[发明专利]一种基于大数据计算、确定AP位置的方法

摘要

本发明通过手机APP采集当前连接AP（无线接入设备）周边的AP列表信息，通过手机APP设备采集gps位置坐标值，确定d‑rssi（距离‑场强）关系模型，根据手机APP测出的AP信号强度以及常数A可以反推出手机设备与相应AP的距离，对已采集的手机设备位置坐标进行清洗后取中位数，对没有位置的AP列出它周边的所有有位置的AP，按每组3个分组，带入计算模型分别计算出手机设备和组内三个已知位置的距离，构建3个圆，计算出AP的位置，将计算结果保存至关系数据库，本发明利用众包方法，结合大数据计算能力，快速准确的确定AP位置数据资产，解决了WLAN行业无法自身掌握AP位置资产的痛点，注重对现有系统的非侵入性，将对原有系统的影响降低到最小。

主权项

一种基于大数据计算、确定AP位置的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、通过手机APP采集当前连接AP(无线接入设备)周边的AP列表信息，设定信号阈值，去除信号强度较弱的AP；步骤S2、通过手机APP设备采集gps位置坐标值，并设定阈值，去除明显不正确的值，统一转换成gps坐标；步骤S3、确定d‑rssi(距离‑场强)关系模型，一个有限的局部区域内的各个AP作为信号发射机对未知的节点发射信号，AP信号的衰减和距离呈现有规律的关系，据此可以计算出位置，确定待测点首先接收来自三个不同已知位置AP的RSSI，无线信号传输中普遍采用的理论模型为渐变模型：[p(d)]dBm=[p(d0)]dBm-10nlg(dd0)+XdBm;]]>式中，P(d)表示距离发射机为d时接收端接收到的信号强度，即RSSI值，P(d0)表示距离发射机为d0时接收端接收到的信号功率，d0为参考距离，n是路径损耗(Pass Loss)指数，通常是由实际测量得到，障碍物越多，n值越大，从而接收到的平均能量下降的速度会随着距离的增加而变得越来越快，XdBm是一个以dBm为单位，平均值为0的高斯随机变量，反映了当距离一定时，接收到的能量的变化，实际应用中一般采用简化的渐变模型：[p(d)]dBm=[p(d0)]dBm-10nlg(dd0)---(1);]]>为便于表达和计算，通常取d0为1m，于是可得：[p(d)]dBm＝A‑10nlg(d)；把[p(d)]dBm写成RSSI的形式得到：RSSI＝A‑10nlg(d)   (2)；其中，A为无线收发节点相距1m时接收节点接收到的无线信号强度RSSI值，上面等式就是RSSI测距的经典模型，给出了RSSI和d的函数关系，所以已知接收机接收到的RSSI值就可以算出它和发射机之间的距离，A和n都是经验值，和具体使用的硬件节点和无线信号传播的环境密切相关，因此在不同的实际环境下A和n参数不同，其测距模型不同，测距模型的精确度在较大程度上会影响后续定位计算的精度，一般室内无线环境复杂，存在多径效应与非视距传输，一个确定的信号传播模型无法适应不同的室内环境，因此为了得到较为准确的RSSI和d距离之间的映射关系，提高定位计算精度，要针对需要定位室内环境，实地进行RSSI测距实验并采集大量数据，之后对实验数据进行处理从而得到A和n的最优值，建立符合当前环境的测距模型，一旦环境改变，需要通过重新测距实验来确定测距模型，通过上述公式根据手机APP测出的AP信号强度以及常数A可以反推出手机设备与相应AP的距离；步骤S4、计算过程：对已采集的手机设备位置坐标进行清洗后取中位数，对没有位置的AP列出它周边的所有有位置的AP，按每组3个分组，带入步骤S3的计算模型分别计算出手机设备和组内三个已知位置的距离，已知位置AP为圆心画圆，圆A、圆B和圆C的圆心分别为(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3)，以手机设备与AP的距离d1、d2、d3为半径，计算出坐标，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)]]>在理想状态下，三个圆交于一点，可直接计算出相应的解，求得坐标D即待测点位置，然而，在实际应用中，由于测量误差的存在，三圆交于一点的情况未必出现，以致方程组(3)、(4)、(5)无解，在三圆两两相交的情况下，存在三个圆有多个交点的无解情况，在这种无解情况下，为求得近似于坐标D的近似待测点位置，采用如下求解方法：(a)根据方程(3)、(4)、(5)分别求解圆A与圆B的交点(xab1，yab1)、(xab2，yab2)，圆A与圆C的交点(xac1，yac1)、(xac2，yac2)，及圆B与圆C的交点(xbc1，ybc1)、(xbc2，ybc2)；(b)将圆A与圆C的交点代入[(x‑x2)2+(y‑y2)2]，找出距离距圆B圆心较近的点，设为(xac，yac)，同理，求解(xab，yab)、(xbc，ybc)。(c)近似计算待测点位置：(x,y)=(Xab+Xac+Xbc3,Yab+Yac+Ybc3)---(6);]]>步骤S5、将计算结果保存至关系数据库。