大型場館Wi-Fi室內(nèi)定位與位置服務(wù)平臺經(jīng)典解決方案

1、商業(yè)場館Wi-Fi室內(nèi)定位與位置服務(wù)平臺解決方案西安立人科技股份有限責(zé)任公司2013.07目 錄第一章 需求分析3第二章 具體功能3第三章 總體技術(shù)方案43.1 Wi-Fi實時定位系統(tǒng)43.1.1 Wi-Fi信號勘測53.1.2 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化63.1.3 Wi-Fi信號指紋采集和處理63.1.4 AP布放圖63.2 室內(nèi)地圖測繪73.2.1 地圖測量73.2.2 地圖繪制73.3 數(shù)據(jù)處理73.3.1 POI數(shù)據(jù)處理73.3.2 導(dǎo)航拓撲數(shù)據(jù)處理73.3.3 示例效果圖83.4 APP軟件83.4.1 地圖功能83.4.2 定位功能93.4.3 應(yīng)用功能9第四章 工程量清單9第一章 需求

2、分析構(gòu)建商業(yè)場館Wi-Fi室內(nèi)定位系統(tǒng)及移動位置服務(wù)平臺，對于提升場館的服務(wù)質(zhì)量、提高店鋪的營業(yè)收入、為場館營銷提供輔助決策等方面具有重要意義。根據(jù)商場的業(yè)務(wù)需求，可以把定位業(yè)務(wù)分成三類： 1、位置數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，獲取消費者的行為習(xí)慣，此項業(yè)務(wù)是非實時性需求的業(yè)務(wù)，對定位精度的要求是能判斷是否到店，店面大小不同，定位精度越高，到店判斷準(zhǔn)確率越好。2、位置數(shù)據(jù)的地理圍欄，對消費者進行基于位置的廣告推送，此項業(yè)務(wù)有一定實時性要求。3、基于位置的定位導(dǎo)航服務(wù)，為消費者提供實時導(dǎo)航服務(wù)，此項業(yè)務(wù)對實時性和定位精度要求比較高?；诰W(wǎng)絡(luò)側(cè)的Wi-Fi定位平臺方案可以滿足以上第一類和第二類業(yè)務(wù)需要，也可以基

3、本滿足第三類業(yè)務(wù)，第三類業(yè)務(wù)最佳方案是采用手機實時導(dǎo)航引擎方案。 第二章 具體功能APP運行終端采用Android、iOS移動平臺，具體功能包括：1、 用戶位置的跟蹤和記錄功能；2、 商業(yè)信息推送功能，可自定義范圍和條件來觸發(fā)推送；3、 用戶消費習(xí)慣和位置的比對功能；4、 場館室內(nèi)地圖展示功能，支持放大、縮小、漫游等；5、 WiFi覆蓋區(qū)域的實時定位功能，定位精度35米；6、 任意兩點間的路線規(guī)劃功能，包括不同樓層間的跨層規(guī)劃；7、 當(dāng)前位置到任意位置的實時導(dǎo)航功能，支持地圖導(dǎo)航和AR實景導(dǎo)航；8、 商業(yè)及公共設(shè)施查詢功能，支持語義、關(guān)鍵字、英文等多種查詢方式；9、 位置共享社交功能，支持多個

4、用戶之間的位置共享。第三章 總體技術(shù)方案基于上述需求，提出如下解決方案來實現(xiàn)本項目的目標(biāo)：一、在場館提供的CAD圖的基礎(chǔ)上，通過實地測量和坐標(biāo)系配準(zhǔn)，完成地圖矢量化，建立導(dǎo)航拓撲，增加POI管理，制作場館導(dǎo)航地圖，開發(fā)面向移動互聯(lián)網(wǎng)的地圖服務(wù)引擎，構(gòu)建地圖服務(wù)器，提供跨平臺的移動互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)，地圖數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)和導(dǎo)航拓撲數(shù)據(jù)存放在云端數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)柵格和矢量地圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，為商業(yè)場館移動服務(wù)平臺提供靈活的手機地圖服務(wù)。二、在場館現(xiàn)有Wi-Fi環(huán)境的基礎(chǔ)上，進行信號勘測、信號拓撲圖繪制、信號指紋點采集等工作，開發(fā)基于Wi-Fi的室內(nèi)定位引擎，構(gòu)建定位服務(wù)器，提供高精度室內(nèi)定位服務(wù)。系統(tǒng)的總

5、體結(jié)構(gòu)如圖所示。圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3.1 Wi-Fi實時定位系統(tǒng)Wi-Fi實時定位系統(tǒng)主要由智能手機、無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（AP、AC）和定位服務(wù)平臺三部分組成。其中定位服務(wù)平臺包括Wi-Fi信令采集終端、定位維護管理終端和定位服務(wù)器。為支持智能手機定位功能，無線局域網(wǎng)AP和AC必須具備移動設(shè)備WiFi信號掃描功能。目前支持此功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家主要有：Aruba、Aerohive、Cisco、H3C、Conlubris、Contec、Ruckus、Nortel、Strix、Trapeze、MineSite等。目前經(jīng)我們測試能夠支持定位的設(shè)備有： 設(shè)備廠商無線接入點（Ap）交換機H3CWA2220

6、-AGWX3024H3CWA2240-AGWX3024ArubaAP-1053200-32AerohiveAP141Catalyst 2960S 24 GigE基于定位的無線局域網(wǎng)絡(luò)有別于一般的通訊網(wǎng)絡(luò)，要求在任一位置點，均可收到3個以上的AP信號，但由于上下樓層的信號穿透，該要求很容易被滿足。例如在一個1萬平米的場館中，每天大約有1萬人流量，能夠滿足1萬人流量上網(wǎng)需求的AP網(wǎng)絡(luò)，足以支撐室內(nèi)定位的要求，所以從某種意義來說，能夠支持順暢通信的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，也可以支持精確的Wi-Fi定位，并且不會對用戶上網(wǎng)造成任何影響。Wi-Fi定位網(wǎng)絡(luò)中的AP分為主通訊AP與定

7、位AP，主通訊AP負責(zé)Wi-Fi信令采集終端與定位AP之間的數(shù)據(jù)交換和傳輸，所有主通訊AP必須通過網(wǎng)線進行連接。定位AP主要負責(zé)收集標(biāo)簽信息，并將結(jié)果發(fā)送給Wi-Fi信令采集終端。覆蓋指標(biāo)要求：對有業(yè)務(wù)需求的樓層和區(qū)域進行覆蓋，采用室內(nèi)AP直接覆蓋或室分系統(tǒng)覆蓋均可。要求在任一位置點，均可收到3個以上的AP信號，且接收信號電平>= -80dBm，重點目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)85%以上位置，接收信號電平>= -75dBm。信號質(zhì)量要求：目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)95%以上位置，用戶終端接受的信號S/N值>10dB。3.1.1 Wi-Fi信號勘測通過專用工具軟件對場內(nèi)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)信號環(huán)境進行勘測，并

8、給出分析評估報告。3.1.2 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化結(jié)合分析評估報告中的場內(nèi)電磁環(huán)境和信道干擾情況，給出Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，若某些定位重點區(qū)域信號較弱或干擾較為嚴(yán)重，則建議少量增補AP，以便達到最佳定位效果。3.1.3 Wi-Fi信號指紋采集和處理網(wǎng)絡(luò)調(diào)整之后，使用專用采集軟件進行信號指紋采集，將采集數(shù)據(jù)處理之后集成到室內(nèi)定位數(shù)據(jù)引擎中。3.1.4 AP布放圖為保證所有位置都能接收到至少3個AP信號，AP布放見下圖：3圖2 一層布放圖圖3 二層布放圖圖4 三、四層布放圖3.2 室內(nèi)地圖測繪3.2.1 地圖測量通過場館提供的CAD圖，對樓內(nèi)進行實地測量，對地圖坐標(biāo)系進行統(tǒng)一配準(zhǔn)，同時采集記錄PO

9、I數(shù)據(jù)和導(dǎo)航節(jié)點信息。3.2.2 地圖繪制制作詳略程度不同的多級比例尺地圖，同時對地圖數(shù)據(jù)進行矢量化，具體包括：(1) 柵格圖像的處理、裁剪和修整；(2) 柵格圖像的配準(zhǔn)及坐標(biāo)變換統(tǒng)一；(3) 制作場館專用的符號庫、線型庫以及填充庫；(4) 確定不同縮放級別所顯示的地圖詳略內(nèi)容，制作多級縮放地圖； (5) 地圖檢查及修正。3.3 數(shù)據(jù)處理3.3.1 POI數(shù)據(jù)處理對POI數(shù)據(jù)進行校準(zhǔn)、分類、編碼、檢查等處理后，錄入數(shù)據(jù)庫，進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理。每個POI都包括名稱、ID、類別、坐標(biāo)、關(guān)鍵字及其他屬性等信息。注：POI數(shù)據(jù)包括各種服務(wù)資源和公共設(shè)施、餐飲和商業(yè)店鋪等。3.3.2 導(dǎo)航拓撲數(shù)據(jù)處理根

10、據(jù)電梯、樓梯、出入口等關(guān)鍵節(jié)點信息，構(gòu)建導(dǎo)航拓撲圖，具體包括：(1) 地圖導(dǎo)航拓撲路徑的數(shù)據(jù)格式制定；(2) 根據(jù)實際情況，生成導(dǎo)航拓撲路徑；(3) 跨樓層導(dǎo)航拓撲數(shù)據(jù)處理；(4) 數(shù)據(jù)檢查及修正。3.3.3 示例效果圖 專用符號庫 POI數(shù)據(jù)庫 多級比例尺場館地圖 二維場館地圖 3.4 APP軟件3.4.1 地圖功能軟件功能特點l 提供地圖顯示接口，支持多級比例尺地圖，支持矢量、柵格地圖；l 提供路徑規(guī)劃和導(dǎo)航接口，支持跨層導(dǎo)航和AR實景導(dǎo)航；l 提供POI查詢接口，支持多種查詢方式；l 提供信息推送接口，支持自定義范圍和條件觸發(fā)；l 提供位置共享接口，支持兩人或多人之間位置共享。3.4.2 定位功能軟件功能特點l 提供高精度實時定位接口，定位網(wǎng)絡(luò)可控情況下精度達到35米；l 高度方向支持樓層判斷；l 定位解算能耗低，適合長時間工作。3.4.3 應(yīng)用功能軟件功能特點l 商業(yè)信息送達；l 位置及消費習(xí)慣比對；l 位置服務(wù)跟蹤記錄；l 用戶位置、消費習(xí)慣等內(nèi)容數(shù)據(jù)庫。第四章 工程量清單序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注Wifi信令采集服務(wù)器智慧圖臺1地圖服務(wù)器IBM x365