[發明專利]一種基于大數據計算、確定AP位置的方法

在審

• 申請號: 201710627469.1
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107509165A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 魯海林;趙曉冬
• 申請（專利權）人: 中興軟創科技股份有限公司
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00;H04B17/327;H04B17/336;H04B17/391;H04L29/08
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所32230
• 代理人: 閆東偉

1.一種基于大數據計算、確定AP位置的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、通過手機APP采集當前連接AP(無線接入設備)周邊的AP列表信息，設定信號閾值，去除信號強度較弱的AP；

步驟S2、通過手機APP設備采集gps位置坐標值，并設定閾值，去除明顯不正確的值，統一轉換成gps坐標；

步驟S3、確定d-rssi(距離-場強)關系模型，一個有限的局部區域內的各個AP作為信號發射機對未知的節點發射信號，AP信號的衰減和距離呈現有規律的關系，據此可以計算出位置，確定待測點首先接收來自三個不同已知位置AP的RSSI，無線信號傳輸中普遍采用的理論模型為漸變模型：

[p(d)]dBm=[p(d0)]dBm-10nlg(dd0)+XdBm;]]>

式中，P(d)表示距離發射機為d時接收端接收到的信號強度，即RSSI值，P(d₀)表示距離發射機為d₀時接收端接收到的信號功率，d₀為參考距離，n是路徑損耗(Pass Loss)指數，通常是由實際測量得到，障礙物越多，n值越大，從而接收到的平均能量下降的速度會隨著距離的增加而變得越來越快，X_dBm是一個以dBm為單位，平均值為0的高斯隨機變量，反映了當距離一定時，接收到的能量的變化，實際應用中一般采用簡化的漸變模型：

[p(d)]dBm=[p(d0)]dBm-10nlg(dd0)---(1);]]>

為便于表達和計算，通常取d₀為1m，于是可得：

[p(d)]_dBm＝A-10nlg(d)；

把[p(d)]dBm寫成RSSI的形式得到：

RSSI＝A-10nlg(d) (2)；

其中，A為無線收發節點相距1m時接收節點接收到的無線信號強度RSSI值，上面等式就是RSSI測距的經典模型，給出了RSSI和d的函數關系，所以已知接收機接收到的RSSI值就可以算出它和發射機之間的距離，A和n都是經驗值，和具體使用的硬件節點和無線信號傳播的環境密切相關，因此在不同的實際環境下A和n參數不同，其測距模型不同，測距模型的精確度在較大程度上會影響后續定位計算的精度，一般室內無線環境復雜，存在多徑效應與非視距傳輸，一個確定的信號傳播模型無法適應不同的室內環境，因此為了得到較為準確的RSSI和d距離之間的映射關系，提高定位計算精度，要針對需要定位室內環境，實地進行RSSI測距實驗并采集大量數據，之后對實驗數據進行處理從而得到A和n的最優值，建立符合當前環境的測距模型，一旦環境改變，需要通過重新測距實驗來確定測距模型，通過上述公式根據手機APP測出的AP信號強度以及常數A可以反推出手機設備與相應AP的距離；

步驟S4、計算過程：對已采集的手機設備位置坐標進行清洗后取中位數，對沒有位置的AP列出它周邊的所有有位置的AP，按每組3個分組，帶入步驟S3的計算模型分別計算出手機設備和組內三個已知位置的距離，已知位置AP為圓心畫圓，圓A、圓B和圓C的圓心分別為(x₁，y₁)、(x₂，y₂)和(x₃，y₃)，以手機設備與AP的距離d₁、d₂、d₃為半徑，計算出坐標，如下：

(x-x1)2+(y-y1)2=d12---(3)]]>

(x-x2)2+(y-y2)2=d22---(4)]]>

(x-x3)2+(y-y3)2=d32---(5)]]>

在理想狀態下，三個圓交于一點，可直接計算出相應的解，求得坐標D即待測點位置，然而，在實際應用中，由于測量誤差的存在，三圓交于一點的情況未必出現，以致方程組(3)、(4)、(5)無解，在三圓兩兩相交的情況下，存在三個圓有多個交點的無解情況，在這種無解情況下，為求得近似于坐標D的近似待測點位置，采用如下求解方法：

(a)根據方程(3)、(4)、(5)分別求解圓A與圓B的交點(x_ab1，y_ab1)、(x_ab2，y_ab2)，圓A與圓C的交點(x_ac1，y_ac1)、(x_ac2，y_ac2)，及圓B與圓C的交點(x_bc1，y_bc1)、(x_bc2，y_bc2)；

(b)將圓A與圓C的交點代入[(x-x₂)²+(y-y₂)²]，找出距離距圓B圓心較近的點，設為(x_ac，y_ac)，同理，求解(x_ab，y_ab)、(x_bc，y_bc)。

(c)近似計算待測點位置：

(x,y)=(Xab+Xac+Xbc3,Yab+Yac+Ybc3)---(6);]]>

步驟S5、將計算結果保存至關系數據庫。