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

      2016-07-12 09:02:35馬龍
      大科技 2016年17期
      關(guān)鍵詞:考勤信號強度熱點

      馬龍

      (恒天重工股份有限公司 河南鄭州 450001)

      企業(yè)可移動考勤系統(tǒng)WiFi指紋定位與監(jiān)測技術(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所放置考勤機既不現(xiàn)實,又提高了考勤成本。本文針對傳統(tǒng)的WiFi指紋定位技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),將其應(yīng)用至移動考勤場景中,從而提出了一種基于WiFi技術(shù)的移動考勤指紋匹配與監(jiān)測技術(shù)方案,實現(xiàn)了員工在任何有WiFi覆蓋的區(qū)域使用手機進(jìn)行考勤,不受考勤機放置限制,WiFi指紋的自動更新機制,又能節(jié)省指紋定期維護的人工成本,有著較為廣闊的應(yīng)用前景。

      WiFi指紋;移動位置服務(wù);企業(yè)考勤

      目前,大部分企業(yè)傳統(tǒng)的考勤方式,是在辦公場所放置考勤機硬件,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所放置考勤機既不現(xiàn)實,又提高了考勤成本。所以,如何設(shè)計一種基于WiFi指紋技術(shù)的移動考勤方案,利用辦公地點的WiFi指紋作為辦公地點標(biāo)識,從而實現(xiàn)自動打卡的功能,一直是相關(guān)人員研究的重點。本文探討的核心技術(shù),就是就是WiFi指紋的定位匹配、監(jiān)測與更新。

      1 WiFi指紋定位的技術(shù)改進(jìn)

      在移動考勤系統(tǒng)的應(yīng)用場景中,企業(yè)員工可能到多個辦公場合進(jìn)行辦公,辦公場合之間的距離可能較遠(yuǎn)(超過100m,就超出WiFi熱點的覆蓋范圍),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,在用戶進(jìn)入和離開該區(qū)域時可以感知,同時在滿足該考勤需求的前提下盡可能降低企業(yè)成本?;谝陨暇唧w需求,本文對傳統(tǒng)的WiFi指紋定位過程做出改進(jìn),使用改進(jìn)并簡化的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,同時引入WiFi指紋庫自動更新維護方法,從而大大降低后期維護WiFi指紋庫的人力物力成本。

      2 簡化的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,其輸出是一個坐標(biāo)點。

      在移動考勤系統(tǒng)場景中,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熱點的距離。在移動考勤系統(tǒng)場景中,設(shè)備距離WiFi熱點越近,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代替距離,并用匹配度作為簡化的WiFi指紋匹配方法的輸出,此時,當(dāng)匹配度高于某一個閾值時,即可認(rèn)為攜帶該設(shè)備的員工到達(dá)了辦公地點,生成考勤數(shù)據(jù)。

      每個辦公地點的WiFi指紋包含多個熱點,每個WiFi熱點包含3個信息:SSID、BSSID和信號強度,其中SSID是人工取的WiFi熱點名稱,BSSID代表了路由器的MAC硬件地址,全世界唯一;信號強度代表了采集指紋時,當(dāng)前環(huán)境中某一WiFi信號的強度,代表該WiFi熱點在匹配時的權(quán)值。在進(jìn)行WiFi指紋注冊和用戶上傳WiFi指紋用于匹配時,均進(jìn)行篩選,信號強度低于閥值的WiFi熱點,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。針對特定的WiFi熱點,指紋庫中信號強度越大,匹配度就越大;指紋庫中與用戶信息中信號強度差距越小,匹配度就越大。某辦公地點所包含的WiFi指紋中所有WiFi熱點與用戶當(dāng)前環(huán)境WiFi指紋的匹配度之和,即為該辦公地點的匹配度。

      經(jīng)過遍歷所有辦公地點的WiFi指紋和計算,可以最終得到所有辦公地點的匹配度,選擇其中一個最大的,與指定的閾值相比較,如果高于閾值則認(rèn)為用戶到達(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)用場景和調(diào)整因子不同,應(yīng)根據(jù)具體場景進(jìn)行實驗確定。

      3 WiFi指紋變化監(jiān)測及自動更新方法

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

      同時,在WiFi指紋匹配時,當(dāng)前環(huán)境的WiFi指紋特征實際是攜帶了更新后的WiFi指紋。這就意味著,在我們可以探測到發(fā)生了變化的WiFi熱點及其對應(yīng)辦公地點,只要采取方法確定變化,即可進(jìn)行更新。這時,當(dāng)某個用戶上傳來的WiFi指紋特征與某個辦公地點匹配成功后,兩個指紋所包含的WiFi熱點并不完全相同,會有WiFi熱點的增加、減少和相同WiFi熱點的信號強度變化。增加、減少和信號強度變化超過某特定閥值的WiFi熱點信息即作為本流程的開始輸入。如果該WiFi已經(jīng)出現(xiàn)在了更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)并超過了一周,說明這個WiFi熱點確定已經(jīng)增加,所以將該WiFi熱點的信息插入或更新入該辦公地點對應(yīng)的WiFi指紋列表,即可實現(xiàn)。

      4 小結(jié)

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

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

      [2]孫偉,郝愛語,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信號指紋的樓宇內(nèi)定位算法[J].計算機研究與發(fā)展,2013(03):147.

      [5]顧樹威,別紅霞.基于WiFi模塊的無線傳感器節(jié)點設(shè)計[J].軟件,2013(01):98~99.

      TN92

      A

      1004-7344(2016)17-0245-01

      2016-6-3

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