Android平台下的室内定位系统探究

摘 要

科技的飞速发展改变着人们的生活，由谷歌公司开发的Android操作系统投入市场使用以来，带来了更大的生活便利。利用这一平台可以轻松的做到在封闭的搜索无线信号，并通过设备发出频率的强弱来搜索位置，在经由配套的配备来完成信息的分析，到达最终确定无线信号具体位置的目的。当使用者有需要确定无线信号具体位置的需求时，只要进行相应的操作，软件就会开始工作，使用者便会得到相关结果。

【关键词】Android平台 室内定位系统 定位精度

1 室内信号传播模型

基于存在高大建筑的原因，信号遇到其会发生衍射、反射以及干涉等，在这种情况下运用传统的模型不能对损耗进行正确的描述，因而运用主导损耗模型，其公式为：

pr（L）=pr（d0）-10nlg（L/d0）

从中看出：用L来表示传播路程；用pr（L）来表示发射与接收两地相距L，其信号的接收强度；用d0来表示参照距离；基于信号存在环境，用n来表示其在路径上所损耗系数。

在采用传统的模型进行相关传播损耗计算时，它采用L主要是指两地之间的距离，与信号传播所经过的路程没有关系。信号在室内进行传播时，采用直线距离不能真实的表述信号的传播情况，主要原因在于室内存在很多障碍物，比如门墙、电梯等，它们使得信号在传播的过程中不能沿着直线进行传播，需要绕过它们。基于室内环境存在的很大的差异，例如信号在经过土墙时，其信号能量损耗比较大。因此，在信号传播所处的环境条件不同时，要求建立相对应的模型来进行计算，本文主要在以路径为研究对象，建立传播模型，并根据模型中信号所存室内环境的差异，来对空间进行相关的划分，从而分析出信号传播过程中所要经历的主导路线，在不同的传播空间采用不同的模型，使得信号能在不同空间里得到精确的计算。

2 室内位置匹配算法

2.1 算法思想

室内定位可以通过相关算法，例如K近邻法得出。定位要先采取样本，采样是根据主导路径的信号传播损耗模型和子空间的区分，对待定位的空间的多个离散点取一组四周无线接入点的RSSI值，然后对这些样本进行各种处理，滤波降噪、特征提取，处理完后所得的指纹数据库就放入服务器客户端。客户端需要进行定位时，就可以采集该空间的一组无线接入点的RSSI值，然后利用相关的计算分类方法找到需要进行定位的点欧式距离最小的几个参考点，然后计算一下这些参考点的几何中心位置，这个位置即虚定位点的原始预估地点，然后再对其进行一定的修正，利用客户位置滤波以及子空间辅助模块进行完善，定位进一步精准。

2.2 位置匹配算法描述

（1）取样。首先对区域进行设置，把两点相隔一米作为一个参考点，其次，每个区域上的采样点进行采样，从而获得相应的接收信号强度值，在读取的过程中需要进行数次，以防止数据的偏差，最后，对获取的数值进行优化，从而获得相关的数据库。

（2）测试。在需要进行定位的空间里所设采样点上再次取得无线接入点的RSSI值，然后精确计算定位。

（3）定位。安卓用户客户端在取得无线接入点的RSSI值后进行一定的处理，然后与服务器取得信号传输，把损耗值报送给服务器，服务器就能通过相关的计算方法计算出损耗情况，得出最有用的几个位置参考点，然后通过数学算法算出初始的位置。

（4）运用子空间可以帮助定位修正的辅助模块进行一定的修正，把修正后的定位位置输送给客户端。

3 系统设计

3.1 系统总体设计

从图1中可以看出，把PDA或者手机运用在移动终端上，同时把微软操作系统运用在电脑终端上，通过服务器就可以与电脑进行交互。在系统进行定位时，需要通过服务器与客户端这个两个来实现。使用者需要进行定位，则可以通过wife向客户端申请，然后开启相关程序获取接收信号强度值，从而把该数据传递到服务器上，其通过内部的算法来实现定位，从而把计算得出的信息传递到用户使用的终端上。

3.2 客户端设计

Android计算机系统的作用有AP的损失耗费数据和接收的信号强弱确定、地点坐标体现和服务器端的相互交流。通过移用无线管理器和无线信息来测量访问接入点的损失耗费数据，无线管理器里的扫描结果内容里包含了扫视AP的一些数据：APBSSID、SSID、level等，而上述运用的强弱数据就是信号强弱确定位置，无线信息里运用的获得MAC地址来得到Access Point的介质访问控制的位置。显示地址坐标的构件是把客户端得到的现有地点清晰明了地出现在MAP上，MAP是之前制图好且载入到无线设备的准备确定位置的某土地的图，MAP上面会有本平面，且有图上距离比实际距离的比，而能够动态凸显地点是由设备通过确定位置的计算方法获取某一点的数据。

客户端的整个过程：先打开系统的开始页面，恢复默认状态。一些变量，探听客户有无确定位置的需求，如果有那么打开无线网络，移用扫描。内嵌的链接开始扫视，利用音噪和滤除波段频结束后把得到接收的信号强弱确定位置的数据。接下来通过产生Socket且传递损失耗费的内容，最后用户可以通过计算机系统获取的内容传送，从而在MapView上可以看到。

3.3 服务器端设计

提供某些服务的计算机系统保存了地点的手指纹线电子仓库，同时达到如何计算确定某位置的作用。该整体进行保管地点通过采用mysql。包括的各类数值表：关于Access Point、关于取样、关于确定位置、关于滤除波段频率取样。确定位置的表主要是在某固定点测试得到的Access Point的MAC位置、确定位置的时间、通过接收的信号强弱确定位置。

4 结束语

通过试验：就整个准确度而言，5m之内可高于95%，3m之内可高于90%，每次确定位置的时间少于5s。

参考文献

[1]朱明辉，张会清.基于RSSI的室内无线网络定位技术研究[J].现代电子技术，2010（17）.

[2]张明华，张申生，曹健.无线局域网中基于信号强度的室内定位[J].计算机科学，2007（06）.

[3]胡天琨，叶建芳.基于手持设备的室内定位系统设计与实现[J].微型机与应用，2012（13）.

[4]赵晶亮，姚金杰，苏新彦，韩焱，陈娟. 基于射频识别的室内定位系统设计[J].计算机测量与控制，2011（11）.

作者简介

徐军亮（1982-），男，江西省宜春市人。大学本科学历，学士学位。主要研究方向为LBS移动定位。

作者单位

江西电信信息产业有限公司 江西省南昌市 330046endprint

摘 要

科技的飞速发展改变着人们的生活，由谷歌公司开发的Android操作系统投入市场使用以来，带来了更大的生活便利。利用这一平台可以轻松的做到在封闭的搜索无线信号，并通过设备发出频率的强弱来搜索位置，在经由配套的配备来完成信息的分析，到达最终确定无线信号具体位置的目的。当使用者有需要确定无线信号具体位置的需求时，只要进行相应的操作，软件就会开始工作，使用者便会得到相关结果。

【关键词】Android平台 室内定位系统 定位精度

1 室内信号传播模型

基于存在高大建筑的原因，信号遇到其会发生衍射、反射以及干涉等，在这种情况下运用传统的模型不能对损耗进行正确的描述，因而运用主导损耗模型，其公式为：

pr（L）=pr（d0）-10nlg（L/d0）

从中看出：用L来表示传播路程；用pr（L）来表示发射与接收两地相距L，其信号的接收强度；用d0来表示参照距离；基于信号存在环境，用n来表示其在路径上所损耗系数。

在采用传统的模型进行相关传播损耗计算时，它采用L主要是指两地之间的距离，与信号传播所经过的路程没有关系。信号在室内进行传播时，采用直线距离不能真实的表述信号的传播情况，主要原因在于室内存在很多障碍物，比如门墙、电梯等，它们使得信号在传播的过程中不能沿着直线进行传播，需要绕过它们。基于室内环境存在的很大的差异，例如信号在经过土墙时，其信号能量损耗比较大。因此，在信号传播所处的环境条件不同时，要求建立相对应的模型来进行计算，本文主要在以路径为研究对象，建立传播模型，并根据模型中信号所存室内环境的差异，来对空间进行相关的划分，从而分析出信号传播过程中所要经历的主导路线，在不同的传播空间采用不同的模型，使得信号能在不同空间里得到精确的计算。

2 室内位置匹配算法

2.1 算法思想

室内定位可以通过相关算法，例如K近邻法得出。定位要先采取样本，采样是根据主导路径的信号传播损耗模型和子空间的区分，对待定位的空间的多个离散点取一组四周无线接入点的RSSI值，然后对这些样本进行各种处理，滤波降噪、特征提取，处理完后所得的指纹数据库就放入服务器客户端。客户端需要进行定位时，就可以采集该空间的一组无线接入点的RSSI值，然后利用相关的计算分类方法找到需要进行定位的点欧式距离最小的几个参考点，然后计算一下这些参考点的几何中心位置，这个位置即虚定位点的原始预估地点，然后再对其进行一定的修正，利用客户位置滤波以及子空间辅助模块进行完善，定位进一步精准。

2.2 位置匹配算法描述

（1）取样。首先对区域进行设置，把两点相隔一米作为一个参考点，其次，每个区域上的采样点进行采样，从而获得相应的接收信号强度值，在读取的过程中需要进行数次，以防止数据的偏差，最后，对获取的数值进行优化，从而获得相关的数据库。

（2）测试。在需要进行定位的空间里所设采样点上再次取得无线接入点的RSSI值，然后精确计算定位。

（3）定位。安卓用户客户端在取得无线接入点的RSSI值后进行一定的处理，然后与服务器取得信号传输，把损耗值报送给服务器，服务器就能通过相关的计算方法计算出损耗情况，得出最有用的几个位置参考点，然后通过数学算法算出初始的位置。

（4）运用子空间可以帮助定位修正的辅助模块进行一定的修正，把修正后的定位位置输送给客户端。

3 系统设计

3.1 系统总体设计

从图1中可以看出，把PDA或者手机运用在移动终端上，同时把微软操作系统运用在电脑终端上，通过服务器就可以与电脑进行交互。在系统进行定位时，需要通过服务器与客户端这个两个来实现。使用者需要进行定位，则可以通过wife向客户端申请，然后开启相关程序获取接收信号强度值，从而把该数据传递到服务器上，其通过内部的算法来实现定位，从而把计算得出的信息传递到用户使用的终端上。

3.2 客户端设计

Android计算机系统的作用有AP的损失耗费数据和接收的信号强弱确定、地点坐标体现和服务器端的相互交流。通过移用无线管理器和无线信息来测量访问接入点的损失耗费数据，无线管理器里的扫描结果内容里包含了扫视AP的一些数据：APBSSID、SSID、level等，而上述运用的强弱数据就是信号强弱确定位置，无线信息里运用的获得MAC地址来得到Access Point的介质访问控制的位置。显示地址坐标的构件是把客户端得到的现有地点清晰明了地出现在MAP上，MAP是之前制图好且载入到无线设备的准备确定位置的某土地的图，MAP上面会有本平面，且有图上距离比实际距离的比，而能够动态凸显地点是由设备通过确定位置的计算方法获取某一点的数据。

客户端的整个过程：先打开系统的开始页面，恢复默认状态。一些变量，探听客户有无确定位置的需求，如果有那么打开无线网络，移用扫描。内嵌的链接开始扫视，利用音噪和滤除波段频结束后把得到接收的信号强弱确定位置的数据。接下来通过产生Socket且传递损失耗费的内容，最后用户可以通过计算机系统获取的内容传送，从而在MapView上可以看到。

3.3 服务器端设计

提供某些服务的计算机系统保存了地点的手指纹线电子仓库，同时达到如何计算确定某位置的作用。该整体进行保管地点通过采用mysql。包括的各类数值表：关于Access Point、关于取样、关于确定位置、关于滤除波段频率取样。确定位置的表主要是在某固定点测试得到的Access Point的MAC位置、确定位置的时间、通过接收的信号强弱确定位置。

4 结束语

通过试验：就整个准确度而言，5m之内可高于95%，3m之内可高于90%，每次确定位置的时间少于5s。

参考文献

[1]朱明辉，张会清.基于RSSI的室内无线网络定位技术研究[J].现代电子技术，2010（17）.

[2]张明华，张申生，曹健.无线局域网中基于信号强度的室内定位[J].计算机科学，2007（06）.

[3]胡天琨，叶建芳.基于手持设备的室内定位系统设计与实现[J].微型机与应用，2012（13）.

[4]赵晶亮，姚金杰，苏新彦，韩焱，陈娟. 基于射频识别的室内定位系统设计[J].计算机测量与控制，2011（11）.

作者简介

徐军亮（1982-），男，江西省宜春市人。大学本科学历，学士学位。主要研究方向为LBS移动定位。

作者单位

江西电信信息产业有限公司 江西省南昌市 330046endprint

摘 要

科技的飞速发展改变着人们的生活，由谷歌公司开发的Android操作系统投入市场使用以来，带来了更大的生活便利。利用这一平台可以轻松的做到在封闭的搜索无线信号，并通过设备发出频率的强弱来搜索位置，在经由配套的配备来完成信息的分析，到达最终确定无线信号具体位置的目的。当使用者有需要确定无线信号具体位置的需求时，只要进行相应的操作，软件就会开始工作，使用者便会得到相关结果。

【关键词】Android平台 室内定位系统 定位精度

1 室内信号传播模型

基于存在高大建筑的原因，信号遇到其会发生衍射、反射以及干涉等，在这种情况下运用传统的模型不能对损耗进行正确的描述，因而运用主导损耗模型，其公式为：

pr（L）=pr（d0）-10nlg（L/d0）

从中看出：用L来表示传播路程；用pr（L）来表示发射与接收两地相距L，其信号的接收强度；用d0来表示参照距离；基于信号存在环境，用n来表示其在路径上所损耗系数。

在采用传统的模型进行相关传播损耗计算时，它采用L主要是指两地之间的距离，与信号传播所经过的路程没有关系。信号在室内进行传播时，采用直线距离不能真实的表述信号的传播情况，主要原因在于室内存在很多障碍物，比如门墙、电梯等，它们使得信号在传播的过程中不能沿着直线进行传播，需要绕过它们。基于室内环境存在的很大的差异，例如信号在经过土墙时，其信号能量损耗比较大。因此，在信号传播所处的环境条件不同时，要求建立相对应的模型来进行计算，本文主要在以路径为研究对象，建立传播模型，并根据模型中信号所存室内环境的差异，来对空间进行相关的划分，从而分析出信号传播过程中所要经历的主导路线，在不同的传播空间采用不同的模型，使得信号能在不同空间里得到精确的计算。

2 室内位置匹配算法

2.1 算法思想

室内定位可以通过相关算法，例如K近邻法得出。定位要先采取样本，采样是根据主导路径的信号传播损耗模型和子空间的区分，对待定位的空间的多个离散点取一组四周无线接入点的RSSI值，然后对这些样本进行各种处理，滤波降噪、特征提取，处理完后所得的指纹数据库就放入服务器客户端。客户端需要进行定位时，就可以采集该空间的一组无线接入点的RSSI值，然后利用相关的计算分类方法找到需要进行定位的点欧式距离最小的几个参考点，然后计算一下这些参考点的几何中心位置，这个位置即虚定位点的原始预估地点，然后再对其进行一定的修正，利用客户位置滤波以及子空间辅助模块进行完善，定位进一步精准。

2.2 位置匹配算法描述

（1）取样。首先对区域进行设置，把两点相隔一米作为一个参考点，其次，每个区域上的采样点进行采样，从而获得相应的接收信号强度值，在读取的过程中需要进行数次，以防止数据的偏差，最后，对获取的数值进行优化，从而获得相关的数据库。

（2）测试。在需要进行定位的空间里所设采样点上再次取得无线接入点的RSSI值，然后精确计算定位。

（3）定位。安卓用户客户端在取得无线接入点的RSSI值后进行一定的处理，然后与服务器取得信号传输，把损耗值报送给服务器，服务器就能通过相关的计算方法计算出损耗情况，得出最有用的几个位置参考点，然后通过数学算法算出初始的位置。

（4）运用子空间可以帮助定位修正的辅助模块进行一定的修正，把修正后的定位位置输送给客户端。

3 系统设计

3.1 系统总体设计

从图1中可以看出，把PDA或者手机运用在移动终端上，同时把微软操作系统运用在电脑终端上，通过服务器就可以与电脑进行交互。在系统进行定位时，需要通过服务器与客户端这个两个来实现。使用者需要进行定位，则可以通过wife向客户端申请，然后开启相关程序获取接收信号强度值，从而把该数据传递到服务器上，其通过内部的算法来实现定位，从而把计算得出的信息传递到用户使用的终端上。

3.2 客户端设计

Android计算机系统的作用有AP的损失耗费数据和接收的信号强弱确定、地点坐标体现和服务器端的相互交流。通过移用无线管理器和无线信息来测量访问接入点的损失耗费数据，无线管理器里的扫描结果内容里包含了扫视AP的一些数据：APBSSID、SSID、level等，而上述运用的强弱数据就是信号强弱确定位置，无线信息里运用的获得MAC地址来得到Access Point的介质访问控制的位置。显示地址坐标的构件是把客户端得到的现有地点清晰明了地出现在MAP上，MAP是之前制图好且载入到无线设备的准备确定位置的某土地的图，MAP上面会有本平面，且有图上距离比实际距离的比，而能够动态凸显地点是由设备通过确定位置的计算方法获取某一点的数据。

客户端的整个过程：先打开系统的开始页面，恢复默认状态。一些变量，探听客户有无确定位置的需求，如果有那么打开无线网络，移用扫描。内嵌的链接开始扫视，利用音噪和滤除波段频结束后把得到接收的信号强弱确定位置的数据。接下来通过产生Socket且传递损失耗费的内容，最后用户可以通过计算机系统获取的内容传送，从而在MapView上可以看到。

3.3 服务器端设计

提供某些服务的计算机系统保存了地点的手指纹线电子仓库，同时达到如何计算确定某位置的作用。该整体进行保管地点通过采用mysql。包括的各类数值表：关于Access Point、关于取样、关于确定位置、关于滤除波段频率取样。确定位置的表主要是在某固定点测试得到的Access Point的MAC位置、确定位置的时间、通过接收的信号强弱确定位置。

4 结束语

通过试验：就整个准确度而言，5m之内可高于95%，3m之内可高于90%，每次确定位置的时间少于5s。

参考文献

[1]朱明辉，张会清.基于RSSI的室内无线网络定位技术研究[J].现代电子技术，2010（17）.

[2]张明华，张申生，曹健.无线局域网中基于信号强度的室内定位[J].计算机科学，2007（06）.

[3]胡天琨，叶建芳.基于手持设备的室内定位系统设计与实现[J].微型机与应用，2012（13）.

[4]赵晶亮，姚金杰，苏新彦，韩焱，陈娟. 基于射频识别的室内定位系统设计[J].计算机测量与控制，2011（11）.

作者简介

徐军亮（1982-），男，江西省宜春市人。大学本科学历，学士学位。主要研究方向为LBS移动定位。

作者单位

江西电信信息产业有限公司 江西省南昌市 330046endprint