馬龍

（恒天重工股份有限公司 河南鄭州 450001）

企業(yè)可移動(dòng)考勤系統(tǒng)WiFi指紋定位與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

馬龍

（恒天重工股份有限公司 河南鄭州 450001）

由于企業(yè)業(yè)務(wù)的復(fù)雜性，很多員工需要到不同的地理位置進(jìn)行工作，而在員工所有的辦公場(chǎng)所放置考勤機(jī)既不現(xiàn)實(shí)，又提高了考勤成本。本文針對(duì)傳統(tǒng)的WiFi指紋定位技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，將其應(yīng)用至移動(dòng)考勤場(chǎng)景中，從而提出了一種基于WiFi技術(shù)的移動(dòng)考勤指紋匹配與監(jiān)測(cè)技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了員工在任何有WiFi覆蓋的區(qū)域使用手機(jī)進(jìn)行考勤，不受考勤機(jī)放置限制，WiFi指紋的自動(dòng)更新機(jī)制，又能節(jié)省指紋定期維護(hù)的人工成本，有著較為廣闊的應(yīng)用前景。

WiFi指紋；移動(dòng)位置服務(wù)；企業(yè)考勤

目前，大部分企業(yè)傳統(tǒng)的考勤方式，是在辦公場(chǎng)所放置考勤機(jī)硬件，員工刷工卡或者指紋打卡。但由于企業(yè)業(yè)務(wù)的復(fù)雜性，很多員工需要到不同的地理位置進(jìn)行工作，而在員工所有的辦公場(chǎng)所放置考勤機(jī)既不現(xiàn)實(shí)，又提高了考勤成本。所以，如何設(shè)計(jì)一種基于WiFi指紋技術(shù)的移動(dòng)考勤方案，利用辦公地點(diǎn)的WiFi指紋作為辦公地點(diǎn)標(biāo)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打卡的功能，一直是相關(guān)人員研究的重點(diǎn)。本文探討的核心技術(shù)，就是就是WiFi指紋的定位匹配、監(jiān)測(cè)與更新。

1 WiFi指紋定位的技術(shù)改進(jìn)

在移動(dòng)考勤系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景中，企業(yè)員工可能到多個(gè)辦公場(chǎng)合進(jìn)行辦公，辦公場(chǎng)合之間的距離可能較遠(yuǎn)（超過(guò)100m，就超出WiFi熱點(diǎn)的覆蓋范圍），不同于通常的室內(nèi)定位，這就要求其使用的定位技術(shù)可以應(yīng)用于更廣闊空間的若干孤立區(qū)域，在用戶(hù)進(jìn)入和離開(kāi)該區(qū)域時(shí)可以感知，同時(shí)在滿(mǎn)足該考勤需求的前提下盡可能降低企業(yè)成本。基于以上具體需求，本文對(duì)傳統(tǒng)的WiFi指紋定位過(guò)程做出改進(jìn)，使用改進(jìn)并簡(jiǎn)化的WiFi指紋匹配算法進(jìn)行匹配，該算法的輸出是設(shè)備距離辦公位置WiFi環(huán)境的距離，同時(shí)引入WiFi指紋庫(kù)自動(dòng)更新維護(hù)方法，從而大大降低后期維護(hù)WiFi指紋庫(kù)的人力物力成本。

2 簡(jiǎn)化的WiFi指紋匹配方法

傳統(tǒng)的WiFi指紋定位算法主要有：貝葉斯概率算法、最近鄰法（NN）、K近鄰法（KNN）、K加權(quán)近鄰法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等等。這些算法的目的在于算出設(shè)備在某固定空間內(nèi)的具體位置，其輸出是一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。

在移動(dòng)考勤系統(tǒng)場(chǎng)景中，我們并不需要得到設(shè)備的具體坐標(biāo)，只需要得到設(shè)備與辦公環(huán)境中WiFi熱點(diǎn)的距離。在移動(dòng)考勤系統(tǒng)場(chǎng)景中，設(shè)備距離WiFi熱點(diǎn)越近，匹配度越高；距離越遠(yuǎn)，匹配度越低。所以在系統(tǒng)內(nèi)部可以使用匹配度來(lái)代替距離，并用匹配度作為簡(jiǎn)化的WiFi指紋匹配方法的輸出，此時(shí)，當(dāng)匹配度高于某一個(gè)閾值時(shí)，即可認(rèn)為攜帶該設(shè)備的員工到達(dá)了辦公地點(diǎn)，生成考勤數(shù)據(jù)。

每個(gè)辦公地點(diǎn)的WiFi指紋包含多個(gè)熱點(diǎn)，每個(gè)WiFi熱點(diǎn)包含3個(gè)信息：SSID、BSSID和信號(hào)強(qiáng)度，其中SSID是人工取的WiFi熱點(diǎn)名稱(chēng)，BSSID代表了路由器的MAC硬件地址，全世界唯一；信號(hào)強(qiáng)度代表了采集指紋時(shí)，當(dāng)前環(huán)境中某一WiFi信號(hào)的強(qiáng)度，代表該WiFi熱點(diǎn)在匹配時(shí)的權(quán)值。在進(jìn)行WiFi指紋注冊(cè)和用戶(hù)上傳WiFi指紋用于匹配時(shí)，均進(jìn)行篩選，信號(hào)強(qiáng)度低于閥值的WiFi熱點(diǎn)，則認(rèn)為其不具備作為可被鑒定指紋的能力，進(jìn)行刪除操作。針對(duì)特定的WiFi熱點(diǎn)，指紋庫(kù)中信號(hào)強(qiáng)度越大，匹配度就越大；指紋庫(kù)中與用戶(hù)信息中信號(hào)強(qiáng)度差距越小，匹配度就越大。某辦公地點(diǎn)所包含的WiFi指紋中所有WiFi熱點(diǎn)與用戶(hù)當(dāng)前環(huán)境WiFi指紋的匹配度之和，即為該辦公地點(diǎn)的匹配度。

經(jīng)過(guò)遍歷所有辦公地點(diǎn)的WiFi指紋和計(jì)算，可以最終得到所有辦公地點(diǎn)的匹配度，選擇其中一個(gè)最大的，與指定的閾值相比較，如果高于閾值則認(rèn)為用戶(hù)到達(dá)該辦公環(huán)境，匹配成功，低于閾值則匹配失敗。具體值根據(jù)不同的的應(yīng)用場(chǎng)景和調(diào)整因子不同，應(yīng)根據(jù)具體場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定。

3 WiFi指紋變化監(jiān)測(cè)及自動(dòng)更新方法

在傳統(tǒng)的WiFi指紋定位技術(shù)應(yīng)用中，如果WiFi熱點(diǎn)發(fā)生變化，這需要人到多個(gè)辦公地點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量新的WiFi指紋并更更新至指紋庫(kù)，意味著大量的人力成本。本文提出了一種監(jiān)測(cè)WiFi指紋變化和自動(dòng)更新的方法，可節(jié)省WiFi指紋的人工更新。因?yàn)檗k公場(chǎng)所的WiFi變化絕大多數(shù)情況下只是單個(gè)WiFi熱點(diǎn)的增加或刪除，所以辦公場(chǎng)所的WiFi環(huán)境變化具備相對(duì)連續(xù)的特征。這種幅度較小的變化并不會(huì)導(dǎo)致匹配失敗。

同時(shí)，在WiFi指紋匹配時(shí)，當(dāng)前環(huán)境的WiFi指紋特征實(shí)際是攜帶了更新后的WiFi指紋。這就意味著，在我們可以探測(cè)到發(fā)生了變化的WiFi熱點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)辦公地點(diǎn)，只要采取方法確定變化，即可進(jìn)行更新。這時(shí)，當(dāng)某個(gè)用戶(hù)上傳來(lái)的WiFi指紋特征與某個(gè)辦公地點(diǎn)匹配成功后，兩個(gè)指紋所包含的WiFi熱點(diǎn)并不完全相同，會(huì)有WiFi熱點(diǎn)的增加、減少和相同WiFi熱點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度變化。增加、減少和信號(hào)強(qiáng)度變化超過(guò)某特定閥值的WiFi熱點(diǎn)信息即作為本流程的開(kāi)始輸入。如果該WiFi已經(jīng)出現(xiàn)在了更新數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)并超過(guò)了一周，說(shuō)明這個(gè)WiFi熱點(diǎn)確定已經(jīng)增加，所以將該WiFi熱點(diǎn)的信息插入或更新入該辦公地點(diǎn)對(duì)應(yīng)的WiFi指紋列表，即可實(shí)現(xiàn)。

4 小結(jié)

該方案有效改進(jìn)了傳統(tǒng)的WiFi指紋技術(shù)，簡(jiǎn)化了WiFi指紋的前期注冊(cè)和后期匹配步驟，從而可以允許員工在任何有WiFi覆蓋的區(qū)域使用手機(jī)進(jìn)行考勤，不受考勤機(jī)放置限制，同時(shí)節(jié)省了考勤機(jī)的設(shè)備成本，并且WiFi指紋自動(dòng)更新機(jī)制也可節(jié)省指紋定期維護(hù)的人工成本，技術(shù)上也有著較大的優(yōu)勢(shì)，也必將為可移動(dòng)考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供有力的基礎(chǔ)技術(shù)支持。

[1]陸健.基于WiFi的室內(nèi)定位算法研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢理工大學(xué)，2014.

[2]孫偉，郝愛(ài)語(yǔ)，張偉華.Restful Web Services在校園信息集成中的應(yīng)用[J].軟件，2013（08）：224.

[3]李 杜.基于 Android 系統(tǒng)的 WiFi模塊研究[J].科技信息，2013（05）：185.

[4]牛建偉，劉洋，盧邦輝，等.一種基于WiFi信號(hào)指紋的樓宇內(nèi)定位算法[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2013（03）：147.

[5]顧樹(shù)威，別紅霞.基于WiFi模塊的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J].軟件，2013（01）：98～99.

TN92

A

1004-7344（2016）17-0245-01

2016-6-3