機場基于Wi-Fi網絡的無線定位系統的構建與應用研究

摘要：

文章結合機場需求，在確保Wi-Fi網絡得到充分利用的前提下，圍繞構建無線定位系統需要關注的要點展開了討論，內容主要涉及軟件和硬件設計兩方面，以期能夠給其他人員以啟發。

關鍵詞：

無線網絡;智能手機;機場定位

中圖分類號：

TN92

文獻標識碼：

A

文章編號：

1672-9129（2020）15-0045-01

前言：現有應用普遍需要對用戶地理位置進行獲取，對空曠環境而言，定位系統的應用方向，主要是汽車導航，而定位所依托基礎為GPS。對機場等相對特殊的環境而言，GPS信號固有穿透性無法確保定位被實時獲取，在接受信號強度沒有達到預期的前提下，終端往往難以開展定位工作。由此可見，對已經得到普及的Wi-Fi網絡加以應用，通過構建無線定位系統的方式，為日后工作的開展助力，具有重要意義。

1機場需求

作為安裝在機場內部的定位系統，本系統強調由旅客使用手機對特定軟件進行安裝，再借助Wi-Fi網絡，在免費上網的過程中，通過與服務器交互的方式，達到無線定位的目的。

2無線定位系統構建及應用

2.1整體設計方案。系統硬件所用設計方法為集成法，根據系統選型完成設計工作，而系統選型依據，主要是用戶終端、服務器與交換網絡;系統軟件所采取方案為定制設計。

2.2軟件設計。軟件客戶端的應用方向，主要是旅客和維護人員，旅客所用客戶端為定位終端，維護人員所用客戶端為采集終端，通常被用來對數據進行采集[1]。

對首次運行或有更新需求的系統而言，定位終端的作用，主要是與服務器進行通信，確保指紋數據庫能夠得到及時更新。隨后，以數據采集模塊為依托，在保證當前點信息得到掃描的前提下，借助定位模塊，通過計算的方式，確定當前點具體坐標。待上述環節告一段落，方可經由UI模塊，在用戶終端對結果加以顯示。

采集終端的應用背景，通常是系統被構建并投入運行的初期，其功能是對已知點信息進行采信，如果AP位置發生變化或對其他型號進行更換，采集終端需要及時更新相關信息，確保采集所得信息能夠準確上傳至服務器。本系統所設計采集終端，主要分為通信模塊、UI模塊與采集模塊，其中，通信模塊負責與服務器保持通信，對信息數據庫進行傳輸;UI模塊可為用戶操作提供便利;采集模塊的價值，則體現在對RSSI信息加以掃描與記錄的方面。

（1）OS平臺。本系統對Android平臺加以運用，該平臺由四層架構所組成，下文將逐一進行介紹，供相關人員參考：

第一層是應用程序層，本層架構著重強調的是基本應用;第二層是程序框架層，簡單來說，就是系統向程序員所提供API，程序員僅需對API進行調用，就能夠使多數設想功能成為現實;第三層是運行庫層，本系統涵蓋大量用C語言或C++語言所設計的庫，程序員可以借助程序框架，通過對庫文件進行調用的方式，確保系統組件發揮出應有作用;第四層是內核層，本系統選擇將驅動由內核向用戶空間進行移動，旨在降低管理通信與電源的難度，與此同時，進程通信設想也具備了實現的先決條件。

（2）功能開發。首先是數據采集模塊。對已知點信息進行采集前，相關人員應確定有采集需求的參考點坐標，將相關信號設置在地圖上，確保點位分布均勻、密度適中且可達[2]。其次是強度獲取模塊。本系統的核心功能便是對信號強度進行獲取，在信號采集環節，軟件應當對信號強度加以明確，只有這樣才具備離線數據庫的建立條件。再次是采樣模塊。要想做到隨時使用所采集數據，前提是對其進行存儲，這便是采樣模塊的主要應用方向。最后是定位模塊。在運行之初，定位終端應對數據庫進行檢查，確保數據準確，如果定位數據存在變動，則經由該模塊完成更新數據庫的工作，再根據掃描所得指紋信息，通過計算的方式獲得準確坐標。

2.3硬件設計。

（1）定位基站。對系統進行設計的初衷，便是充分利用機場Wi-Fi網絡，達到無線定位的目的，這也表明系統僅需對信號進行掃描即可。以某機場為例，實地勘測結果表明，旅客活動區域現有Wi-Fi網絡，主要有機場免費網絡、廣告系統網絡、商業系統網絡。上述網絡均為公開網絡，不僅安裝位置較為固定，所用設備型號也大致相同，設計人員考慮到應盡量增加用戶所掃描信號數量，遂決定對上述網絡對應AP安裝情況進行收集，作為定位基站投入日常運行。

（2）服務器。眾所周知，服務器的作用主要是中轉定位數據庫，只有首次運行和更新數據時，客戶端才與服務器保持通信，AP網絡往往不會出現頻繁更新或變動的情況，因此，本系統對服務器在性能方面所提出要求相對寬松。對多方因素加以考慮后，設計人員選定主頻2.00GHz、可接2.5英寸硬盤的處理器，作為本系統的服務器，對WEB服務進行安裝并測試可知，該處理器能夠使系統需求得到最大程度滿足。

（3）用戶設備。用戶設備主要是指旅客的手機、平板電腦與筆記本電腦。如果以系統為依據，用戶設備可分為三大陣營，分別是iOS、Android及Windows，其中，iOS與Android的市場占有率相近。

結論：由上述內容可知，機場適用無線定位系統，通常分為服務端與客戶端，其中，服務器扮演的角色是數據庫及WEB服務器，對參考點坐標和指紋進行收集并存儲，基于現有平臺所開展客戶端程序，則被用來對采樣數據庫進行下載，結合掃描所得信息完成計算工作，得出準確定位。在未來一段時間內，該系統仍然是重點研究的部分，相關人員應當尤為注意。

參考文獻：

[1]唐碧蔚，宋少雷，何志勇，等.基于Faster-RCNN的機場跑道異物識別定位技術研究[J].航空電子技術，2020，51（03）：8-12.

[2]莫泰愚.基于無線同步的超寬帶室內精確定位技術研究及在機場行李自動分揀流程中的運用[J].中國新通信，2020，22（12）：117-118.

作者簡介：梁旭（1985年1月—），男，漢族，北京市順義區人，大學本科學歷，工程師，工作年限：13年，研究方向：無線網絡、無線定位。