по wifi точке можно определить местоположение
Как устройства с Wi-Fi раскрывают место откуда вы вышли в интернет
Знаете ли вы, что ноутбуки и другие устройства без GPS-навигатора могут определить ваше точное физическое местоположение с помощью только Wi-Fi-радио? Расскажу как работает эта часто упускаемая из виду функция современных «Служб геолокации».
Современные операционные системы, включая iOS, iPadOS, Android, Windows 10, macOS и Chrome OS, имеют собственные встроенные системы «Службы геолокации».
Как работает GPS?
Например, если ваше устройство принимает сигнал сотовой связи, оно может определять ваше местоположение на основе сигналов вышек сотовой связи. Основываясь на относительной мощности сигнала от трех ближайших вышек сотовой связи, они могут довольно точно определить ваше местоположение.
Однако есть еще один метод, которым они могут воспользоваться: сканирование ближайших точек доступа Wi-Fi.
Карты Google запрашивают доступ к физическому местоположению в Google Chrome в Windows 10.
Но ведь ваш ноутбук не имеет встроенного GPS, так как же этот веб-сайт так точно определил ваш физический адрес?
Нет, это не через ваш IP-адрес. Если вы предоставите веб-сайту доступ к вашему местоположению, когда вы используете настольный компьютер без Wi-Fi (или ноутбук с подключением Ethernet и отключенным Wi-Fi), вы просто увидите общую схему своего местоположения. Например, вы можете видеть город, регион и страну, но ничего другого, ни точного названия улицы, ни тем более номер квартиры с помощью GPS получить не возможно, тут уже устройства с Wi-Fi расскажут где вы конкретно сидите.
🚩 Вот как работает «Система определения местоположения Wi-Fi»: ваше устройство сканирует ближайшие точки доступа Wi-Fi и создает их список, а также их относительную мощность сигнала рядом с вами. Затем он связывается с онлайн-серверами, которые, по сути, содержат список точек доступа Wi-Fi по всему миру и их географическое расположение.
База данных включает не только список имен точек доступа Wi-Fi (SSID). База данных включает уникальные MAC-адреса (BSSID) этих точек доступа, которые обычно не меняются, даже если изменяется видимое имя сети Wi-Fi.
Сравнивая этот список сетей Wi-Fi рядом с вами с известным списком точек доступа и их местоположением, службы геолокации могут угадать ваше реальное местоположение.
И сравнивая относительную мощность сигнала различных сетей Wi-Fi, службы определения местоположения могут триангулировать ваше местоположение и практически всегда, точно определять ваше местоположение, как если бы вы использовали GPS.
Ваши устройства с Wi-Fi сами могут загружать и кэшировать Кэш или кеш(англ. cache, от фр. cacher — «прятать»; произносится «кэш») — промежуточный буфер с быстрым доступом к нему, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью.
© Википедия
некоторые из этих данных. Например, если они знают, что вы находитесь в определенном городе, они могут загружать и хранить информацию о Wi-Fi в этом городе и вокруг него, чтобы им было легче найти ваше местоположение, даже если у вас нет подключения к сети.
Более десяти лет назад Google собирал данные о сетях Wi-Fi, используя свои автомобили Street View. Когда эти автомобили разъезжали и фотографировали витрины, дома и дороги, они ещё сканировали близлежащие сети Wi-Fi и сохраняли данные для дальнейшего их использования со службами определения местоположения.
Теперь уже не нужны автомобили Google Street View что бы сканировать все Wi-Fi, для поддержания баз данных в актуальном состоянии.
Вместо этого программное обеспечение служб определения местоположения, встроенное в ваши устройства, постоянно отправляет данные, которые поддерживают актуальность этих баз.
Каждый, кто использует службы определения местоположения, постоянно обновляет чью то базу данных, добавляя новые и освежая старые записи. Конечно, компании обещают, что эти данные являются анонимными и не будут связаны с каким-либо лицом.
Например, в политике конфиденциальности и службах местоположения Apple это описывается на iPhone следующим образом:
«Если службы геолокации включены, устройство будет время от времени отправлять в Apple данные о географическом местоположении ближайших точек доступа Wi-Fi и вышек сотовой связи в анонимной зашифрованной форме, чтобы пополнять краудсорсинговую базу данных компании Apple. »
Имя и адрес точки доступа Wi-Fi являются общедоступными по определению. Ваш беспроводной маршрутизатор постоянно передает эту информацию на любое устройство поблизости, которое его хочет слушать.
Опять же, базы данных просто получают список ближайших сетей, их уникальные идентификаторы и их физическое местоположение. Они не получают никакой информации о том, кто использует эти сети или какие данные передаются по WI-Fi. Они не получают никаких парольных фраз, которые нужны людям для подключения к этим сетям.
Современные операционные системы не позволяют приложениям и веб-сайтам получать доступ к этим данным без вашего разрешения. Веб-сайт или приложение не могут просто просмотреть список ближайших сетей Wi-Fi и выполнить этот расчет самостоятельно. Он должен запросить у вашего браузера или операционной системы доступ к вашему местоположению, и вы можете отклонить запрос. Всё остаётся под контролем.
Чтобы ваши собственные устройства не загружали информацию о своих и ближайших сетях Wi-Fi, вам придется отключить службы определения местоположения. Однако другие люди рядом с вами почти наверняка используют службы определения местоположения на своих телефонах, и их устройства будут загружать эти данные.
При желании вы можете запретить запись вашей точки беспроводного доступа в некоторые базы данных служб геолокации. Чтобы отказаться от попадания в базы данных служб геолокации Google, Google просит вас добавить «_nomap» в конец имени вашей беспроводной сети или SSID. Например, если ваша сеть в настоящее время называется «Моя сеть», вы можете изменить ее на «Моя сеть_nomap».
Однако Google отмечает, что это повлияет только на его базу данных служб геолокации, другие поставщики могут работать иначе. Вам нужно изучить их рекомендации, если вы хотите удалить своё оборудование и из других баз данных служб геолокации.
Что то мне подсказывает что всё это бесполезно, ваши устройства с Wi-Fi всё равно будут использоваться для определения места выхода в интернет, но у вас хотя бы есть возможность что изменить.
Wi-Fi следит за тобой, или Wi-Fi как система мониторинга
Люди, живущие в городах, сами того не осознавая, весь день находятся в зоне действия сетей Wi-Fi: домашних и городских, на работе и в метро, в торговом центре и в ресторане — они везде. Вывод один: если вы живете в мегаполисе, от Wi-Fi вам не скрыться.
Только московская городская сеть Wi-Fi охватывает 24 открытые территории: Московский зоопарк, ВДНХ, парки и пешеходные улицы, 14 общественных пространств (библиотеки и культурные центры), 150 зданий студенческих общежитий. Всего в столице действует более 8,5 тыс. точек доступа (хот-спотов). Бесплатный Wi-Fi доступен в метро и наземном общественном транспорте(1).
Глобальная база местоположения всех точек доступа Wi-Fi
Производители персональных портативных устройств (смартфонов, планшетов) уже давно научились использовать широкое распространение Wi-Fi в своих целях как вспомогательный инструмент в помощь сервису геолокации для определения местоположения устройства.
Изначально служба геолокации смартфонов применяет для определения местоположения модуль GPS, технологию A-GPS, которая ускоряет «холодный старт» GPS-приемника посредством получения альманаха и эфемерид через сеть Интернет (то есть через 3G/LTE/Wi-Fi), а также трилатерацию по сотовым вышкам GSM. Если позиция успешно вычислена, устройство сканирует Wi-Fi-эфир и отправляет через тот же Интернет данные о географическом положении близлежащих точек доступа Wi-Fi, которые собираются в общую базу данных производителя системы геолокации операционной системы (ОС):
— для смартфонов Android — в базу данных Google;
— для смартфонов iPhone — в базу данных Apple2 (2).
Эта информация используется как приложениями Google и Apple, так и другими, установленными на смартфоне (фитнес-трекерами и др.).
Зачем службе геолокации с модулем GPS нужен Wi-Fi-модуль?
У производителя ОС смартфона формируется и поддерживается в актуальном состоянии глобальная база данных о месторасположении всех точек доступа Wi-Fi. Она помогает определять местоположение персонального портативного устройства в случае, когда рядом есть Wi-Fi, но нет GPS-сигнала. Смартфон отправляет через Интернет данные о близлежащих точках доступа Wi-Fi и получает в ответ данные о своем местоположении. Польза для владельца смартфона в этом случае очевидна: смартфон быстро и точно определяет местоположение в любой точке Земли.
Могут ли Google и Apple сохранять историю перемещения?
Производитель ОС собирает и хранит историю перемещения каждого устройства. Сохраняются не только географические точки, но и детализированные маршруты. Передачу данных о местоположении можно отключить, но в этом случае маршруты перестанут сохраняться, а вот географические точки все равно отображаются. Можно зайти на сайт производителя ОС и посмотреть(3)
Идентификация личности по номеру телефона
История перемещения не является обезличенной, а может быть привязана к номеру телефона, которого достаточно для идентификации личности. Потенциально к истории перемещения имеет доступ оператор GSM на основе трилатерации по сотовым вышкам (независимо от типа телефона), а также производители ОС смартфона, служба геолокации которого максимально детально отслеживает местоположение и сохраняет в базе данных.
Геолокация внутри зданий и метро
Внутри зданий и на метрополитенах недоступен GPS, но трилатерация по GSM будет отрабатывать, пусть и не с такой высокой точностью (ведь сигнал сотового оператора есть как в зданиях, так и в метро). Информация о точках Wi-Fi будет собираться в базу данных производителей ОС.
Wi-Fi-позиционирование
Во многих зданиях полноценно функционируют корпоративные и общественные Wi-Fi-сети. Производители Wi-Fi-инфраструктуры и провайдеры Wi-Fi-услуг уже давно научились позиционировать персональные Wi-Fi-устройства в реальном времени с точностью вплоть до 1 м.
Системы Wi-Fi-позиционирования используются владельцами торговый центров, аэропортов, стадионов и метрополитенов для сбора и анализа. Эта информация может применяться городскими Wi-Fi-сетями, которые в Москве, к примеру, охватывают почти все общественное пространство города.
Стоит один раз подключиться, и вас уже не забудут
Если человек один-единственный раз аутентифицировался в Wi-Fi-сети, а это чаще всего происходит посредством получения пароля по SMS, с этого момента появляется привязка адреса его Wi-Fi-адаптера к номеру телефона, то есть происходит идентификация личности. Даже если он больше никогда не подключался к сети, информация о его перемещении все равно будет собираться, так как привязка остается, а Wi-Fi-адаптер даже в спящем режиме с определенной периодичностью выполняет активное сканирование, при котором передает свой адрес. Тут стоит упомянуть, что в последних версиях iPhone при активном сканировании указывается случайный адрес Wi-Fi-адаптера, что усложняет задачу отслеживания перемещения определенного устройства.
Примеры Wi-Fi-аналитики
Хорошим примером, демонстрирующим возможности Wi-Fi-аналитики, служит интерактивная карта(4) перемещения Wi-Fi-пользователей в Московском метрополитене (рис. 1). Эту Wi-Fi-сеть построила компания «МаксимаТелеком».
Рис. 1. Интерактивная карта перемещения Wi-Fi-пользователей в Московском метрополитене
В целом можно говорить об очень широких возможностях со стороны сотовых операторов, производителей ОС смартфонов и провайдеров Wi-Fi-услуг по сбору и анализу истории перемещения пользователей с возможностью идентификации личности.
Сбор истории перемещения человека в реальном времени может рассматриваться не только как цель, но и средство для других инструментов аналитики.
W-Fi работает в диапазоне 2,4 и 5 ГГц, волны с такой частотой очень хорошо поглощаются человеческим телом, которое на 70% состоит из воды. Это создает существенные проблемы с точки зрения передачи информации, но открывает обширные возможности для мониторинга перемещений человека(5).
Идентификация личности по Wi-Fi
В августе 2016 г. группа исследователей из Северо-Западного политехнического университета Китая разместила в архиве научных исследований(6) статью(7) с описанием системы FreeSense, которая может идентифицировать человека (в группе из 6 людей), проходящего через воображаемую линию между Wi-Fi-точкой и Wi-Fi-клиентом с точностью 89% (рис. 2).
Рис. 2. Схема китайской системы FreeSense для идентификации человека
Система должна быть предварительно обучена: она должна изучить форму человеческого тела и составить Wi-Fi-шаблон, чтобы идентифицировать его в дальнейшем.
Другая группа исследователей из Австралии и Великобритании в марте 2016 г. презентовала схожую систему под названием Wi-Fi ID(8). Wi-Fi ID использует ту же закономерность: каждый человек имеет как индивидуальную походку, так и индивидуальный Wi-Fi-шаблон. Эта система с точностью 93% идентифицирует человека в группе из 2 людей и с точностью 77% — в группы из 6 людей.
Системы идентификации по Wi-Fi требуют предварительного обучения, и тут как раз могут помочь данные о перемещении человека в реальном времени. Идентифицируя человека при пересечении воображаемой линии, потенциально можно сформировать для него уникальный Wi-Fi-шаблон в автоматическом режиме. В дальнейшем для определения его местоположения не понадобится наличие у него работающего смартфона. Таким образом, идентификация по Wi-Fi начинает походить на систему видеонаблюдения.
Распознавание жестов, отслеживание дыхания и сердцебиения по Wi-Fi
Пара исследователей из Массачусетского технологического института в 2013 г. опубликовали работу(9), где они используют обычный Wi-Fi-роутер, находящийся за стеной, для определения числа людей в комнате, детектирования некоторых основных жестов и даже распознавания текста, написанного в воздухе рукой.
Используя более чувствительные сенсоры, те же исследователи разработали систему, которая может различать между собой двух людей, стоящих за стеной(10), и удаленно отслеживать дыхание и сердцебиение человека с точностью 99%(11).
Рис. 3. Определения числа людей в комнате, распознавание жестов, отслеживание дыхания и сердцебиения по Wi-Fi
Распознавание падения по Wi-Fi
Устройство Emerald(12) ориентировано на пожилых людей, оно устанавливается в центре квартиры или дома и, изучая физическую активность человека, может определить его падение. Прибор не только распознает, но и пытается предсказать падение до того, как оно произошло, исследуя модель движения.
Рис. 4. Устройство Emerald, распознающее падение человека
Различение мелких движений
Wi-Fi сигнал может использоваться, чтобы различать гораздо более мелкие движения.
Распознавание написанного текста
Система WiKey(13) определяет, какие клавиши пользователь нажимает на клавиатуре, и отслеживает движения пальцев. Обучившись, эта система распознает написанный текст с точностью 93,5%, используя исключительно общедоступный Wi-Fi-роутер и специальный программный код.
Распознавание речи
Группа исследователей из Шэньчжэньского университета Китая в 2014 г. представила технологию(14), которая «слышит», что говорят люди, анализируя искажения в Wi-Fi-сигнале, создаваемые движением рта. Система определяет слова из словаря распознаваемых слов с точностью 91%, если говорит один человек, и с точностью 74%, если говорящих двое.
Рис. 5. Технология, распознающая речь по Wi-Fi
Wi-Fi как система мониторинга
Все эти исследования переворачивают представление о Wi-Fi как исключительно о транспорте для передачи информации. Данные системы работают пока только при предварительном обучении, но если удастся его автоматизировать, используя, к примеру, информацию, полученную по GPS/GSM/Wi-Fi, то открываются очень серьезные возможности по мониторингу действий человека.
Можно начать с добавления к данным о человеке его персонального Wi-Fi-шаблона. Потом перейти к обучению распознавания его жестов, дыхания, сердцебиения и позы. Далее — к обучению движения пальцев и рта для различения написанного текста и произносимых слов.
Прелесть данной технологии заключается в том, что все это потенциально возможно при использовании обычного домашнего Wi-Fi-роутера. Такие методы, вероятно, принесут большую пользу: обеспечат дополнительную безопасность детей и пожилых людей, сделают умный дом еще более умным, а возможно, в будущем системы видеонаблюдения будут построены на Wi-Fi-роутерах.
Однако если данный инструмент попадет в руки злоумышленников, то они получат доступ к колоссальному объему информации. Будет достаточно незаметно установить вредоносный код на домашнем Wi-Fi-роутере и отправлять собранные данные через Интернет, и владелец об этом никогда не узнает.
Ваш wi-fi расскажет мне, где вы живёте, где работаете и где путешествуете
Москва вайфайная
Многие знают, что ваши мобильные устройства распространяют информацию об их предыдущих соединениях. Большинство не имеет об этом представления.
Пробы WiFi
Чтобы соединиться с уже известными сетями, которые не сообщают о своём присутствии, все ваши мобильные устройства отправляют пробные пакеты, чтобы найти известные им сети. Эти пакеты можно перехватить, когда телефон включается, или когда он отсоединяется от сети. Для этого используются обычные инструменты — airodump / tcpdump. Пример:
Вывод содержит время, MAC-адрес устройства и имя сети. Пример:
То бишь, устройство 50:ea:d6:aa:bb:cc проверяло, есть ли сеть SUBWAY в пределах доступности.
Ну и что тут плохого?
Ну испускают они эти пакеты с именами сетей. Подумаешь.
Заметим, что у большинства локальных сетей уникальные имена. Конечно, будут попадаться распространённые имена типа SUBWAY. Но во многих домах сети называются либо автоматически созданными именами ProviderNameDEADBEEF, либо заданными пользователями.
То есть, список пробных пакетов содержит примерно такие имена сетей:
домашние: ProviderNameXXXXX, StreetNameWifi, и т.д.
рабочие: Company, CompanyCity, и т.п.
едальни: стандартные
отели: разные уникальные названия, за исключением сетевых гостиниц
Ну и что же такого, если вы вдруг перехватите пробный пакет с именем сети FooProvider123456, BlahProviderABCDEF, ACME-Fooville, CafeAwesome? Конечно, можно догадаться, какой у человека провайдер и где он обедает. Но это всего лишь имена. Никаких BSSID, координат и прочего. Хорошо. Но не очень.
Ибо есть на свете WiGLE!
WiGLE (аббревиатура «движок для записи информации о беспроводных сетях») – это сервис, работающий под девизом «Все сети, которые находят все люди». И большинство городских сетей действительно можно найти в этом сервисе. Более того, интересующие вас сети вы можете найти поиском по их названию. Именно так вы получите информацию об интересующих вас сетях по их именам.
Сети в районе Кремля
[прим. перев.] Крупный масштаб расположения сетей на карте показывается только для зарегистрированных пользователей.
Можно сделать некоторые допущения. Например, если Wigle возвращает больше 3-4 сетей с одинаковыми именами, это, скорее всего, некие стандартные сети, которые можно игнорировать… Если только одна из них не находятся близко к тем уникальным, что мы нашли. Можно отфильтровать те сети, которые не были видны больше года. Если только они не уникальные и не перемещались во временем – в противном случае это будет означать, что точка доступа была перемещена.
Сбор информации
Какую информацию мы можем собрать на основании списка сетей? Посмотрим на карту, которая была создана в автоматическом режиме из результатов поиска Wigle. Они были скачаны при помощи библиотеки wiggle и нанесены на карту:
Зелёными я обозначил зашифрованные сети, красными – открытые. Синими – неизвестные. Каждый маркер на деле показывает на какое-то определённое здание. Сразу можно понять, что человек, скорее всего, живёт и работает на восточном побережье США (несколько маркеров), летает в Японию (маркер зашифрованной корпоративной сети) и отдыхает в Таиланде (сети с именами отелей), а также ездит по Новой Зеландии (сети с названиями кемпингов). Из названия корпоративной сети можно вычислить название компании.
Тут вам и социальная инженерия, и поиск конкретного человека, и поиск сотрудников компании Х… А по MAC-адресу можно узнать модель устройства – и таким образом найти этого человека в толпе.
Шеф, что делать??
На linux можно сделать настройку сетей wpa_supplicant и указать scan_ssid=0. Так оно настроено по умолчанию и такая настройка отменяет отсылку пробных пакетов. На других системах – не знаю.
Конечно, можно удалить сохранённые сети, или выключать wi-fi, когда он вам не нужен. Но это не решение проблемы. Можно назвать свою домашнюю сеть распространённым именем – но проблемы с названиями других сетей, которыми вы пользуетесь, это не решает.
Позиционирование в сетях Wi-Fi с высокой точностью
Одна из самых популярных категорий мобильных приложений сегодня та, что предоставляет сервисы с определением местоположения устройства. Многие люди используют системы позиционирования на своих навигационных устройствах, смартфонах и планшетах. Слабая сторона этих решений в том, что использование системы Global Positioning System (GPS) недоступно внутри помещений из-за сильного погашения сигналов стенами и перекрытиями зданий. Таким образом открывается ниша для надежных решений с позиционированием в помещениях.
Сегодня существует ряд подходов и технологий для решения этой задачи. Компания Cisco уже несколько лет работает над позиционированием с помощью технологии Wi-Fi, учитывая распространенность сетей (практически в каждом помещении) и устройств (практически у каждого человека).
Первые разработки начались в 2007 года, когда была приобретена компания Cognio, чей механизм спектрального анализа был встроен в точки доступа Wi-Fi Cisco Aironet. Возможность анализировать эфир на наличие помех и определять их влияние на производительность сети Wi-Fi открыла новые возможности по обеспечению надежности и производительности беспроводных сетей. Появились и новые задачи – понять где находятся источники помех, т.к. найти их не всегда просто, особенно если помехи намеренно создаются злоумышленниками.
С тех пор алгоритм и портфель решений многократно усовершенствовались и сейчас, в 2015 году, Cisco предлагает новейшее решение позиционирование с высокой точностью, позволяющее определить координату Wi-Fi устройства с точностью до 1м. В ближайшие дни Cisco откроет это решение к заказу в России.
Методы позиционирования
Позиционирование в беспроводных сетях можно реализовать несколькими способами:
1. Метод распознавания шаблона.
Данный метод исходит из того, что в каждой точке устройство видит уникальную радио картину. Устройство сканирует радио обстановку – точки доступа и уровень их сигналов, сверяет полученную схему радиосигналов со списком шаблонов и находит координату устройства. Для настройки всей сети необходимо провести длительный процесс сканирования эфира всего помещения, на практике несколько раз, а также проводить регулярную калибровку данных, т.к. в реальности в помещениях постоянно происходят изменения.
Метод обладает преимуществом низких затрат на оборудование, но при этом стоимость владения таким решением будет высокой, а точность позиционирования низкой.
2. По точке доступа, к которой присоединен клиент.
Данный метод имеет преимущество простоты, но в точности страдает. Действительно, зона действия беспроводной сети может быть довольно большой, диаметр пятна засветки может быть 50м и более. Т.о. этот метод – лучше, чем ничего, однако он вряд ли позволит нам собрать аналитику, представляющую ценность для понимания наших клиентов.
Метод скорее позволяет определить присутствие клиента, чем спозиционировать его.
3. Триангуляция.
Этот метод уже несколько лет используется компанией Cisco и заключается он в том, чтобы определить силу сигнала от клиента на 3х-4х точках доступа Wi-Fi и в зоне пересечения возможного расположения клиента относительно каждой точки спозиционировать устройство. Данный метод является довольно информативным. При правильном развесе точек доступа он позволяет с высокой вероятностью определить координату клиента с точностью 5-7м. Хороший сценарий – это точки доступа по периметру помещения и в центре таким образом, чтобы каждая точка в пространстве «слышалась» 3мя-4мя точками доступа Wi-Fi. Препятствия на пути радиосигнала будут мешать точности определения координаты. Статичные препятствия необходимо смоделировать, а движущиеся неминуемо будут оказывать негативное влияние на точность.
Для повышения точности позиционирования в сети Wi-Fi точки доступа необходимо ставить чаще, т.к. угасание сигнала и расстояние от точки доступа имеют экспоненциальную зависимость. Рядом с точкой доступа при удалении от нее снижение уровня сигнала значительное, в отдалении – при удалении снижение уровня сигнала на единицу расстояния меньше и вычислить координату становится сложнее.
Сеть Wi-Fi с возможностями позиционирования помимо точек доступа и контроллера беспроводной сети получает еще один элемент, который будет производить вычисления координат и накапливать данные для аналитики — Mobility Services Engine (MSE). Сегодня емкость MSE позволяет накапливать данные со 100 000 клиентских устройств в течение 2-8 лет (в зависимости от количества генерируемых данных, обычно это соответствует частоте перемещения устройств, и типа MSE). Однако ввиду открывающихся задач, связанных с позиционированием в сетях Wi-Fi, MSE в последующих версиях приобретет распределённую архитектуру, позволяющую собирать данные с миллиона устройств. При этом собранная информация может подаваться на внешний аналитический движок по API практически в реальном времени.
Реализация позиционирования на сети Wi-Fi ведет к дополнительным затратам на развертывание инфраструктуры, при этом низкие затраты на эксплуатацию сети.
4. Ангуляция или позиционирование с определением угла входящего сигнала.
Метод является революционной разработкой Cisco, позволяющей добиться метровой точности позиционирования Wi-Fi клиента. Внешний модуль точного позиционирования, подключенный к модульной точке доступа Cisco Aironet, со специальной антенной позволяет дополнительно определить угол, под которым пришел сигнал и сузить сегмент возможного нахождения Wi-Fi клиента до луча. Применяя метод триангуляции к такой информации от 3-4х точек доступа, мы получаем координату, с высокой вероятностью дающую точность до 1м.
Физически устройство представляет из себя точку доступа Cisco Aironet 3600 или 3700 с включенным модулем точного позиционирования и специальной антенной. Антенна является массивом из 32 антенн, каждая из которых получает сигнал иначе, чем соседняя. Алгоритм позволяет из собранных данных рассчитать угол, под которым пришел сигнал.
Популярным становится использование радиомаячков, использующих Bluetooth Low Energy (BLE) – энергоэффективных устройств, способных подобно пожарному датчику периодически подавать сигналы. Радиомаячки способны определить приближение к ним устройств с включенным BLE и сообщить об этом серверу мобильного приложения, который эту информацию использует как координату устройства.
Радомаячки привлекательны своей низкой ценой, однако стоимость эксплуатации такого решения будет существенной, т.к. необходимо отслеживать реальное местоположение и заряд батареи маячков, при чем делать это путем физического присутствия специалиста на объектах.
Однако при интеграции двух подходов может возникнуть интересное решение. Инфраструктура Wi-Fi обеспечивает общее позиционирование, а уточнение координаты у определенного объекта, для которого принципиально важно в 1м находится от него устройство или в 3х – музейного экспоната, кассы, входа — происходит с помощью радиомаячка. Интеграция сетей Wi-Fi и BLE при этом позволяет добиться снижения затрат на эксплуатацию гибридной сети. На интерфейсе к MSE уже сегодня можно отслеживать реальное местонахождение радиомаячков относительно запланированного, «чужие» радиомаячки, а модуль точного позиционирования имеет в себе встроенный радиомаячок, в котором батарейка не закончится. В плане развития решения точного позиционирования Cisco также мониторинг заряда батареи и использование объединенной информации от Wi-Fi сети и BLE устройств для позиционирования и аналитики.
За инновационный модуль точного позиционирования компания Cisco получила целый ряд наград — Best of INTEROP 2015 в Лас Вегасе (апрель 2015), в Токио (июнь 2015) и Wireless Broadband Alliance в номинации Best WiFi Service Solution for Consumers or Enterprises в Сан Хосе (октябрь 2015). Преимущества метода – высокая точность позиционирования, низкие затраты на эксплуатацию, интеграция с BLE.
Частота обновления координаты
Позиционирование устройства в сети Wi-Fi может использоваться для целого ряда приложений:
А) обнаружение активов, помеченных метками Wi-Fi
Б) подключение к сети Wi-Fi с учетом местонахождения клиента
В) навигация по помещению
Г) отправка высокоэффективных предложений с учетом местонахождения клиента
Д) сбор аналитики поведения клиентов
Для приложений В)-Д) помимо точности позиционирования важна частота, с которой эта координата определяется.
Пока клиентское устройство не подключено к сети Wi-Fi, координата может определяться по пробам (probe requests), которые периодически отправляет устройство. Устройство не подключено к сети Wi-Fi, но мы уже получаем информацию о его передвижении. Пробы отправляются бродкастом, т.е. по всем частотным каналам – все точки доступа могут их услышать и триангуляция по пробам прекрасно работает.
Небольшая проблема состоит в том, что пробы отправляются устройством каждые 15-30-60 секунд в зависимости от алгоритма, заданного производителем устройства. Кроме того, производители мобильных устройств стремятся к сокращению количество отправляемых проб, т.к. это увеличивает энергоэффективность устройства. Собирая данные таким образом мы знаем, что клиент был в точке А и через, например, 30 секунд в точке Б, но не имеем информации о том, что он делал между А и Б. Для навигации в помещении, а также сбора аналитики о поведении клиентов такие промежутки времени также великоваты.
Для повышения частоты определения координаты разработчики Cisco реализовали метод позиционирования устройства по трафику данных, что позволило увеличить частоту сбора данных до 10 раз в минуту — FastLocate.
FastLocate может быть реализован на отдельном модуле для модульных точек доступа Cisco Aironet серий 3600 и 3700. Модуль WSM будет сканировать эфир и собирать информацию для расчета координат устройств примерно каждые 8 секунд.
Второй вариант использования FastLocate подходит для любых точек доступа Cisco Aironet и не требует дополнительного модуля. Точка доступа на короткий промежуток времени выходит из режима обслуживания клиентов и переключается в режим сканирования эфира (Enhanced Local Mode — ELM). В ELM точка, как и в предыдущем случае, собирает информацию для расчета координат устройств и переключается обратно в режим обслуживания клиентов. Такой метод имеет цену в виде снижения производительности сети Wi-Fi примерно на 15%, т.к. точки доступа не могут обслуживать клиентов 100% времени.
Клиентское устройство должно быть подключено к сети Wi-Fi, т.е. в интересах владельца помещения становится предлагать клиентам Wi-Fi подключение, мотивируя клиентов информативностью приложения и специальными предложениями.
Если в результате большая доля клиентов подключится владелец площадки сможет извлечь для себя много информации из подобной аналитики:
Сегодня более 2000 организаций по всему миру используют решения с позиционированием в сетях Cisco Wi-Fi и достигают нового уровня удовлетворенности клиентов, повышают эффективность своего бизнеса и маркетинговых программ.