基于個人定位系統(tǒng)的研究與思考

宮麗

2015年下半年我的研究題目“個人定位系統(tǒng)的模式比較與仿真分析”獲批陜西省教育廳科學(xué)研究項目立項，該項目來源于社會，對一些現(xiàn)象的有感而發(fā)，老人的走失、小孩的丟失以及物品的失竊等等，是日常生活中的悲劇，能否有合適的途徑或有效的方案來杜絕這些不文明現(xiàn)象呢？答案是肯定的，常見術(shù)語是GPS，又稱全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。一旦將GPS與無線通信和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，消費市場將發(fā)展迅猛。如定位手表、定位手環(huán)等。

研究背景

網(wǎng)絡(luò)搜索發(fā)現(xiàn)，定位這個關(guān)鍵詞無處不在。定位系統(tǒng)匯集了空間技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)等，用于緊急救援、追蹤目標(biāo)、日常生活中遇到各種困難時的求助等，為軍艦、飛機(jī)、陸軍等提供定位導(dǎo)航。我國引進(jìn)的GPS接收機(jī)應(yīng)用于測繪、資源勘探等靜態(tài)定位，提高了工作效率，節(jié)約了經(jīng)費，車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS車輛監(jiān)控與調(diào)度管理系統(tǒng)被用于交通管理。可以對違規(guī)車輛進(jìn)行實時監(jiān)控。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，具有定位功能的移動電話也進(jìn)入了市場。定位跟蹤器是內(nèi)置了定位模塊和移動通信模塊的終端。可用于兒童和老人的行蹤掌控、公略巡檢、貨物跟蹤等。

研究團(tuán)隊

項目組成人員由企業(yè)技術(shù)人員和學(xué)校教師組成，既有電路原理的理論研究基礎(chǔ)，又有實踐的驗證研究。項目負(fù)責(zé)人的研究方向為電子技術(shù)及其應(yīng)用，主講過《自動控制原理》、《電子技術(shù)》、《EDA虛擬仿真技術(shù)》等課程。在項目中主要進(jìn)行電路分析與仿真。參與過陜西省教育廳專項科研計劃項目，發(fā)表科技核心論文3篇，普通論文5篇。項目組成員之一是從事廣電網(wǎng)絡(luò)雙向網(wǎng)及互動平臺網(wǎng)絡(luò)管理工作，在項目研究中進(jìn)行定位技術(shù)研究。成員之二在項目研究中主要進(jìn)行文獻(xiàn)查閱。梳理資源，分析研究現(xiàn)狀。成員之三在項目研究中主要進(jìn)行調(diào)研和階段報告撰寫。

研究內(nèi)容

個人定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析。個人定位系統(tǒng)的模式對比研究。單元電路分析與仿真。接收機(jī)的解碼工作原理與仿真分析。

個人定位系統(tǒng)的需求現(xiàn)狀。孩子、學(xué)生、老年人、外出單身女性及外出鍛煉人員在社會人員中占有很大的比例，這些人群都是將是定位設(shè)備的需求客戶群體。

個人定位系統(tǒng)的抗干擾分析。封閉的環(huán)境并不一定會阻斷定位器的信號接收，將GPS定位器與衛(wèi)星分隔開的物體材料才是阻斷信號的關(guān)鍵。假設(shè)在停車場，會阻斷信號的實鋪設(shè)露面的鋼筋或金屬物質(zhì)。建筑群的密度就算很高，只要有一定的建筑空虛，且這些空隙足夠開闊。信號就可以維持在使用范圍內(nèi)。GPS信號受水的影響很大，遇到水GPS信號會完全被阻斷。防水的包裝袋不會屏蔽信號，只要水體本身沒有對GPS形成封閉的環(huán)境，GPS信號依舊可以傳播。

個人定位系統(tǒng)的跟蹤速度分析。針對實時性跟蹤的要求提出改進(jìn)的跟蹤算法，解決耗時的問題，提高跟蹤速度。

案例分析

從身邊的案例人手進(jìn)行分析，針對時下亞健康現(xiàn)象，單位專門舉辦了一次“綠色環(huán)保，健康行”活動，利用小米手環(huán)的數(shù)據(jù)跟蹤分析，以一個學(xué)期為周期，對所有參加活動的人員進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，并進(jìn)行每日發(fā)布和督促大家持之以恒。針對小孩子的安全問題。利用定位手表跟蹤反饋。

“綠色環(huán)保。健康行”活動主要用到小米手環(huán)運動監(jiān)測功能。在APP上觀看運動量，數(shù)據(jù)分享，數(shù)據(jù)匯總，排名激勵?；顒忧芭鋫淞诵∶资汁h(huán)。由于對系統(tǒng)版本有要求。所以配置的手機(jī)系統(tǒng)必須要符合需求。將小米手環(huán)與個人手機(jī)通過低功耗藍(lán)牙實時連接，在藍(lán)牙功能的有效范圍內(nèi)，手環(huán)自行感應(yīng)使用，自動同步，直接在APP上觀看相應(yīng)數(shù)據(jù)。小米手環(huán)腕帶中的手環(huán)主體。被稱為“米?！保?dāng)顯示電量不足時，取下小米手環(huán)上的米粒，使用專用充電器進(jìn)行充電，一端置有USB口，一端置有凹槽的充電線，將米粒的帶有兩個鍍金觸點的一端塞進(jìn)去。請注意方向。手環(huán)完全充電后，因為我們使用手環(huán)僅用于觀測、記錄運動狀態(tài)。所以它可運行3。天。

在使用的過程中發(fā)現(xiàn)，米粒的取放不方便，每次去下米粒，要從小米手環(huán)底部托起米粒，然后用力頂起一邊，才能取出米粒。反之亦然。雖然小米手環(huán)腕帶具有良好的韌性，但是每次取放都有點費勁。而且數(shù)據(jù)記錄不是很準(zhǔn)確，同步有時滯后。

家長選用電話手表，實時了解孩子的所在位置，并通過通話隨時眼孩子溝通。

電話手表是外觀類似手表的一種小巧手機(jī)，通常戴在手腕上。大多數(shù)手表手機(jī)除了擁有顯示時間、撥打電話、發(fā)送短信等基本功能。還具備多媒體播放、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、拍照攝像等功能，操作方式一般為觸控和按鍵操作。電話手表充電完全后。主要用于定位和通話，基本上可以待機(jī)3天。家長可以利用電話手表進(jìn)行事前設(shè)置，在自己手機(jī)上安裝APP，設(shè)置電話的呼入和呼出以及固定的家人信息。

但是考慮的角度不同。學(xué)校老師通常不建議小學(xué)生佩戴電話手表。因為電話手表有可能有輻射，長期佩戴可能影響孩子生長發(fā)育。小學(xué)生年紀(jì)小，對很多事物有新鮮感。容易玩手表而導(dǎo)致上課分心。

當(dāng)今社會。傷害兒童的惡性事件時有發(fā)生，青少年女性在獨自外出時也經(jīng)常遭到人身意外傷害，現(xiàn)如今外出老年人的安全也成為安全的關(guān)注點。如何確保人身、財產(chǎn)安全，是面臨的現(xiàn)實問題，當(dāng)這些事件突發(fā)時，需要借助有效途徑及時作出反饋處理。則個人定位系統(tǒng)的需求被提到日程。常見的定位手環(huán)、定位手表、定位書包等，這些實用的個人定位產(chǎn)品可佩帶在身上，小巧方便。由此可見個人定位系統(tǒng)的前景應(yīng)用廣泛。