FIND3项目中的被动追踪技术详解

FIND3项目中的被动追踪技术详解

find3 High-precision indoor positioning framework, version 3. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/fi/find3

引言：什么是被动追踪

被动追踪是FIND3项目中的一项核心技术，它通过接收设备发出的WiFi广播数据包来实现位置识别，而无需被追踪设备安装任何应用程序或连接到特定WiFi网络。这种技术特别适合需要大规模、非侵入式位置追踪的场景。

被动追踪的工作原理

被动追踪系统通常由以下几个组件构成：

1. 扫描节点：通常是配备特定WiFi适配器的树莓派设备
2. 中央服务器：收集并处理来自各节点的数据
3. FIND3服务器：执行机器学习算法进行位置分类

系统工作时，扫描节点会接收周围设备发出的WiFi广播包，这些包中包含了设备的MAC地址和信号强度等信息。这些数据被发送到中央服务器处理后，FIND3服务器就能根据预先学习的位置特征，判断设备当前所处的位置。

设备广播频率分析

被动追踪的时间分辨率取决于被追踪设备的WiFi广播频率。以下是常见设备的广播特性：

已连接WiFi网络的设备

• Ubuntu笔记本电脑：约每2.1±0.4分钟广播一次
• 台式电脑(Ubuntu 17)：约每2.0±0.4分钟广播一次
• Google Home：约每6.5±3.5分钟广播一次
• Pixel2手机(运行扫描应用)：约每2.1±0.8分钟广播一次
• 三星手机(无主动扫描)：仅在屏幕解锁时广播，约每2.0±0.1分钟一次

未连接WiFi网络的设备

这部分数据仍在收集中，但通常广播频率会低于已连接网络的设备。

系统搭建指南

硬件准备

1. 扫描计算机：推荐使用树莓派系列

   • 树莓派Zero W
   • 树莓派3

2. WiFi适配器：需要支持监控模式的USB WiFi适配器，推荐芯片组：

   • Atheros AR9271
   • Ralink RT3070
   • Ralink RT3572
   • Ralink RT5572

软件安装

首先需要安装必要的工具：

sudo python3 -m pip install httpie

然后按照命令行扫描器文档安装FIND3命令行扫描工具。

配置扫描节点

每个扫描节点需要以下配置参数：

• 家族名称(FAMILY)：所有扫描节点使用相同的名称
• 设备名称(DEVICE)：每个扫描节点使用唯一名称
• WiFi接口(wlan0)：支持混杂模式的接口

启动被动扫描的基本命令：

sudo ./find3-cli-scanner -i wlan0 -device DEVICE -family FAMILY \
    -server https://cloud.internalpositioning.com \
    -scantime 40 -forever -passive

高级配置选项

1. 永久启用监控模式（适用于双网卡配置）：

sudo ./find3-cli-scanner -i wlan0 -monitor-mode

2. 禁止修改接口模式：

sudo ./find3-cli-scanner -i wlan0 -device DEVICE -family FAMILY \
    -server https://cloud.internalpositioning.com \
    -scantime 40 -forever -passive -no-modify

位置学习流程

被动追踪的学习过程与主动扫描不同，需要明确指定要学习的设备：

1. 获取设备的MAC地址
2. 设备名称格式为"wifi-<MAC地址>"
3. 向服务器发送学习请求：

http POST https://cloud.internalpositioning.com/api/v1/settings/passive \
     family=FAMILY device=wifi-60:57:18:3d:b8:14 location="living room"

4. 保持设备在该位置约30分钟以收集足够数据
5. 停止学习：

http POST https://cloud.internalpositioning.com/api/v1/settings/passive \
   family=FAMILY device=wifi-60:57:18:3d:b8:14

系统优化与定制

扫描时间调整

1. 修改节点扫描时间：使用-scantime参数
2. 调整服务器数据收集时间窗口：

http POST https://cloud.internalpositioning.com/api/v1/settings/passive \
    family=FAMILY window:=X

最小数据点设置

确保处理的数据包含足够多的扫描节点信息：

http POST https://cloud.internalpositioning.com/api/v1/settings/passive \
    family=FAMILY minimum_passive:=2

注意事项

1. 法律合规性：在某些地区，接收网络MAC地址可能涉及法律问题，特别是非自有网络
2. iOS设备限制：仅当WiFi已连接网络时才能追踪
3. 学习时间：每个位置建议学习30分钟以上以获得良好效果

被动追踪技术为室内定位提供了强大的解决方案，特别适合需要大规模部署且对用户干扰要求最低的场景。通过合理配置和优化，可以实现高精度的位置服务。

find3 High-precision indoor positioning framework, version 3. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/fi/find3