Vorrei calcolare la posizione esatta di un dispositivo mobile all'interno di un edificio (quindi nessun accesso GPS)
Voglio farlo utilizzando la potenza del segnale (in dBm) di almeno 3 segnali wifi fissi (3 router fissi di cui conosco la posizione)
Google lo fa già e vorrei sapere come fanno a capire la posizione esatta in base a questi dati
Controlla questo articolo per maggiori dettagli: http://www.codeproject.com/Articles/63747/Exploring-GoogleGears-Wi-Fi-Geo-Locator-Secrets
Risposte:
FSPL dipende da due parametri: il primo è la frequenza dei segnali radio, il secondo è la distanza di trasmissione wireless. La seguente formula può riflettere la relazione tra di loro.
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
Dall'equazione del margine di dissolvenza, la perdita del percorso dello spazio libero può essere calcolata con la seguente equazione.
Perdita percorso spazio libero = Perdita cavo alimentazione Tx-Tx + Guadagno antenna Tx + Guadagno antenna Rx - Perdita cavo Rx - Sensibilità Rx - Margine dissolvenza
Con le due precedenti equazioni di perdita del percorso nello spazio libero, possiamo trovare la distanza in km.
Distance (km) = 10(Free Space Path Loss – 32.44 – 20log10(f))/20
La zona di Fresnel è l'area intorno alla linea visiva in cui le onde radio si diffondono dopo aver lasciato l'antenna. Vuoi una linea di vista chiara per mantenere la forza, soprattutto per i sistemi wireless a 2,4 GHz. Questo perché le onde a 2,4 GHz vengono assorbite dall'acqua, come l'acqua che si trova negli alberi. La regola pratica è che il 60% della zona di Fresnel deve essere libera da ostacoli. In genere, il blocco della zona di Fresnel del 20% introduce una piccola perdita di segnale al collegamento. Oltre il 40% di blocco, la perdita di segnale diventerà significativa.
FSPLr=17.32*√(d/4f)
d = distance [km]
f = frequency [GHz]
r = radius [m]
Per calcolare la distanza è necessaria la potenza del segnale e la frequenza del segnale. Ecco il codice java:
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);
}
La formula utilizzata è:
distanza = 10 ^ ((27,55 - (20 * log10 (frequenza)) + signalLevel) / 20)
Esempio: frequency = 2412MHz, signalLevel = -57dbm, risultato = 7.000397427391188m
Questa formula viene trasformata in forma di formula FSPL (Free Space Path Loss) . Qui la distanza è misurata in metri e la frequenza - in megahertz. Per altre misure devi usare una costante diversa (27.55). Leggi qui le costanti .
Per maggiori informazioni leggi qui .
K = 32.44
FSPL = Ptx - CLtx + AGtx + AGrx - CLrx - Prx - FM
d = 10 ^ (( FSPL - K - 20 log10( f )) / 20 )
Qui:
K- costante (32,44, quando fin MHz e din km, passare a -27,55 quando fin MHz e din m)FSPL - Perdita di percorso di spazio liberoPtx - potenza del trasmettitore, dBm (fino a 20 dBm (100 mW))CLtx, CLrx- perdita del cavo su trasmettitore e ricevitore, dB (0, in assenza di cavi)AGtx, AGrx- guadagno dell'antenna su trasmettitore e ricevitore, dBiPrx - sensibilità del ricevitore, dBm (fino a -100 dBm (0,1pW))FM - margine di dissolvenza, dB (più di 14 dB (normale) o più di 22 dB (buono))f - frequenza del segnale, MHzd - distanza, mo km (dipende dal valore di K)Nota: c'è un errore nelle formule dal sito di supporto TP-Link (mising ^).
Sostituisci Prxcon la potenza del segnale ricevuto per ottenere una distanza dall'AP WiFi.
Esempio: Ptx = 16 dBm, AGtx = 2 dBi, AGrx = 0, Prx = -51 dBm (potenza del segnale ricevuto), CLtx = 0, CLrx = 0, f = 2442 MHz (7 ° canale 802.11bgn), FM = 22. Risultato: FSPL = 47 dB, d = 2,1865 m
Nota: FM (margine di dissolvenza) sembra essere irrilevante qui, ma lo lascio a causa della formula originale.
Dovresti prendere in considerazione i muri, la tabella http://www.liveport.com/wifi-signal-attenuation può aiutare.
Esempio: (dati precedenti) + una parete in legno (5 dB, dalla tabella). Risultato: FSPL = FSPL - 5 dB = 44 dB, d = 1.548 m
Inoltre, tieni presente che il guadagno dell'antena non aggiunge potenza: descrive la forma del diagramma di radiazione (ciambella in caso di antenna omnidirezionale, zeppelin in caso di antenna direzionale, ecc.).
Niente di tutto questo tiene conto dei riflessi del segnale (non hai idea di come farlo). Probabilmente manca anche il rumore. Quindi questa matematica può essere utile solo per la stima approssimativa della distanza.
la semplice risposta alla tua domanda sarebbe Triangolazione. Che è essenzialmente il concetto in tutti i dispositivi GPS, vorrei leggere questo articolo per saperne di più su come Google fa questo: http://www.computerworld.com/s/article/9127462/FAQ_How_Google_Latitude_locates_you_?taxonomyId=15&pageNumber= 2 .
Da quanto mi risulta , usano un servizio simile a Skyhook , che è un software di localizzazione che determina la tua posizione in base ai segnali wifi / cellulare. Per ottenere la loro precisione, questi servizi dispongono di grandi server di database che memorizzano le informazioni sulla posizione su queste torri cellulari e punti di accesso Wi-Fi: in realtà controllano le aree metropolitane per mantenerle aggiornate. Per ottenere qualcosa di simile, presumo che dovresti utilizzare un servizio come Skyhook: puoi utilizzare il loro SDK ( http://www.skyhookwireless.com/location-technology/ ).
Tuttavia, se vuoi fare qualcosa di interno (come usare le posizioni dei tuoi router), probabilmente dovrai creare un algoritmo che imiti la triangolazione. Dovrai trovare un modo per ottenere il signal_strengthe mac_addressdel dispositivo e utilizzare tali informazioni insieme alle posizioni dei tuoi router per trovare la posizione. Probabilmente puoi ottenere le informazioni sui dispositivi collegati ai tuoi router facendo qualcosa di simile a questo ( http://www.makeuseof.com/tag/check-stealing-wifi/ ).
In generale, questo è un modo davvero pessimo di fare le cose a causa dell'interferenza multipath . Questa è sicuramente più una questione di ingegneria RF che di codifica.
Tl; dr, l'energia RF wifi viene dispersa in direzioni diverse dopo essere rimbalzata su muri, persone, pavimento, ecc. esattamente il posto giusto.
Google è in grado di farla franca perché essenzialmente può mappare dove si trova ogni SSID wifi su una posizione GPS quando qualsiasi utente Android (che opta per il loro servizio) entra nel raggio d'azione. In questo modo, la prossima volta che un utente cammina da lì, anche senza un segnale GPS perfetto, la nave madre di Google può dire dove ti trovi. In genere, lo useranno insieme a un segnale GPS scadente.
Quello che ho visto fare è una griglia di dispositivi Zigbee o BTLE. Se sai dove sono disposti, puoi usare l'RSS combinato per capire relativamente a quali sei più vicino e andare da lì.
Non importa se sei un moderatore. Ho scritto il mio testo per il mio pubblico non come scrittore tecnico
Tutto ciò di cui avete bisogno per imparare a navigare con strumenti precedenti al GPS. Qualcosa come un sestante, ottante, backstaff o un astrolabio.
Se hai ricevuto il segnale da 3 posizioni diverse, devi solo misurare la potenza del segnale e stabilire un rapporto da quelle posizioni. Calcolo triangolo semplice dove a2 + b2 = c2. Più forte è la potenza del segnale, più il dispositivo è vicino al ricevitore.