건물 내 모바일 장치의 정확한 위치를 계산하고 싶습니다 (GPS 액세스 불가)
3 개 이상의 고정 Wi-Fi 신호 (위치를 알고있는 고정 라우터 3 개)의 신호 강도 (dBm 단위)를 사용하여이 작업을 수행하고 싶습니다.
Google은 이미 그렇게하고 있으며이 데이터를 기반으로 정확한 위치를 찾는 방법을 알고 싶습니다.
자세한 내용은이 문서를 확인하십시오. http://www.codeproject.com/Articles/63747/Exploring-GoogleGears-Wi-Fi-Geo-Locator-Secrets
답변:
FSPL은 두 가지 매개 변수에 따라 달라집니다. 첫 번째는 무선 신호의 주파수이고 두 번째는 무선 전송 거리입니다. 다음 공식은 이들 간의 관계를 반영 할 수 있습니다.
FSPL (dB) = 20log10(d) + 20log10(f) + K
d = distance
f = frequency
K= constant that depends on the units used for d and f
If d is measured in kilometers, f in MHz, the formula is:
FSPL (dB) = 20log10(d)+ 20log10(f) + 32.44
Fade Margin 방정식에서 Free Space Path Loss는 다음 방정식으로 계산할 수 있습니다.
여유 공간 경로 손실 = Tx Power-Tx 케이블 손실 + Tx 안테나 이득 + Rx 안테나 이득-Rx 케이블 손실-Rx 감도-페이드 마진
위의 두 개의 자유 공간 경로 손실 방정식을 사용하여 거리 (km)를 찾을 수 있습니다.
Distance (km) = 10(Free Space Path Loss – 32.44 – 20log10(f))/20
프레 넬 존은 전파가 안테나를 떠난 후 확산되는 시각적 가시선 주변 영역입니다. 특히 2.4GHz 무선 시스템의 경우 강도를 유지하기 위해 명확한 가시선을 원합니다. 2.4GHz 파장은 나무에서 발견되는 물처럼 물에 흡수되기 때문입니다. 경험상 프레 넬 존의 60 %는 장애물이 없어야합니다. 일반적으로 20 % 프레 넬 영역 차단은 링크에 대한 신호 손실을 거의 발생시키지 않습니다. 40 % 차단을 넘으면 신호 손실이 크게됩니다.
FSPLr=17.32*√(d/4f)
d = distance [km]
f = frequency [GHz]
r = radius [m]
거리를 계산하려면 신호 강도와 신호 주파수가 필요합니다. 다음은 자바 코드입니다.
public double calculateDistance(double signalLevelInDb, double freqInMHz) {
double exp = (27.55 - (20 * Math.log10(freqInMHz)) + Math.abs(signalLevelInDb)) / 20.0;
return Math.pow(10.0, exp);
}
사용 된 공식은 다음과 같습니다.
거리 = 10 ^ ((27.55-(20 * log10 (주파수)) + signalLevel) / 20)
예 : 주파수 = 2412MHz, signalLevel = -57dbm, 결과 = 7.000397427391188m
이 공식은 FSPL (Free Space Path Loss) 공식 의 변형 된 형태입니다 . 여기서 거리는 미터로 측정되고 주파수는 메가 헤르츠로 측정됩니다. 다른 측정의 경우 다른 상수 (27.55)를 사용해야합니다. 여기 에서 상수를 읽으 십시오 .
K = 32.44
FSPL = Ptx - CLtx + AGtx + AGrx - CLrx - Prx - FM
d = 10 ^ (( FSPL - K - 20 log10( f )) / 20 )
여기:
K-상수 ( fMHz 및 dkm 단위 인 경우 32.44, fMHz 및 dm 단위 인 경우 -27.55로 변경 )FSPL -여유 공간 경로 손실Ptx -송신기 전력, dBm (최대 20dBm (100mW))CLtx, CLrx -송신기 및 수신기의 케이블 손실, dB (케이블이없는 경우 0)AGtx, AGrx -송신기 및 수신기의 안테나 이득, dBiPrx -수신기 감도, dBm (최저 -100dBm (0.1pW))FM -페이드 마진, dB (14dB 이상 (정상) 또는 22dB 이상 (양호))f -신호 주파수, MHzd -거리, m 또는 km (K 값에 따라 다름)참고 : TP-Link 지원 사이트의 공식에 오류가 있습니다 (mising ^).
Prx수신 신호 강도로 대체 하여 WiFi AP와의 거리를 얻습니다.
예 : Ptx = 16dBm, AGtx = 2dBi, AGrx = 0, Prx = -51dBm (수신 신호 강도), CLtx = 0, CLrx = 0, f = 2442MHz (7 번째 802.11bgn 채널), FM = 22. 결과 : FSPL = 47dB, d = 2.1865m
참고 : FM (페이드 마진)은 여기서는 관련이없는 것 같지만 원래 공식 때문에 그대로 둡니다.
벽을 확인해야합니다. http://www.liveport.com/wifi-signal-attenuation 표 가 도움이 될 수 있습니다.
예: (이전 데이터) + 나무 벽 1 개 (표에서 5dB). 결과 : FSPL = FSPL-5dB = 44dB, d = 1.548m
또한 안테나 이득은 전력을 추가하는 것이 아니라 방사 패턴 의 모양 을 나타냅니다 (전 방향성 안테나의 경우 도넛, 지향성 안테나의 경우 제플린 등).
이 중 어느 것도 신호 반사를 고려하지 않습니다 (이 작업을 수행하는 방법을 알지 못함). 아마도 노이즈도 누락되었을 것입니다. 따라서이 수학은 대략적인 거리 추정에만 유용 할 수 있습니다.
질문에 대한 간단한 대답은 삼각 측량입니다. 기본적으로 모든 GPS 기기의 개념 인 Google이이를 수행하는 방법에 대해 자세히 알아보기 위해이 기사를 읽어 보겠습니다. http://www.computerworld.com/s/article/9127462/FAQ_How_Google_Latitude_locates_you_?taxonomyId=15&pageNumber= 2 .
내 이해에 따르면, 그들은 Wi-Fi / 휴대폰 신호를 기반으로 위치를 결정하는 위치 소프트웨어 인 Skyhook 과 유사한 서비스를 사용합니다 . 정확성을 달성하기 위해 이러한 서비스에는 이러한 셀 타워와 Wi-Fi 액세스 포인트에 위치 정보를 저장하는 대규모 데이터베이스 서버가 있습니다. 실제로 대도시 지역을 조사하여 최신 상태로 유지합니다. 비슷한 것을 얻으려면 Skyhook과 같은 서비스를 사용해야한다고 가정합니다 . SDK ( http://www.skyhookwireless.com/location-technology/ )를 사용할 수 있습니다 .
그러나 내부 작업 (예 : 자체 라우터 위치 사용)을 수행하려면 삼각 측량을 모방 한 알고리즘을 만들어야합니다. 당신은 얻을 방법을 찾아야 할 것입니다signal_strengthmac_address장치 오고 해당 정보를 라우터 위치와 함께 사용하여 위치 . 이와 유사한 작업을 수행하여 라우터에 연결된 장치에 대한 정보를 얻을 수 있습니다 ( http://www.makeuseof.com/tag/check-stealing-wifi/ ).
일반적으로 이것은 다중 경로 간섭 으로 인해 작업을 수행하는 정말 나쁜 방법입니다 . 이것은 코딩보다는 RF 엔지니어링 질문에 가깝습니다.
Tl; dr, wifi RF 에너지는 벽, 사람, 바닥 등에서 튀어 나온 후 다른 방향으로 흩어집니다. Wi-Fi 비콘이있는 빈 방에 있지 않는 한 삼각 측량만으로 어디에 있는지 알 수있는 방법이 없습니다. 정확히 올바른 장소.
구글은 안드로이드 사용자 (서비스를 선택한 사람)가 범위에 들어올 때 모든 와이파이 SSID가있는 위치를 GPS 위치로 매핑 할 수 있기 때문에이 문제를 피할 수 있습니다. 이렇게하면 완벽한 GPS 신호 없이도 사용자가 다음에 걸어 갈 때 Google 모선이 사용자가 어디에 있는지 알 수 있습니다. 일반적으로 엉뚱한 GPS 신호와 함께 사용합니다.
내가 본 것은 Zigbee 또는 BTLE 장치의 그리드입니다. 이들이 어디에 배치되어 있는지 알고 있다면 결합 된 RSS를 사용하여 상대적으로 가장 가까운 RSS를 파악하고 거기에서 이동할 수 있습니다.