并通过可视化的方式在用户的智能终端 设备上进行显示。
[0019] 所述的室内定位方法分为离线位置指纹采集和在线定位估计两个阶段，位置指纹 被用于唯一的标记一个物理位置。
[0020] 在线定位算法具体步骤如下：
[0021] a)使用智能终端设备采集该位置的WLAN无线接入点的信号强度，可表示为 巧/=0.;，1';，...，1';:...，1^)，其中，1'^表示位置^.采集到的第1个胖1^似无线接入点的信号强度， N表示WLAN无线接入点的数目；
[00巧b)对进行预处理，将Rj.中不属于正常WLAN信号强度