摘 要： 基于Wi-Fi室內(nèi)定位的校園信息服務(wù)平臺(tái)是以云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，在智慧校園中提供樓宇內(nèi)位置服務(wù)和信息發(fā)布服務(wù)的一套系統(tǒng)，校園用戶可以通過智能終端獲取校園信息位置服務(wù)。該平臺(tái)主要是通過用戶智能終端的APP設(shè)計(jì)和基于C/S模式的后臺(tái)服務(wù)器“云”的搭建，從而實(shí)現(xiàn)在智慧校園中的定位信息服務(wù)。

關(guān)鍵詞： Wi-Fi； 室內(nèi)定位； 校園信息； Android； iOS

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2013）04-64-02

Study on campus information platform based on Wi-Fi indoor localization

Wang Ji， Shan Kangkang， Zhang Hua， Zhu Sheng， Chang Xiaojie， Jiang Xiaoqiang

（Information Center of Zhejiang University， Hangzhou， Zhejiang 310027， China）

Abstract： Campus information platform based on Wi-Fi indoor localization takes cloud computing technology， Internet of things technologies and mobile Internet technology as its foundation. Providing a system about position service in buildings and information announcement service on intelligent campus， campus users can get information about campus position service through intelligent terminal access to the campus location services. The entire platform， in order to achieve the positioning information service in the campus of wisdom is achieved through APP design on the user intelligent terminal and \"cloud\" construction of the back-end servers based on C/S mode.

Key words： Wi-Fi； indoor localization； campus information； Android； iOS

0 引言

隨著無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施的跟進(jìn)，手持無線智能終端得到廣泛普及，基于位置信息的服務(wù)（Location Based Service， LBS）逐漸興起并得到廣泛應(yīng)用[1]。所謂位置服務(wù)[2]是指通過移動(dòng)終端和無線或衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)的配合，確定出移動(dòng)用戶的實(shí)際地理位置，從而提供用戶需要的與位置相關(guān)的信息服務(wù)。如今校園Wi-Fi全覆蓋已成現(xiàn)實(shí)，校園室內(nèi)定位服務(wù)擁有了更加廣闊的發(fā)展前景。

云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)智慧校園[3]支撐。作為智慧校園的一部分，基于Wi-Fi室內(nèi)定位的校園信息服務(wù)平臺(tái)能給你提供什么便捷的服務(wù)呢？例如當(dāng)學(xué)生在教學(xué)區(qū)的時(shí)候，是否希望隨時(shí)知道附近哪個(gè)教室可以自習(xí)？附近教室今天的講座是否有感興趣的？基于校園Wi-Fi的室內(nèi)定位服務(wù)可以滿足學(xué)生的這一需求。在智慧校園中，用戶對(duì)動(dòng)態(tài)位置服務(wù)信息的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對(duì)靜態(tài)定位信息的需求，這決定了校園位置服務(wù)的主要發(fā)展方向是解決動(dòng)態(tài)環(huán)境下的時(shí)空查詢。

校園信息服務(wù)平臺(tái)已成為各大院校信息發(fā)布的主要載體，如今，智能手機(jī)已成為在校師生獲取信息的主要手段，因此利用智能手機(jī)的Wi-Fi室內(nèi)定位的校園信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)理念應(yīng)具有一定的前瞻性、實(shí)用性和教育性。

1 校園Wi-Fi定位信息服務(wù)平臺(tái)的軟硬件基礎(chǔ)

1.1 用戶終端軟硬件基礎(chǔ)

用戶終端軟件基礎(chǔ)：2007年iPhone改寫了智能手機(jī)的定義；2009年Android開啟了智能手機(jī)系統(tǒng)的大門；2011年iOS和Android系統(tǒng)加起來的市場(chǎng)份額已近62%，而去年同期僅為31%[4]。這兩大智能操作系統(tǒng)空前的繁榮，極大地帶動(dòng)了開發(fā)者的開發(fā)熱情，新的軟件和應(yīng)用層出不窮。Android平臺(tái)以開源、功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，受到了手機(jī)廠商和運(yùn)營商鼎力支持，其發(fā)展迅速，呈現(xiàn)了機(jī)型眾多、硬件配置頗具優(yōu)勢(shì)的態(tài)勢(shì)；iOS平臺(tái)的最大優(yōu)勢(shì)是給用戶帶來了在同等硬件配置下更好的用戶體驗(yàn)，以及更與時(shí)俱進(jìn)的內(nèi)容更新。Android平臺(tái)軟件開發(fā)需要面對(duì)不同屏幕尺寸、不同處理器類型、不同內(nèi)存等復(fù)雜硬件相關(guān)問題，而iOS平臺(tái)軟件開發(fā)者則可以在完全一致的硬件規(guī)格上進(jìn)行開發(fā)，更好地將精力集中在提升用戶體驗(yàn)上，使得iOS平臺(tái)上的軟件和應(yīng)用具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。這兩個(gè)各具優(yōu)勢(shì)的智能操作系統(tǒng)平臺(tái)，為基于Wi-Fi室內(nèi)定位的校園信息服務(wù)平臺(tái)提供了良好的軟件基礎(chǔ)和用戶基礎(chǔ)。

用戶終端的硬件基礎(chǔ)：伴隨著谷歌Android和蘋果iOS智能操作系統(tǒng)的盛行，手機(jī)、平板電腦等無線智能終端迎來了發(fā)展的春天。2010年以來全球智能手機(jī)市場(chǎng)份額的變化速度超過了PC行業(yè)的摩爾定律，蘋果、三星和HTC憑借iOS和Android智能操作系統(tǒng)已成為新三家馬車。校園用戶使用智能手機(jī)獲取信息已經(jīng)成為了一種潮流和趨勢(shì)，這成為了用戶終端的硬件基礎(chǔ)。

1.2 后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)軟硬件基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)軟件和硬件的飛速發(fā)展促使了計(jì)算模型的不斷演化，繼而促成了云計(jì)算誕生[5]。云計(jì)算從廣義上將包括硬件和軟件兩個(gè)組件，軟件和硬件在按需的基礎(chǔ)上組合而成云計(jì)算服務(wù)。近年來，高等院校信息化的發(fā)展，為云計(jì)算奠定了良好的基礎(chǔ)。借力云計(jì)算，包括Wi-Fi室內(nèi)定位的校園信息服務(wù)平臺(tái)在內(nèi)的應(yīng)用都有了堅(jiān)實(shí)的后盾。

2 校園Wi-Fi室內(nèi)定位信息服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)

與傳統(tǒng)的校園信息查詢服務(wù)不同，基于Wi-Fi室內(nèi)定位信息服務(wù)平臺(tái)包含定位服務(wù)和查詢服務(wù)兩部分。

定位服務(wù)可以是用戶主動(dòng)發(fā)起的定位請(qǐng)求，也可以是后臺(tái)服務(wù)主動(dòng)對(duì)區(qū)域內(nèi)用戶進(jìn)行定位，用于用戶分析及引導(dǎo)。查詢服務(wù)所提供的信息可以分為面向空間靜態(tài)信息或面向空間動(dòng)態(tài)信息的查詢服務(wù)，與前者相比，后者對(duì)用戶更有意義。校園信息位置服務(wù)中的定位服務(wù)和查詢服務(wù)是相互融合的，定位的目的是信息查詢，而查詢借助于定位篩選出更有價(jià)值的信息。服務(wù)構(gòu)架如圖1所示。

2.1 用戶終端架構(gòu)

在客戶端設(shè)計(jì)滾動(dòng)式信息浮動(dòng)標(biāo)題，并設(shè)立標(biāo)題鏈接，以最簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊方式獲得全部信息，在減少了客戶端顯示空間的同時(shí)增加了信息的發(fā)布量。

2.2 服務(wù)后臺(tái)架構(gòu)

整體采用C/S模式，C/S模式有利于降低無線定位應(yīng)用信息發(fā)布服務(wù)器的運(yùn)行負(fù)荷，同時(shí)使數(shù)據(jù)儲(chǔ)存管理功能更加透明化。由于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器的集中處理，智能終端將降低運(yùn)行復(fù)雜程度，減少手機(jī)資源的占用，盡量減少了iOS/Android手機(jī)出現(xiàn)問題。

校園信息定位客戶端通過校園Wi-Fi信號(hào)訪問校內(nèi)信息定位服務(wù)器，如果需要數(shù)據(jù)訪問，則訪問后臺(tái)信息發(fā)布數(shù)據(jù)庫。校園定位信息服務(wù)后臺(tái)這個(gè)“云”包含了無線控制、定位信息服務(wù)器和應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)器等。服務(wù)器設(shè)計(jì)采用SSH框架，采用三層結(jié)構(gòu)處理。在整個(gè)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)中采用XML的封裝和解析，便于數(shù)據(jù)安全快速的傳輸。

3 校園Wi-Fi定位服務(wù)的應(yīng)用案例

3.1 用戶主動(dòng)發(fā)起定位的信息應(yīng)用

用戶主動(dòng)發(fā)起位置信息服務(wù)，包括：靜態(tài)信息的查詢，如自修教室、會(huì)議室、廁所等固定的位置信息；動(dòng)態(tài)信息的查詢，如某報(bào)告廳近期的講座等實(shí)時(shí)更新的位置服務(wù)信息。

⑴ 用戶主動(dòng)發(fā)起的靜態(tài)信息查詢案例：校園樓宇引導(dǎo)系統(tǒng)

大學(xué)新生或者校友等訪客，初次進(jìn)入校園，對(duì)學(xué)校的環(huán)境不是很熟悉，這是安裝在手機(jī)上的校園樓宇引導(dǎo)系統(tǒng)就給大家?guī)砹吮憷?，打開應(yīng)用，你所在的位置信息一目了然，此幢樓宇的主要用途也可以清楚地看到，同時(shí)，若想去圖書館，在手機(jī)APP上一查，圖書館的位置信息也能馬上展現(xiàn)出來。同樣，Wi-Fi定位還能提供樓宇內(nèi)立體化引導(dǎo)，這是GPS所無法實(shí)現(xiàn)的。

⑵ 用戶主動(dòng)發(fā)起的動(dòng)態(tài)信息查詢案例：校園講座實(shí)時(shí)引導(dǎo)系統(tǒng)

在教室區(qū)域，每天都有不同的講座課程，這些信息實(shí)時(shí)更新，同時(shí)與教室的信息密切結(jié)合，利用校園講座實(shí)時(shí)引導(dǎo)系統(tǒng)，可以及時(shí)更新所在區(qū)域內(nèi)講座的相關(guān)信息，打開手機(jī)，連上無線網(wǎng)絡(luò)，就能馬上獲取，不再需要去布告欄查看。

3.2 后臺(tái)主動(dòng)發(fā)起定位的信息應(yīng)用

與用戶主動(dòng)發(fā)起的定位信息服務(wù)相似，后臺(tái)主動(dòng)發(fā)起的定位信息服務(wù)，也同樣包括靜態(tài)信息查詢和動(dòng)態(tài)信息查詢。靜態(tài)信息查詢，如：固定資產(chǎn)防盜定位等；動(dòng)態(tài)信息查詢，如：該區(qū)域內(nèi)不同時(shí)段無線上網(wǎng)用戶統(tǒng)計(jì)等。

⑴ 后臺(tái)主動(dòng)發(fā)起的靜態(tài)信息查詢案例：校園固定資產(chǎn)定位系統(tǒng)

大型固定資產(chǎn)相對(duì)昂貴，因?yàn)楣潭ㄙY產(chǎn)定位，方便學(xué)校相關(guān)部門巡查固定資產(chǎn)，只要在固定資產(chǎn)上貼上有源電子標(biāo)簽，后臺(tái)就可以主動(dòng)獲取到這些固定資產(chǎn)是否被移動(dòng)等信息。

⑵ 后臺(tái)主動(dòng)發(fā)起的動(dòng)態(tài)信息查詢案例：校園區(qū)域?qū)W生上網(wǎng)密集度統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)

利用后臺(tái)工具，可以分析出某個(gè)區(qū)域，上網(wǎng)用戶的變化信息，可以為用戶上網(wǎng)進(jìn)行引導(dǎo)，防止人口密度過大。用戶只要打開手機(jī)APP，就能獲取到哪些教室人員較多，哪些教室人員較少，方便用戶選擇人員較少的區(qū)域進(jìn)行自習(xí)，免去了一個(gè)個(gè)教室查找的過程。

4 結(jié)束語

云計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的日趨成熟為校園Wi-Fi定位信息服務(wù)平臺(tái)提供了軟硬件基礎(chǔ)保證。利用本文所提出的校園Wi-Fi室內(nèi)定位信息服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)樓宇引導(dǎo)、校園講座實(shí)時(shí)引導(dǎo)、固定資產(chǎn)定位等基于位置信息的服務(wù)，為高校師生提供定位服務(wù)。

校園Wi-Fi室內(nèi)定位信息服務(wù)平臺(tái)是高校信息化的重要組成部分，以智能手機(jī)為終端的信息接收方式在國內(nèi)各高校中還從未有過嘗試。這種以移動(dòng)終端為基礎(chǔ)，以iOS/Android平臺(tái)為技術(shù)支撐的信息發(fā)布系統(tǒng)必會(huì)存在著很大的發(fā)展?jié)摿?。如何使得iOS/Android平臺(tái)的位置信息發(fā)布系統(tǒng)的響應(yīng)更加即時(shí)、使用更加方便，仍需我們進(jìn)一步研究。

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