基于嵌入式系統(tǒng)的定向運動平臺設(shè)計與開發(fā)

鄭海杰 倪 燃 王愛旭

（山東交通學(xué)院 信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院，山東 濟南250357）

0 引言

定向運動起源于北歐的瑞典，自20 世紀80 年代傳到中國。由于其是集體力，智力，娛樂與一體的綠色戶外運動項目，在休閑社會的來臨，體育社會功能從生產(chǎn)到生活，群體到個體，工具到玩具的轉(zhuǎn)變，在我國得到迅速的發(fā)展。不僅僅在專業(yè)的組織團隊當(dāng)中，更是融入到了普通大眾當(dāng)中，而且定向越野以其特有的價值已經(jīng)成我我國各大高校的課程。但在活動的組織過程，需要對開展活動的地形詳細的勘察，設(shè)置多個檢查點，制定比賽路線，對相應(yīng)的參賽者進行注冊等等，而且在比賽過程中，不能保證參與者是否到達了相應(yīng)的檢查點，是否存在損壞別人點簽的，這樣使比賽存在一定的不公平性；在戶外地形都很惡劣，很難保證參賽者安全，如若碰到危險能否自救，若不能自救怎么在第一時間向外界發(fā)送求救信號。這一系列的問題都限制著定向運動的發(fā)展。利用現(xiàn)代智能應(yīng)用，以嵌入式操作系統(tǒng)Android 為平臺，無論是生成互動者信息，對活動的創(chuàng)建，參加，自動生成活動地圖，利用電子地圖開發(fā)應(yīng)用精確定位各個檢查點，以及參與者的當(dāng)前位置，危險呼救，同步微博，對參賽數(shù)據(jù)的分析對比這些都能完成。大大提高的參加定向運動容易度，可靠度，公平度，使其更加大眾化，易于定向運動的推廣和發(fā)展。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

嵌入式系統(tǒng)定向運動平臺主要分為四個模塊：客戶端、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、通信協(xié)議，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

客戶端的是智能手機或其他嵌入式移動終端設(shè)備及安裝在上面的定向運動移動應(yīng)用，它是傳統(tǒng)定向運動工具的的替代品，能夠自動生成地圖，檢查點，并有聊天工具，辨別南北方向，同步微博等功能，同時將用戶活動信息發(fā)送至服務(wù)器。

圖1 定向運動平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

服務(wù)器是通過3G 等無線網(wǎng)絡(luò)與客戶端實時連接，能夠接收用戶在活動過程中傳遞過來的數(shù)據(jù)，包括在線信息、固定的檢查點到達信息、最終完成所用時間、遇見危險時發(fā)送的求救信息等等。

數(shù)據(jù)庫則存儲著大量客戶的信息，用戶的基本信息，活動信息，以方便組織方對成績的統(tǒng)計。

通信協(xié)議方式應(yīng)用了異步通信，發(fā)送字符的時間間隔是任意的。異步方式的的好處是簡單，便宜，但傳輸效率低。采用java nio 來實現(xiàn)客戶端和服務(wù)器之間的交互，能夠克服異步通信的缺點。由于交互比較頻繁，選擇長連接，還有心跳探測，一旦客戶端與服務(wù)器斷開連接，立即重新連接服務(wù)器。

2 軟件功能需求分析與設(shè)計

2.1 嵌入式手機客戶端軟件需求分析

對于定向運動平臺手機客戶端的設(shè)計功能包括以下六方面的內(nèi)容：

1）注冊功能：該功能起到兩方面的作用，一方面可以收集客戶的信息，另一方面可以給用戶分配一個代號，在參加活動的過程，根據(jù)此代號對參與者的信息進行收集。

2）創(chuàng)建團體功能：用戶可以根據(jù)自己的需要選擇創(chuàng)建活動或者參與活動，一旦有用戶創(chuàng)建了活動，周圍一定范圍內(nèi)的其他應(yīng)用定向運動客戶端的用戶便可以搜索到，可以直接參加到團體活動中，而且在活動開始前五分鐘，用戶不可在加入。圖2 所示為該功能的活動圖。

圖2 創(chuàng)建團體活動圖

3）自動生成地圖并定義用戶地理位置，地圖中隨即設(shè)置了幾個檢查點，當(dāng)用戶到達了相應(yīng)的檢查點會出現(xiàn)一個Toast 語句顯示已經(jīng)到達此點，同時把信息傳遞到服務(wù)器，這樣組織方便可對用戶的進行情況作出統(tǒng)計。

圖3 聊天室功能的活動圖

4）聊天室功能，在活動行進過程中，用戶可以通過聊天室對活動房間進行聊天活動，隨時報道其行進的進度，這樣方便其他用戶了解。這樣一定程度上也保證在惡劣的環(huán)境下參賽者的情況是否安全。該功能活動圖如圖3 所示。

5）遇險求救功能，在客戶端的左下角有sos 的按鈕，在用戶遇到一定的危險，急需求助時，可以將其當(dāng)前位置發(fā)送給其他用戶和組織方。這樣大大能夠降低危險性。

6）同步微博功能，在活動結(jié)束后，用戶可將其參與活動的地點，所用時間發(fā)送到QQ 或者新浪微博。

2.2 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

圖4 數(shù)據(jù)表邏輯關(guān)系圖

在該系統(tǒng)平臺中，主要設(shè)計的數(shù)據(jù)庫表由以下8 個表，其邏輯關(guān)系如圖4 所示。

1）用戶表（ID，用戶名，密碼，昵稱，出生年月，性別，頭像，興趣愛好）

2）開始類型表（ID，開始類型）

3）結(jié)束類型表（ID，結(jié)束類型）

4）活動表（ID，編號，發(fā)起人，活動名稱，開始時間，地圖半徑，檢查點個數(shù)，開始類型，結(jié)束類型，經(jīng)度，緯度，活動描述，附件）

5）地圖表（ID，編號，檢查點個數(shù)，經(jīng)度，緯度，地圖半徑）

6）檢查點表（x 坐標，y 坐標，地圖ID）

7）使用地圖表（地圖ID，活動ID，使用時間）

8）加入活動表（ID，活動ID，加入時間，加入日期，地點）

3 結(jié)語

現(xiàn)代可以已經(jīng)應(yīng)用到人們生活的方方面面，在這個大的趨勢下，更多方面人類生活，工作，學(xué)習(xí)，娛樂的便捷產(chǎn)品將于出現(xiàn)?；诙ㄏ蜻\動的軟件應(yīng)用到實際當(dāng)中，將會解決我國當(dāng)前定向運動中所產(chǎn)生的一系列問題，讓這個體育項目在我國帶來更快的發(fā)展。

［1］李良胤.基于網(wǎng)絡(luò)WebCT 技術(shù)構(gòu)建定向運動教學(xué)平臺的研究[J].吉林體育學(xué)院學(xué)報，2012（04）.

［2］劉秋月.江蘇高校開展定向運動的現(xiàn)狀及對策[J].運動，2012（12）.

［3］蘇本磊.校園定向越野教學(xué)簡易化操作探究[J].重慶文理學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2012（03）.

［4］宋先鋒，王翔.中國定向運動的發(fā)展與展望[J].浙江體育科學(xué)，Vol.27, No.4 Aug. 2005.

［5］李德銀，陳松喬.定向越野指導(dǎo)[M].北京:測繪出版社，1989.

［6］倫瑋.淺析GIS 技術(shù)在體育領(lǐng)域的應(yīng)用[J].內(nèi)江科技，2012（05）.