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网界:WiFi定位技术,不可忽视的应用力量

来源:网界    时间:2013-11-01 10:01:00

  知道别人的位置很重要,因为这意味着可以更好地为他们做些事情或者与他们展开合作。这是基于位置的Wi-Fi服务背后的基本概念,这种服务被称之为LBS。

 

  一旦知道用户的位置,企业就能够有的放矢,为他们提供更好的网络体验,并利用他们的位置数据来优化体验,或者为他们提供相关信息。我们可以把Wi-Fi定位想象成室内GPS。虽然在过去几年,从定位的技术角度来看,Wi-Fi协议的根本层面并没有太大的改变,但其实Wi-Fi定位服务的生态链已经完全改变。

 

  现在几乎每个人都有多个Wi-Fi连接设备(在口袋里、在手上、在桌上),零售业、餐饮业、医疗保健以及教育等行业的企业都在试图利用这一趋势。面对这种趋势,提高精度的新技术正在不断涌现,用户行为和期望值也在发生变化,新的位置服务模式也在构建当中。

 

  Wi-Fi支持很多不同的位置确定方法,最常见的两种方法是基于信号强度的定位(通过使用多个接收到的信号测量值来计算来源的位置)和RF(射频)指纹识别(收集现场RF数据来映射出位置)。

 

  为了真正了解基于Wi-Fi定位服务的演变,必须将其放在历史目标和技术的背景中。例如,资产标记是一个使用实时定位服务(RTLS)标签的历史解决方案。所谓的资产标签是设计用来追踪和监控事物的,例如集装箱、医疗资产或者贴有标签的人。这些标签会定期收集AP信号数据,并报告到网络端的服务器,由服务器通过使用基于RSSI(接受信号强度指示器)的定位和/或以前的RF指纹识别(校准)来进行计算和追踪。服务器会在地图上显示标签位置来帮助用户找到某物或某人。或者,我们也可以使用地理围栏概念来说明,当满足特定条件(例如标记的资产离开建筑物)时,将会触发警报。尽管资产追踪解决方案可以相对容易地覆盖在现有Wi-Fi基础设施上,但这种解决方案需要网络端的服务器配合,并且在过去几年中并没有明显的改进。

 

  对广大的消费者而言,移动设备正在取代标签,成为需要定位的“事物”。与移动生态系统的其他需要连接的事物一样,基于手机的定位应用程序的需求非常广泛,在某种程度上,几乎触及每个行业和每个用户。

 

  苹果公司在智能手机市场的地位非常重要,对于移动定位应用程序来说,苹果系统的有限Wi-Fi API接入(防止开发人员访问设备本身的RSSI指标)是一个很大的障碍,也正是由于这个原因,客户端的位置处理成为一项重大挑战。另外的麻烦还有RSSI计算需要使用网络端的传感器和引擎。而客户端数据引擎也影响着电池寿命。但是如果没有iOS的支持,任何移动应用程序都被限制在有限的用户群或设备组,而实际情况是没有人会想建立一个不包括苹果设备的以用户为中心的应用程序。

 

  值得关注的定位技术

 

  现在,一些公司正在重新构建客户端方法,而专注于移动的公司也正在重新思考利用机器学习技术来追踪室内位置的定位算法。一些公司将设备定位想象成是复杂的“DNA”链,那么使用RSSI指纹、RSSI三边定位以及到达时间差法(TDOA ,Time Difference Of Arrival) 可以提供初始位置信息(类似于服务器会告诉你的位置);然后,通过配对连续的RF指纹(可以提供用户走向哪里的信息)和惯性电话传感器(陀螺仪、加速度计、指南针),就可以非常精准地追踪位置,可以精确到2~3米内。

 

  如果这种方法还不够好,还可以加入其他机制来提高其可靠性。例如,地图处理可以帮助排除地图上不可能的路径来提高精确度(也被称为错误消除)。但是,基于应用程序的局限性之一是,并不是所有的移动设备都有相同的功能,因此,很难为所有设备类型(iOS、Android、Windows等)构建一个统一全面的应用服务。

 

  Wi-Fi定位的未来仍将集中在移动设备上。但是,现在的趋势仍然侧重于基础设施端的定位引擎。考虑到这一点,下面几项技术就格外值得关注:

 

  基于 Wi-Fi信号的定位和的RF指纹识别。基于RSSI的定位和RF指纹识别提供了适当的精准度,但这种精度很有限。如果没有其他辅助技术(比如激励器、阻塞点、外部系统,以及视频系统和高级天线系统),这种方法最多只能实现3~10米的精度。

 

  对于RSSI定位(有时也被成为三角定位或三边定位)而言,最关键的问题是在短时间内RF信号强度变化很大,造成策略的不可靠。在最低限度下,每次测量必须要有三个信号源(AP),但由于客户端和AP之间不同程度的RF衰减(由于墙壁、门、窗、电梯的阻隔等),RSSI与距离的相关性不是很稳定,从而降低了精确度。

 

  RF指纹识别同样也面临着相同的RF变化问题。如果从单个位置获取5个“指纹”,这个指纹每次看起来都会不同。当然,也可以使用平均值定律来缓解这个问题,但其结果并不精准。此外,RF环境每周每月都会变化,今天取得的RF指纹可能以后就不适用了。随着时间的推移,校准可能会成为一个重复繁琐的过程。

 

  到达时间差法。 到达时间差法是确定客户端位置的另一种技术,该技术利用了无线电波恒定的传输速度,通过帧交换的往返时间(RTT)来测量距离。这种技术需要运转速度非常快的芯片来确保纳秒级的时间精度;随着未来Wi-Fi芯片的能力提高,TdoA的准确性也会相应提高。

 

  具有动态定向天线系统的Wi-Fi产品也能够通过天线指标来确定客户位置,进一步提高精度。最终,集成技术将会有助于提高精度。当然,一旦知道用户所在的精确位置,合适的应用就会出现。

 

  从更广泛的移动生态系统来看,Wi-Fi定位供应商正在创建易于使用的API和SDK来帮助用户更容易地打造有效的解决方案。定位公司可以尝试构建一个杀手级应用,但对于Wi-Fi公司而言,更具战略性的方式是提供定位引擎和工具,使客户能够建立适用于其独特环境的自定义应用程序。

 

  超越基础设施:数据为王

 

  随着移动设备正在成为消费者的必备品,企业已经意识到他们可以利用这个机会直接地或间接地来获益——通过向其客户和员工提供价值。移动设备的大量涌现和Wi-Fi的迅速普及也使企业意识到基于位置的应用程序开发以及Wi-Fi网络本身的价值,因为突然间,Wi-Fi开始关系到营销和企业创收,而不是IT开支。

 

  大家应该注意到,LBS服务的最大的优势是从用户处收集数据,并进行分析。企业可以利用这些数据来提高用户体验和客户服务水平。但是,现在讨论定位服务时,权威认识通常会提到通过定位服务来提高广告和优惠券的有效发放。这很有意思,也许也很有效,但用户会觉得很烦人。

 

  当然,零售业一直是这个应用的重点,因为它对位置及其分析非常敏感。目前已经可以看到,很多解决方案专注于对粗略的RSSI数据以及更高级别的分析,来评估客户流量模式、捕捉率、回报率等。通过更多的信息,零售中心甚至可以基于典型的客户流量路径来优化店铺布局,或者对优质位置的店铺业主收取更多的门面费,也可以为高收视率的广告位置收取更高的费用。

 

  在另外的垂直行业——餐饮服务业,也需要特别关注。这个行业有零售业的元素(酒吧、餐厅、水疗/按摩服务),也有导航挑战(会议室、酒吧、游泳池、健身区在哪里),对此,网站地图以及导航应用程序可能会有所帮助。

 

  同时,定位服务业也将有助于改善客户服务,例如可以将定位服务绑定到客户管理系统:为忠诚会员提供个性化的问候、更快的入住手续等。

 

  其他行业同样如此,例如交通运输业、制造业、医疗保健业、会议中心、体育场馆及其他场所。除了企业外,运营商也对定位服务和分析有着浓厚的兴趣,不仅能够更好地调整他们的网络,而且可以帮助他们赚钱。每个人都可以从位置信息中获益。

 

  预计在不久的将来,Wi-Fi将提供远远超过互联网接入的价值。随着这个趋势日渐临近,并且用户开始看到价值,他们将会开始寻找特定的应用程序。最初可能会出现一些错误,但随着网络部署者找到自己的方向,定位解决方案将惠及每一个人,用户和网络运营商都会获得价值。

 

  你想要从Wi-Fi解决方案获得价值?定位服务将帮助你实现价值。如果现在时机还不成熟,至少可以将定位服务放在你的计划中。(邹铮)

 

  

 

 

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