基于WIFI探针的高效客流量大数据监控分析系统设计

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　　摘要：随着人类社会的进步，人口的不断增多，人流量也已成为一项非常有价值的衡量指标。如何利用信息科学技术自动计算人员流量已成为当务之急。本文所研究基于WIFI探针的高效客流量监控系统，通过捕获探测区域内具有WIFI功能的移动终端的MAC地址信息，以此反映出当前区域内的人流情况，并在移动终端展现模块直观地显示数据变化，达到人流客流分析、行为轨迹采集分析、交通拥堵预警、开店选址热度分析等功能。
　　关键词：WiFi探针;MAC地址;人流量检测
　　中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）03-0150-02
　　0 引言
　　截至2019年6月，中国互联网用户规模达到8.54亿，其中移动互联网用户数量达到8.47亿。每一个移动终端无线模块上，都有一个被指定的MAC地址，通过WIFI探针设备可以识别指定范围内，具体有哪些终端存在，进而等价于用户存在。
　　1 系统整体设计
　　基于WIFI探针的高效客流量大数据监控分析系统整体架构包含四层，各层作用如下：
　　（1）基于智能路由的数据采集模块：通过采集设备探测（AP），获取移动终端的MAC地址、终端品牌等信息。
　　（2）基于play框架的数据处理平台：通过网络将前端采集的数据上传到数据处理平台。
　　（3）兼顾web端和移动端的前端展现模块：可以将前端设备收集的数据直观显示其数据变化并支持选用各种使用场景，方便用户在各种使用场景下自由切换使用模式。
　　（4）业务应用系统：使用大数据分析算法来挖掘和分析前端收集的海量数据，并快速找到适合不同应用程序需求的解决方案。
　　2 关键技术和主要技术指标
　　2.1 路由器上的编程
　　智能路由器就是在智能化管理下的路由器，通常具有独立的操作系统，用户可以使用Openwrt系统随意定制其路由器得到想要的模式。并且由于Openwrt的可定制性，我们可以使用WIFI探针来探测指定区域内的终端，以实现流量统计的目的。实际上，WIFI探测数据也可以用于收集终端节点信息。此信息引用的是諸如节点的MAC地址和终端模型之类的信息，而不是引用节点中的某些信息，用户隐私信息等。分析此类信息以获得有关人员流动的数据，例如在购物中心中顾客最多的时候和顾客最少的时候。这是因为每一个顾客的手机具有唯一的MAC地址，我们通过数据调查可以建立MAC地址与该人之间的映射关系，因此WIFI诊断可用于并行分析。如果路由器能够大量部署，它将收集更多的WIFI诊断数据，从而可以提供更多有价值的流量数据。
　　2.2 基于Play框架的MVC服务端架构
　　Play框架的快速迭代使开发人员可以看到修改后的结果，而无需在修改代码后重新编译。非阻塞机制使实时数据获取变得容易。灵活的可插拔插件，自定义配置使开发变得容易。使用MVC架构的软件具有更清晰的架构，可用于将来的维护。Play框架的控制器层提供动作响应和处理，视图层提供视图标记的语言模板，模型层提供与存储层（数据库）的交互接口。当用户发起HTTP（超文本传输协议）请求时，该请求所属的控制器可以位于Play框架中，然后调用相应的方法进行相应的处理。控制器层可应要求从模型层修改，更新或检索相关数据。模型层进一步与数据库层交互。控制器层与模型层完成交互之后，它将要显示的数据发送到视图层，然后从视图层获取相应的模板进行渲染，并将结果以HTTP的形式返回到浏览器。以上是Play框架中HTTP请求的完整生命周期。
　　2.3 Android系统开发技术
　　该系统的基于Android的终端应用程序需要使用Android开发技术来实现。该工具包基于Java语言，并且集成了用于调试和打包Android应用程序开发所需的应用程序的材料，模拟器和各种工具。您可以使用SDK提供的工具将您的应用程序打包为Android平台上使用的apk文件，并使用SDK仿真器来模拟和测试该软件在Android平台上的运行状况和效果。
　　3 技术特点和优势
　　当前，常用的人流量监控系统主要包括基于传感器的人流量监控系统和视频图像跟踪系统。基于传感器的监视系统使用内置的微处理器和外部红外检测模块来创建采集模块。这种类型的系统适合进入和退出一个人。但是无法确定何时有很多人同时进出基于视频图像处理技术的人流监控系统将使用摄像机收集图像。使用并行多分类器对收集到的图像进行头部检测，确定当前图像中的头部数量，并跟踪确定的头部。形成了头部轨迹，然后计算人的头部轨迹方向的流量[1-3]。基于视频图像处理技术的监视系统具有较高的准确性，但由于其复杂的结构和成本而并不受欢迎。
　　相对于传统人流量监控系统，WIFI探针是能定期会发送请求帧的终端设备，在速度和效率上更好的完成嗅探工作，并且无线网卡使用专用软件在PC上实现AP功能的技术，它可以取代无线网络中的AP（无线接入点），从而会降低无线组网的成本。
　　基于WIFI探针的客流监控系统使用移动终端和路由器之间的通信来获取WIFI探针数据，使用设备的MAC地址作为基本统计数据，实时部署，获取区域内的智能路由流量。该系统结合了硬件和软件，并且整体采用模块化设计。考虑到Web前端显示模块和移动端，整个系统分为基于智能路由的数据采集模块和基于play框架的数据处理平台。
　　数据采集模块是在Openwrt的基础上扩展和实现的，可以完成数据的采集，分类和报告。数据处理平台实时处理原始的WIFI探针数据，并生成多个反映人流的指标。前端显示模块基于Web，并且基于android。该移动终端实现了数据呈现，直观地显示了交通指标的变化，满足各种平台上用户的需求。该模块实现了良好的互动与配合，满足了人员流量监控的需求。
　　智能路由已经非常流行，因此该系统不需要安装任何其他传感器，易于操作，并且价格低廉。此外，无需依赖复杂的算法，例如面部识别。通过智能路由分析和处理在移动设备上记录的信息。它相对易于实现和易于部署;Web前端的前端显示模式和Android系统的前端显示模式提供了数据更改的直观指示，并支持各种使用场景用户还可以随意在各种使用模式之间切换[4]。 　　4 系统模拟展示
　　基于WIFI检测技术来识别AP（无线接入点），如果附近有启用WIFI的智能手机或WIFI终端（笔记本电脑，平板电脑等），WIFI探针无需用户访问WIFI即可识别用户信息。当我们进入探测信号的覆盖区域并且我们的WIFI设备打开时，我们的设备就可以被探测到，且可以轻松探测到IOS或Android系统，并获得该设备的MAC地址以实现人流量的统计[5]。
　　5 系统应用
　　线下零售场景需要大量且准确的乘客流量数据，新老客户以及在商店停留的时间以支持业务运营。借助这些数据，您可以清楚地了解商店的整体客户流量趋势，达到选择商店位置，选择促销活动强度，合理的人员安排，老顾客保留率，是否进行整体布局的目的。存储合理，并使用数据。以提高商店的运作效率。
　　我们的系统主要是在客流统计应用的方向。它可以为不同规模的企业提供集成的软件和硬件客流统计解决方案，以帮助企业快速，低成本地部署客流系统[6，7]。利用WIFI探针覆盖广泛，有效的收集，快速部署和准确的数据产品特征，可以轻松地对行为数据进行统计分析，例如大批量人流，客流，新老乘客流以及停留商店时间。此外，基于这些数据，您还可以生成高级功能，例如区域热图，人群轨迹和到店提醒[8]。
　　探测器收集的客流数据通过网络上传到服务器后台进行数据整理和分析，分析结果显示在前端。前端数据的显示可以建立在微信公众号平台或自己的APP上。可以显示的数据包括：人流量，客流量，新老顾客，在店停留的时间等[9]。
　　实际上，“大数据客流预测”不仅在智能交通和商业圈的分析和评估中具有重要价值，而且在城市规划和基础设施建设，安全与国防，智能旅行等其他场景中也具有广阔的应用前景。以智能旅游为例，“大数据人员流量预测”可以预测风景名胜区的游客流量，进行风景名胜区的客流引导，协助景區的进一步发展。可以预测景区未来的客流，并为景区下一步业务结构调整和管理服务决策提供数据支持。
　　参考文献
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　　[7] 曾磊，张海峰，侯维岩.基于WIFI的无线测控系统设计与实现[J].电测与仪表，2011（07）：81-83.
　　[8] 郑娟毅，石明卫.802·11无线局域网技术及其发展[J].西安邮电学院学报，2006（03）：13-16.
　　[9] 聂春雷.计算机MAC地址和IP地址的探讨[J].电脑知识与技术，2006（11）：64.
　　Abstract：With the progress of human society and the continuous increase of the population， the flow of people has become a very valuable measurement index. How to use information science and technology to automatically count the flow of people has become an urgent problem. The efficient passenger flow monitoring system based on the WIFI probe studied in this article captures the MAC address information of the mobile terminal with WIFI function in the detection area to reflect the current flow of people in the area and visually displays it in the mobile terminal display module The data changes to achieve functions such as passenger flow analysis， behavior trajectory collection and analysis， traffic congestion warning， and shop location heat analysis.
　　Key words：WiFi probe;MAC address;human flow detection
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