大型场馆WiFi室内定位与位置服务平台经典解决方案.docx
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大型场馆WiFi室内定位与位置服务平台经典解决方案
商业场馆Wi-Fi室内定位与位置服务平台
解决方案
西安立人科技股份有限责任公司
2013.07
第一章需求分析
构建商业场馆Wi-Fi室内定位系统和移动位置服务平台，对于提升场馆的服务质量、提高店铺的营业收入、为场馆营销提供辅助决策等方面具有重要意义。
根据商场的业务需求，可以把定位业务分成三类：
1、位置数据的统计分析，获取消费者的行为习惯，此项业务是非实时性需求的业务，对定位精度的要求是能判断是否到店，店面大小不同，定位精度越高，到店判断准确率越好。
2、位置数据的地理围栏，对消费者进行基于位置的广告推送，此项业务有一定实时性要求。
3、基于位置的定位导航服务，为消费者提供实时导航服务，此项业务对实时性和定位精度要求比较高。
基于网络侧的Wi-Fi定位平台方案可以满足以上第一类和第二类业务需要，也可以基本满足第三类业务，第三类业务最佳方案是采用手机实时导航引擎方案。
第二章具体功能
APP运行终端采用Android、iOS移动平台，具体功能包括：
1、用户位置的跟踪和记录功能；
2、商业信息推送功能，可自定义范围和条件来触发推送；
3、用户消费习惯和位置的比对功能；
4、场馆室内地图展示功能，支持放大、缩小、漫游等；
5、WiFi覆盖区域的实时定位功能，定位精度3~5米；
6、任意两点间的路线规划功能，包括不同楼层间的跨层规划；
7、当前位置到任意位置的实时导航功能，支持地图导航和AR实景导航；
8、商业和公共设施查询功能，支持语义、关键字、英文等多种查询方式；
9、位置共享社交功能，支持多个用户之间的位置共享。
第三章总体技术方案
基于上述需求，提出如下解决方案来实现本项目的目标：
一、在场馆提供的CAD图的基础上，通过实地测量和坐标系配准，完成地图矢量化，建立导航拓扑，增加POI管理，制作场馆导航地图，开发面向移动互联网的地图服务引擎，构建地图服务器，提供跨平台的移动互联网地图服务，地图数据、POI数据和导航拓扑数据存放在云端数据库，实现栅格和矢量地图数据的统一管理，为商业场馆移动服务平台提供灵活的手机地图服务。
二、在场馆现有Wi-Fi环境的基础上，进行信号勘测、信号拓扑图绘制、信号指纹点采集等工作，开发基于Wi-Fi的室内定位引擎，构建定位服务器，提供高精度室内定位服务。
系统的总体结构如图所示。
图1系统总体结构图
3.1Wi-Fi实时定位系统
Wi-Fi实时定位系统主要由智能手机、无线网络基础设施（AP、AC）和定位服务平台三部分组成。
其中定位服务平台包括Wi-Fi信令采集终端、定位维护管理终端和定位服务器。
为支持智能手机定位功能，无线局域网AP和AC必须具备移动设备WiFi信号扫描功能。
目前支持此功能的网络设备厂家主要有：
Aruba、Aerohive、Cisco、H3C、Conlubris、Contec、Ruckus、Nortel、Strix、Trapeze、MineSite等。
目前经我们测试能够支持定位的设备有：
设备厂商
无线接入点（Ap）
交换机
H3C
WA2220-AG
WX3024
H3C
WA2240-AG
WX3024
Aruba
AP-105
3200-32
Aerohive
AP141
Catalyst 2960S 24 GigE
基于定位的无线局域网络有别于一般的通讯网络，要求在任一位置点，均可收到3个以上的AP信号，但由于上下楼层的信号穿透，该要求很容易被满足。
例如在一个1万平米的场馆中，每天大约有1万人流量，能够满足1万人流量上网需求的AP网络，足以支撑室内定位的要求，所以从某种意义来说，能够支持顺畅通信的Wi-Fi网络，也可以支持精确的Wi-Fi定位，并且不会对用户上网造成任何影响。
Wi-Fi定位网络中的AP分为主通讯AP与定位AP，主通讯AP负责Wi-Fi信令采集终端与定位AP之间的数据交换和传输，所有主通讯AP必须通过网线进行连接。
定位AP主要负责收集标签信息，并将结果发送给Wi-Fi信令采集终端。
覆盖指标要求：
对有业务需求的楼层和区域进行覆盖，采用室内AP直接覆盖或室分系统覆盖均可。
要求在任一位置点，均可收到3个以上的AP信号，且接收信号电平>=-80dBm，重点目标覆盖区域内85%以上位置，接收信号电平>=-75dBm。
信号质量要求：
目标覆盖区域内95%以上位置，用户终端接受的信号S/N值>10dB。
3.1.1Wi-Fi信号勘测
通过专用工具软件对场内Wi-Fi网络信号环境进行勘测，并给出分析评估报告。
3.1.2Wi-Fi网络优化
结合分析评估报告中的场内电磁环境和信道干扰情况，给出Wi-Fi网络优化方案，若某些定位重点区域信号较弱或干扰较为严重，则建议少量增补AP，以便达到最佳定位效果。
3.1.3Wi-Fi信号指纹采集和处理
网络调整之后，使用专用采集软件进行信号指纹采集，将采集数据处理之后集成到室内定位数据引擎中。
3.1.4AP布放图
为保证所有位置都能接收到至少3个AP信号，AP布放见下图：
图2一层布放图
图3二层布放图
图4三、四层布放图
3.2室内地图测绘
3.2.1地图测量
通过场馆提供的CAD图，对楼内进行实地测量，对地图坐标系进行统一配准，同时采集记录POI数据和导航节点信息。
3.2.2地图绘制
制作详略程度不同的多级比例尺地图，同时对地图数据进行矢量化，具体包括：
（1）栅格图像的处理、裁剪和修整；
（2）栅格图像的配准和坐标变换统一；
（3）制作场馆专用的符号库、线型库以和填充库；
（4）确定不同缩放级别所显示的地图详略内容，制作多级缩放地图；
（5）地图检查和修正。
3.3数据处理
3.3.1POI数据处理
对POI数据进行校准、分类、编码、检查等处理后，录入数据库，进行统一的数据管理。
每个POI都包括名称、ID、类别、坐标、关键字和其他属性等信息。
注：
POI数据包括各种服务资源和公共设施、餐饮和商业店铺等。
3.3.2导航拓扑数据处理
根据电梯、楼梯、出入口等关键节点信息，构建导航拓扑图，具体包括：
（1）地图导航拓扑路径的数据格式制定；
（2）根据实际情况，生成导航拓扑路径；
（3）跨楼层导航拓扑数据处理；
（4）数据检查和修正。
3.3.3示例效果图
专用符号库POI数据库
多级比例尺场馆地图
二维场馆地图
3.4APP软件
3.4.1地图功能
软件功能特点
●提供地图显示接口，支持多级比例尺地图，支持矢量、栅格地图；
●提供路径规划和导航接口，支持跨层导航和AR实景导航；
●提供POI查询接口，支持多种查询方式；
●提供信息推送接口，支持自定义范围和条件触发；
●提供位置共享接口，支持两人或多人之间位置共享。
3.4.2定位功能
软件功能特点
●提供高精度实时定位接口，定位网络可控情况下精度达到3～5米；
●高度方向支持楼层判断；
●定位解算能耗低，适合长时间工作。
3.4.3应用功能
软件功能特点
●商业信息送达；
●位置和消费习惯比对；
●位置服务跟踪记录；
●用户位置、消费习惯等内容数据库。
第四章工程量清单
序号
名称
规格
单位
数量
备注
Wifi信令采集服务器
智慧图
台
1
地图服务器
IBMx3650
台
1
地图+导航软件
编制
套
1
定位服务器
IBMx3650
台
1
定位引擎
编制
套
1
数据库服务器
IBMx3650
台
1
分析软件
编制
套
1
应用服务器
IBMx3650
台
1
推送软件
编制
套
1
AC
H3CWX3024
台
1
交换机
H3CS1224
台
4
每层1台
AP
H3CWA2220
台
40
每层10台
机柜
42U
台
1
机柜
6U
台
3
网线
箱
4
辅材
项
1
电源线、水晶头
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