普树芳

摘  要：如今智能手机的发展发生了质的飞越，无论是硬件技术还是软件技术，双核、四核智能手机在现今的人们看来已是很平常，操作系统也在更新换代，对于人工智能已不是遥不可及。智能手机平台上的各种应用给人们提供了极大的便利。因此，利用智能手机来实现数字化轨迹感知正是适应了这一主流趋势，充分拓展了智能手机的应用范围。随着人们对4A（anything，anywhere，anybody，anytime）位置信息的需求不断增加，当前实时位置信息已成为人们最受关注的服务之一，现如今人们的活动范围越来越大，随之而来的是越来越多的不确定性。这种移动性和不确定性给数字化轨迹研究带来了更多可能性，也让位置感知计算推进了一大步。该技术通过GPS和WiFi进行结合，在不同的情景下使用不同的定位方式，以移动设备终端进行数据采集，对行为轨迹信息结构设计和语义化，便于用户进行行为轨迹信息的分析查询。

关键词：位置感知计算  轨迹数据挖掘  GPS室外定位  WiFi室内定位

中图分类号：TP311   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（c）-0023-02

近几年，伴随着智能手机的迅速发展，智能手机行业已经非常成熟，并且智能手机已经趋于一个稳定的方向发展。利用智能手机来实现数字化轨迹感知正是适应了这一主流趋势，充分拓展了智能手机的应用范围。要实现数字化轨迹研究正是用到了智能手机里的集成GPS传感器和WiFi感知功能。

1  轨迹信息分析

户外情景轨迹数据的采集是基于智能手机的集成GPS传感器。GPS定位是通过卫星的瞬时位置利用空间距离后方交会的方法确定点的位置，其优点是经济、快速、精度均匀，不受天气和时间的影响，全天候工作。GPS定位由于其覆盖面广，且实时定位精度高，在户外开放区域得到广泛应用。GPS技术具有可控性和经济性，因此GPS定位技术仍然是主流定位技术。

室内数字轨迹的采集是基于WiFi的感知交互功能。使用广泛可用的WiFi系统进行定位是一种低成本且易于实现的技术。只需获取WiFi热点的MAC地址和一系列软件和算法，就可对物理空间中状态的变化进行检测，并对其进行定位，再加上LBS服务业务模式的逐步成熟，根据WiFi的MAC地址来收集WiFi热点的位置信息，收集到信息之后，通过网络的服务器得到当前WiFi热点的坐标。Android智能手机使用WiFi方式定位的时候通过手机终端此刻所连接WiFi网络的信息去访问网络上面的定位服务，借此来实现对移动设备终端位置信息的获取。

在上述两种定位技术的支持下，该系统用于获取用户的位置信息，并根据用户在环境中的位置和空间关系的变化进行语义分析，并可对用户的行为轨迹信息进行分析。这些轨迹信息不仅可以定位用户本身，而且可以帮助我们找到失踪人员。

2  开发系统

2.1 户外数字轨迹的收集

通常我们可以建立一台计算机，安装一个模块，从远程设备收集GPS数据。如今，智能设备都配备了GPS接收器，可以为他们的行为轨迹采集数据。通过数据挖掘和语义挖掘技术，从数据中隐藏的位置信息中提取有用信息，所得的信息可通过设备上传到后台数据库，从而可以获得所产生的信息。

2.2 室内数字轨迹的获取

可利用WiFi对用户进行感知定位（见图1）。由于定位服務内置于Android、iOS和Windows Phone等移动操作系统中，并且由于每个WiFi热点都有一个唯一的MAC地址，智能手机会自动扫描附近的热点，并在打开WiFi时上载其位置信息，从而在服务器中创建一个巨大的热点位置数据库。这个数据库是定位用户的关键。如果移动平台连接到WiFi热点，您可以调用数据库附近所有热点的地理位置，服务器将参照每个热点的信号强度计算设备的大致位置。手机MAC位置可以通过JAVA等实现，然后将所定位的地址传给服务器，再通过MAC地址的变换可以模拟移动轨迹，最后呈现给用户一条清晰的该MAC地址行动轨迹，从而知道该人的行动。

2.3 后台服务器

物理传输层可以采用不同的方案，只要把设备获取到用户的MAC地址进行位置感知的结果以及获取到的信号强度值传到服务器就可以实时定位（见图2）。

定位服务器主要功能如下。

（1）对API接口的二次开发：向其他应用程序开放的标准API接口的二次开发，方便对后台数据库所接收的信息进行查询使用。APIS可用于设置标签参数、收集标签数据、标签位置信息。

（2）定位客户端：定位客户端是基于C/S模式的定位管理平台，部署简单，操作方便。客户集监视、查询、收集定位信息于一体，结合实际地图，实时显示地图中标签的位置，以及移动的历史轨迹。

客户端主要功能如下。

（1）用户信息管理：显示用户的信息。

（2）实时定位：当用户采用该系统时，所产生的位置信息将会上传到后台服务器，根据需求可对后台数据库进行访问查询。

（3）轨迹数据收录：服务器可以收集的用户的以往的行为轨迹，分析用户的历史位置信息。

（4）计算位置：根据标签存储的无线信号数据，对标签位置的坐标点进行分析，存储在系统中，并上传到数据库中。

（5）地图管理：根据标签的运行状态，自动切换标签所在的电子地图。

参考文献

[1] 李路明.基于WiFi定位的轨迹预测的研究和实现[D].西安电子科技大学，2013.

[2] 陈杰.行为轨迹分析系统的设计[D].苏州市职业大学，2018.