Wi-Fi终端定位

基本概念

如图20-1所示，终端定位系统主要包括多个AP（至少3个）、一个AC、一套定位服务器系统。各部分在定位系统中的作用分别为：

• AP：负责采集无线信号。AP周期性地切换信道，在各个信道上采集周围环境中终端的信号强度信息，向定位服务器上报。
• AC：负责定位功能的配置下发，及基于设备类型（如合法终端、非法AP）对信号强度信息进行过滤和筛选。
• 定位服务器：在定位系统中承担了定位服务器和显示终端两个重要角色。其中，定位服务器的功能为根据AP位置、障碍物位置等信息计算传播模型，在获取AC上报的各AP接收的RSSI信息后，计算终端、非法AP或Wi-Fi干扰源的位置。显示终端的作用为绘制地图并在地图上显示待定位设备的位置。

图20-1 终端定位系统的典型组网图

实现原理

终端定位技术通过以下步骤实现对终端设备进行定位：

1. AP采集无线信号强度信息并转发给定位服务器

   1. AP周期性地切换信道，在各个信道上采集周围环境中终端的帧信息，会记录每个收到帧的RSSI（信号强度）、时间戳、速率、信道等定位信息。其中最重要的信息是RSSI，是定位服务器用于判断终端距离AP远近的关键数据。
   2. AP将采集到的所有无线信号信息打包成UDP包，根据配置不同，可选择以下两种方式将数据上报给定位服务器：

      • AP先将数据上报给AC，由AC再将数据上报给定位服务器

        如果AP与定位服务器之间网络不通，AP可先将数据上报给AC，AC会对数据进行筛选，选出终端和非法AP的定位信息，上报给定位服务器。

      • AP直接将数据上报给定位服务器

        当AP和定位服务器之间路由可达，且不需要AC来区分非法AP时，AP可直接将定位数据上报给定位服务器。这样可消除AC因处理定位数据而对WLAN业务造成的影响。

      终端定位的定位报文格式请参考【WLAN从入门到精通】FAQ：Wi-Fi终端定位的报文格式是什么样的。

2. AC接收AP上报的信息并转发给定位服务器

   AP上报定位数据给AC时，如图20-2所示，AC对于接收到的AP的数据会进行以下处理：

   1. 首先判断AP上报的数据是否为定位信息，若不是，则转其他处理流程。
   2. 若数据为定位信息，AC会依次对每个定位报文进行判断：如果是正常接入网络的终端的数据，则直接上报给定位服务器；如果是AP的信息，则判断是否为合法AP，如果是合法AP信息，则丢弃，只将非法AP的定位报文上报定位服务器。

   图20-2 AC处理定位信息流程图
   
   

3. 定位服务器进行定位计算

   定位服务器分为两个阶段运行定位算法，对终端进行定位：

   1. 离线阶段：定位服务器将整个网络区域划分为多个均匀的小方格，根据现场环境特征（如室内/室外、障碍物特点等）推导出无线信号传播模型，结合事先输入的AP位置信息，计算出每个小方格到各AP的预期信号强度，保存在数据库中。
   2. 在线阶段：当多个AP（至少需要3个）收到待定位终端的定位信息后，上报给定位服务器，定位服务器根据各AP收到的信号强度情况与数据库中的信息匹配，从而得到待定位终端的位置。