[发明专利]基于WIFI嗅探的室内人员定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于WIFI嗅探的室内人员定位系统及方法，包括主控模块、局域网通信模块、WIFI嗅探模块、下位机显示模块；所述的WIFI嗅探模块对环境内的电子设备的MAC地址、信道类型、信号强度进行探测；所述的主控模块进行指纹定位算法处理以及与各个模块的通信过程；所述的下位机显示模块显示定位系统在局域网中的IP地址；所述的局域网通信模块将定位结果发送到局域网中。本发明提高室内定位精度和定位准确率，同时使得响应时间极大缩小。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及基于WIFI嗅探的室内人员定位系统及方法。

背景技术

在定位领域，随着GPS等卫星导航技术的发展，室外定位技术发展已经很成熟，已经有了较多应用场景。而对于室内定位，由于室内环境相对来说较为复杂，容易受到墙体的遮挡，GPS定位较差。

目前室内定位还在研究的技术也比较多，有A-GPS，超声波，红外线，地磁，RFID，蓝牙等。其中A-GPS精度高，速度快，但是其占用通信资源较多；超声波技术定位精度较高，但是特别容易受到环境的影响，对于嘈杂环境定位很差；地磁技术成本比较低，但是稳定性较差；蓝牙技术设备体积小，容易集成，但是传输距离短；RFID技术成本不高，但是同样也存在传输距离短的问题。

WIFI技术通过接收信号强度(即RSSI)等方式实现复杂环境下的定位，同时也配合指纹法的方法来提升精度。虽然在室内环境中WIFI信号传输容易受到多径效应和环境影响，但其不需要额外部署设备，可以依托现有的WIFI设备，所以是目前室内定位技术研究热点。

目前大多WIFI室内定位研究方向多是针对信号增强、滤波算法、先验样本采集进行的研究，而对于硬件平台研究不多，一般直接通过PC驱动WIFI嗅探模块或者使用单片机进行控制而极少使用FPGA芯片进行处理。FPGA芯片具有并行处理、精度高的优点，同时对于复杂的滤波算法其编程灵活，响应速度快，拓展性强在室内定位领域有一定的应用前景。同时，目前研究中极少有将路由器信道类型引入指纹法特征中的，而仅从接收到的WIFI信号的信号强度来建立指纹库，这会导致对数据的挖掘力度不够。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供基于WIFI嗅探的室内人员定位系统及方法，使得室内人员定位系统定位准确、响应快、人机交互方便。

技术方案：本发明所述的基于WIFI嗅探的室内人员定位系统包括主控模块、下位机显示模块、局域网通信模块和WIFI嗅探模块；所述的WIFI嗅探模块可探测环境内路由器的信号强度、信道类型、MAC地址；所述主控模块与其他各个模块进行通信并将实时获得的WIFI信息与指纹库进行匹配进而确定位置信息；所述下位机显示模块显示连接的局域网的名称与IP地址；所述局域网通信模块将位置信息传送到局域网中，供上位机查看。

主控模块通过对获取到的WIFI信息与指纹库信息进行比对，当匹配成功还需进行二次判断以提高准确率。当二次判断成功，将位置信息发送给下位机显示模块与局域网通信模块。

局域网通信模块中预先保存设计的局域网网页文件，在下位机开始工作的时候，使用保存在模块中的网络名称与密码信息，进而连接上局域网。当主控模块定位成功时，接收位置信息并发送到局域网。上位机使用WIFI名称以及IP地址，通过浏览器访问通信模块，进而获得位置信息。

下位机显示模块中显示包括开始定位按钮、WIFI名称、被分配的IP地址、定位成功的房间号码、定位系统名称、定位系统logo。所述下位机显示模块在局域网通信模块连接入网络显示对应WIFI名称与IP地址；所述开始定位按钮在点击之后，系统开始定位工作，定位成功显示房间号码。

本发明所述的基于WIFI嗅探的室内人员定位系统的实现方法，使用了WIFI指纹法的定位算法。可根据工作流程分为离线阶段与在线阶段两个部分。离线阶段实时采集各个房间指纹信息，构建指纹库，并保存在主控模块中；在线阶段：将实时获得的WIFI数据与指纹库比对，进而获得位置信息。