基于智能手機(jī)的室內(nèi)外定位技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

綜上所述技術(shù)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)定位系統(tǒng)，并使用Android API完成了Java程序的編寫(xiě)，同時(shí)在Android智能手機(jī)上實(shí)現(xiàn)了該定位系統(tǒng)。使用時(shí)，于機(jī)周期性地采集基站的信息，并運(yùn)行前面所述的算法來(lái)提供估計(jì)的位置，這樣，根據(jù)估計(jì)的情況，系統(tǒng)就會(huì)決定何時(shí)打開(kāi)以及關(guān)閉GPS。圖4所示是綜合了各種定位技術(shù)后獲取的用戶(hù)位置信息。

圖4中顯示了根據(jù)綜合上述技術(shù)在Android平臺(tái)上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。由圖可見(jiàn)，圖中顯示了用戶(hù)具體的位置和用戶(hù)周?chē)幕疚恢靡约坝脩?hù)當(dāng)前所使用的基站。根據(jù)實(shí)際測(cè)試可見(jiàn)，采用各種技術(shù)的綜合定位方式，能夠?yàn)橛脩?hù)提供快速和比較精確的定位，并且可以根據(jù)以往記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行用戶(hù)軌跡預(yù)測(cè)。同時(shí)它也克服了各種定位技術(shù)的缺陷，而且較GPS響應(yīng)更快，更加節(jié)能，也較無(wú)線蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位更加精確。因此，綜合目前各種定位技術(shù)的智能手機(jī)綜合定位技術(shù)，無(wú)疑將為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供強(qiáng)大的推進(jìn)力。

對(duì)于室內(nèi)定位，當(dāng)前尚未出現(xiàn)一個(gè)理想且全面的定位解決方案。受制于建筑物內(nèi)部的拓?fù)浜蛷?qiáng)烈的電磁干擾等因素，天線信號(hào)的強(qiáng)度往往會(huì)不規(guī)則的變化，從而使感知設(shè)備無(wú)法進(jìn)行合理的位置推測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)：Wi-Fi信號(hào)在一天的不同時(shí)間段內(nèi)波動(dòng)很大，并且其強(qiáng)度的變化也并不均勻。另一方面，GSM基站的信號(hào)在不同時(shí)間上則顯得更加穩(wěn)定。但是，由于其部署的不夠密集，其在定位上也遇到了許多困難。另外，這類(lèi)定位方法往往對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的完善有極高的要求。但是對(duì)于發(fā)展中的區(qū)域而言，這樣的成本無(wú)疑太高了。然而，在物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，需要更加精確地確定用戶(hù)所在的大體位置和具體所處的室內(nèi)場(chǎng)所，這樣，只有GPS提供的經(jīng)緯度信息顯然是不夠的。

最近的研究表明，通過(guò)智能于機(jī)的傳感器可以捕獲周?chē)h(huán)境的特征(例如光照強(qiáng)度、溫度、噪聲等)，然后將采集到的信息進(jìn)行特征提取和分類(lèi)，便可以識(shí)別所處的室內(nèi)場(chǎng)所。另外，智能手機(jī)也可以進(jìn)一步通過(guò)3G、Wi-Fi或者藍(lán)牙等通信模塊，將捕獲的特征傳送給后臺(tái)服務(wù)端，服務(wù)端再根據(jù)存儲(chǔ)有該位置附近的各個(gè)室內(nèi)場(chǎng)所的環(huán)境特征信息，經(jīng)過(guò)特征匹配來(lái)識(shí)別所處的室內(nèi)場(chǎng)所，然后將最終結(jié)果發(fā)送給智能手機(jī)。

但是，需要說(shuō)明的是，各個(gè)室內(nèi)場(chǎng)所的環(huán)境特征提取以及建立服務(wù)器端的特征數(shù)據(jù)庫(kù)，需要大量手機(jī)通過(guò)參與感知模型來(lái)處理。

2 室內(nèi)外定位技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測(cè)、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)其實(shí)質(zhì)用途，物聯(lián)網(wǎng)可以歸結(jié)為三種基本應(yīng)用模式。

一是對(duì)象的智能標(biāo)簽。就是通過(guò)二維碼、RFID等技術(shù)來(lái)標(biāo)識(shí)特定的對(duì)象，用于區(qū)分對(duì)象個(gè)體。例如在生活中，我們使用的各種智能卡和條碼標(biāo)簽，其基本用途就是用來(lái)獲得對(duì)象的識(shí)別信息；此外，通過(guò)智能標(biāo)簽還可以用于獲得對(duì)象物品所包含的擴(kuò)展信息，如智能卡上的金額余額，二維碼中所包含的網(wǎng)址和名稱(chēng)等。

二是環(huán)境監(jiān)控和對(duì)象跟蹤。就是利用多種類(lèi)型的傳感器和分布廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)對(duì)象的實(shí)時(shí)狀態(tài)的獲取和特定對(duì)象行為的監(jiān)控。例如使用分布在市區(qū)的各個(gè)噪聲探頭監(jiān)測(cè)噪聲污染，通過(guò)二氧化碳傳感器監(jiān)控大氣中二氧化碳的濃度，通過(guò)GPS標(biāo)簽跟蹤車(chē)輛位置，通過(guò)交通路口的攝像頭捕捉實(shí)時(shí)交通流量等。

三是對(duì)象的智能控制。物聯(lián)網(wǎng)基于云計(jì)算平臺(tái)和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，改變對(duì)象的行為，或進(jìn)行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強(qiáng)弱調(diào)整路燈的亮度，根據(jù)車(chē)輛的流量自動(dòng)調(diào)整紅綠燈的時(shí)間間隔等。

以下列舉了智能手機(jī)室內(nèi)外定位技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)三種基本應(yīng)用模式的應(yīng)用實(shí)例。

2. 1 利用IOT結(jié)合手機(jī)室內(nèi)外定位技術(shù)構(gòu)建智能導(dǎo)購(gòu)

在傳統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”導(dǎo)購(gòu)模式中，用戶(hù)主要是通過(guò)智能手機(jī)自帶的網(wǎng)絡(luò)模塊訪問(wèn)商家和店鋪的網(wǎng)站，從而獲取所需購(gòu)買(mǎi)商品的一些基本信息，例如商品的價(jià)格、產(chǎn)地、尺寸、成分等等。或者是用戶(hù)輸入想要購(gòu)買(mǎi)的商品信息，通過(guò)云端服務(wù)器給出用戶(hù)合理的建議。這樣就給用戶(hù)購(gòu)物帶來(lái)了便利。

不過(guò)，單純地依靠互聯(lián)網(wǎng)是不夠的。大多數(shù)情況下，用戶(hù)是不知道自己想要買(mǎi)的商品的各種信息的，而互聯(lián)網(wǎng)在“物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”中存在缺陷，例如在信息傳播的過(guò)程中，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)人為的指令、操作和參與的依賴(lài)程度比較大，而人們?cè)谫?gòu)物過(guò)程中需要“事必躬親”，對(duì)商品的各個(gè)細(xì)節(jié)給予充分的描述，事實(shí)上，人們需要的是更加智能化和人性化。

因此，要真正地實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)購(gòu)，除了互聯(lián)網(wǎng)之外，還要借助其他的信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)應(yīng)用”。智能手機(jī)的室內(nèi)外定位技術(shù)的發(fā)展正好能很好地解決這些問(wèn)題。室內(nèi)外定位技術(shù)在智能導(dǎo)購(gòu)方面大致有以下幾方面的應(yīng)用：

第一種是商家向用戶(hù)推銷(xiāo)用戶(hù)可能喜歡的商品。由于每個(gè)人都有其日?；顒?dòng)的范圍、路線，而且用戶(hù)以前購(gòu)買(mǎi)的商品應(yīng)該記錄在云端服務(wù)器上，例如用戶(hù)以前所買(mǎi)衣服的風(fēng)格、款式、尺寸都會(huì)有相應(yīng)的記錄。如果用戶(hù)平時(shí)經(jīng)?；顒?dòng)的范圍、路線上的商家新到了該用戶(hù)所喜歡的新款式衣服，那么這些商家就可以向該用戶(hù)推薦這些商品，并引導(dǎo)用戶(hù)前去購(gòu)買(mǎi)或送貨上門(mén)。

第二種是對(duì)正在購(gòu)買(mǎi)一件商品的用戶(hù)推薦其可能喜歡的商品。如果用戶(hù)在一個(gè)大型商場(chǎng)逛了幾家商鋪后仍然沒(méi)有買(mǎi)到自己心儀的商品，此時(shí)就可以利用智能手機(jī)的事內(nèi)定位技術(shù)來(lái)獲取用戶(hù)需要購(gòu)買(mǎi)的物品信息。仍以買(mǎi)衣服為例，當(dāng)用戶(hù)逛了幾家賣(mài)衣服的商鋪之后，根據(jù)精確的室內(nèi)定位，可以獲取用戶(hù)要買(mǎi)衣服這個(gè)信息，并且根據(jù)其在各個(gè)商鋪逗留的時(shí)間可以得到用戶(hù)喜歡的風(fēng)格、款式等信息，進(jìn)而能夠?yàn)橛脩?hù)提供相似款式的商鋪位置信息，并綜合智能手機(jī)的室內(nèi)外定位技術(shù)給出合理的最優(yōu)路線。這樣就能夠給用戶(hù)帶來(lái)便利，提高買(mǎi)到用戶(hù)喜

歡商品的概率。

然而，單純地依靠智能手機(jī)的室內(nèi)定位技術(shù)來(lái)獲取用戶(hù)所要購(gòu)買(mǎi)物品的信息，還是比較被動(dòng)的。如果物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中最為廣泛的主動(dòng)信息反饋技術(shù)，即射頻識(shí)別能夠把物品本身變?yōu)橐粋€(gè)信息發(fā)布者，就會(huì)比光靠智能手機(jī)的定位來(lái)獲取物品信息來(lái)得更為高效與實(shí)用。

總而言之，智能手機(jī)的室內(nèi)外定位技術(shù)還處于試驗(yàn)階段，但是這種技術(shù)的成熟和推廣，必將大大增加物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)于人的能力。然而，要想實(shí)現(xiàn)真正意義上的物聯(lián)，并不是一個(gè)產(chǎn)品、一種技術(shù)的推出就可以成就的，它需要在行業(yè)、企業(yè)等各個(gè)環(huán)節(jié)之間做出不懈的努力與合作。