基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的旅游團(tuán)隊(duì)自動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)設(shè)計(jì)

刀怡婕+云利軍+劉喬波+劉智峰+唐鵬程

摘要：基于Android平臺(tái)和RFID技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款專門針對(duì)旅游出團(tuán)管理中使用的點(diǎn)名系統(tǒng)，能夠在一定范圍內(nèi)對(duì)攜帶無(wú)源標(biāo)簽的游客進(jìn)行短距離自動(dòng)識(shí)別和多游客同時(shí)識(shí)別，以便于導(dǎo)游準(zhǔn)確清點(diǎn)游客數(shù)量，確認(rèn)游客位置和人身安全等。該系統(tǒng)具有讀取速度快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、便于攜帶、人機(jī)界面友好等特點(diǎn)，可以大大減輕導(dǎo)游的工作量，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：Android平臺(tái)；RFID技術(shù)；旅游團(tuán)隊(duì)；點(diǎn)名系統(tǒng)；無(wú)源標(biāo)簽

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）29-0055-03

1 概述

近年來(lái)隨著RFID技術(shù)和個(gè)人移動(dòng)終端產(chǎn)品的日趨成熟，促使旅游行業(yè)信息化程度不斷提升，從而引發(fā)導(dǎo)游服務(wù)模式也正在發(fā)生深刻的變化。尤其是2007年Android操作系統(tǒng)的正式發(fā)布，使得人們通過(guò)大屏幕智能手機(jī)等移動(dòng)終端獲取信息不再是夢(mèng)想，從而為旅游團(tuán)隊(duì)自動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了有利條件。RFID技術(shù)與上層應(yīng)用軟件以及Android手持終端自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，能達(dá)成一種高度自動(dòng)化的信息或數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、數(shù)據(jù)采集和移動(dòng)計(jì)算三方面的技術(shù)應(yīng)用[1]，從而實(shí)現(xiàn)物品及人員定位、考勤管理、物品管理、身份識(shí)別等功能。

本文是基于Android平臺(tái)，結(jié)合RFID技術(shù)而設(shè)計(jì)的旅游團(tuán)隊(duì)成員自動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在無(wú)需人干預(yù)的情況下對(duì)游客進(jìn)行點(diǎn)名，不受空間、時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境、天氣變化的影響，既方便快捷又準(zhǔn)確，避免了導(dǎo)游對(duì)旅游團(tuán)游客的管理依靠團(tuán)旗和喊話器等原始方式帶來(lái)的問(wèn)題，更具智能化并大大減少了出錯(cuò)率。

2 RFID射頻識(shí)別技術(shù)

RFID（Radio Frequency Identification），全稱為“無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)”，是一種無(wú)線通信技術(shù)，基本原理是利用射頻信號(hào)及其空間耦合、傳輸特性進(jìn)行信息獲取的一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。可以通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器（Reader）與電子標(biāo)簽（TAG）也就是所謂的應(yīng)答器（Transponder）及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三部分組成。（1）閱讀器：由天線、耦合元件、芯片組成，是讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式RFID讀寫器或固定式讀寫器；（2）應(yīng)答器：由天線、耦合元件及芯片組成，一般來(lái)說(shuō)都是用標(biāo)簽作為應(yīng)答器，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；（3）應(yīng)用軟件系統(tǒng)：是應(yīng)用層軟件，主要作用是把收集到的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理，并為人們所使用。標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理[2-3]。其工作原理是閱讀器（Reader）發(fā)射一特定頻率的無(wú)線電波能量給應(yīng)答器（Transponder），用以驅(qū)動(dòng)應(yīng)答器（Transponder）電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)閱讀器（Reader）便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。以RFID閱讀器及電子標(biāo)簽之間的通訊和能量感應(yīng)方式來(lái)看大致分成感應(yīng)耦合（Inductive Coupling） 及后向散射耦合（Backscatter Coupling）兩種。一般低頻RFID大都采用第一種方式，而較高頻RFID大多采用第二種方式。

RFID技術(shù)適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)，不受時(shí)間、空間限制，可以無(wú)接觸地完成自動(dòng)識(shí)別、跟蹤以及管理功能，而且穿透能力以及抗干擾能力強(qiáng)。因此，RFID技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，如門禁安保、電子票證、交通運(yùn)輸、物流管理、電子商品監(jiān)視、定位系統(tǒng)、身份識(shí)別、會(huì)議簽到、航空行李跟蹤和分揀等[1，5]。

3 Android移動(dòng)終端技術(shù)

Android是Google于2007年11月5日發(fā)布的基于Linux平臺(tái)的開(kāi)源手機(jī)操作系統(tǒng)，該平臺(tái)由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成。使用的編程語(yǔ)言主要為C/C++（底層）、JAVA等（應(yīng)用層）。

3.1 Android系統(tǒng)框架

從系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)看，Android操作系統(tǒng)共分為四層，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)?、框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)和Linux內(nèi)核層。

1） Linux內(nèi)核層：Android的核心系統(tǒng)服務(wù)是基于Linux2.6內(nèi)核的，比如安全性、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議庫(kù)和驅(qū)動(dòng)模塊都依賴于該內(nèi)核。

2） 系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)：主要提供Android程序運(yùn)行時(shí)需要的一些類庫(kù)，這些類庫(kù)一般是使用C/C++語(yǔ)言編寫的。

3） 框架層：是編寫Google發(fā)布的核心應(yīng)用時(shí)所使用的API框架，開(kāi)發(fā)人員可以使用這些框架來(lái)開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序，這樣可以簡(jiǎn)化程序開(kāi)發(fā)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。

4） 應(yīng)用層：是Java語(yǔ)言編寫的運(yùn)行在Android平臺(tái)上的程序，比如Google默認(rèn)提供E-mail客戶端、SMS短信、日歷、地圖及閱覽器等程序[4]。

3.2 SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)

基于Android平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式分內(nèi)部存儲(chǔ)和外部存儲(chǔ)[5]。該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用了內(nèi)部存儲(chǔ)SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，使數(shù)據(jù)操作簡(jiǎn)單方便。SQLite是一款超輕量級(jí)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，支持SQL語(yǔ)句，能實(shí)現(xiàn)查詢、插入、刪除、修改、查詢等操作，具有精小、安全、免費(fèi)等特點(diǎn)。

下面以查找游客詳細(xì)信息功能的實(shí)現(xiàn)為例，來(lái)闡述旅游團(tuán)隊(duì)自動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)對(duì)游客信息管理的查找處理流程，具體如圖1所示。

查找游客詳細(xì)信息處理過(guò)程的事件源點(diǎn)擊游客信息條目，首先程序?qū)⒈O(jiān)聽(tīng)器itemClickListener通過(guò)setOnItemClickLinstener（）方法注冊(cè)到Lv_tourist；當(dāng)外部動(dòng)作點(diǎn)擊lv_tourist條目的時(shí)候，系統(tǒng)產(chǎn)生itemClick事件，并將其傳入到事件的監(jiān)聽(tīng)器ItemClickListener；事件監(jiān)聽(tīng)器調(diào)用事件處理器做出相應(yīng)的動(dòng)作，即在onItemClick方法中創(chuàng)建并顯示自定義對(duì)話框，并根據(jù)點(diǎn)擊的位置從全局游客信息（程序啟動(dòng)時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)查詢并常駐內(nèi)存，減少后續(xù)數(shù)據(jù)查詢操作）數(shù)據(jù)列表中查找到相應(yīng)信息，再將此信息顯示給用戶。在創(chuàng)建數(shù)據(jù)表之前，首先要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際要求規(guī)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，然后在數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。游客信息表的定義如表1所示。endprint

在系統(tǒng)中建立一個(gè)SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)文件，將數(shù)據(jù)庫(kù)文件存放在/data/data//databases中。使用一個(gè)繼承自SQLiteOpenHelper類的對(duì)象dbHelper的方法dbHelper.getWritableDatabase（）來(lái)獲取一個(gè)可以執(zhí)行非查詢操作的SQLiteDatabase對(duì)象，再使用dbHelper. getReadableDatabase（）來(lái)獲取一個(gè)可以執(zhí)行查詢操作的SqLiteDatabase對(duì)象。

4 旅游團(tuán)隊(duì)自動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

旅游團(tuán)隊(duì)自動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示：

4.2 RFID標(biāo)簽制式選擇

本系統(tǒng)的RFID標(biāo)簽選用的是超高頻（UHF，850MHz-960MHz）頻段的無(wú)源標(biāo)簽，支持EPC Class Gen2，180006b協(xié)議的RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)部采用高能扣式鋰電池，采用“主動(dòng)方式”進(jìn)行工作，按照預(yù)設(shè)的規(guī)則周期性的進(jìn)行信號(hào)發(fā)射，識(shí)別方式為全向識(shí)別，識(shí)別距離為0.3-1米。從應(yīng)用概念來(lái)說(shuō)，射頻標(biāo)簽的工作頻率也就是射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率，直接決定著系統(tǒng)應(yīng)用的各方面特性。在RFID系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作就像我們平時(shí)收聽(tīng)調(diào)頻廣播一樣，射頻標(biāo)簽和讀寫器也要調(diào)制到相同的頻率才能工作。當(dāng)然，對(duì)于閱讀器以及標(biāo)簽的工作頻段也可以選用頻段可調(diào)的RFID系統(tǒng)，這樣更便于實(shí)際工作需要。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

5.1 系統(tǒng)功能測(cè)試

對(duì)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行功能實(shí)驗(yàn)測(cè)試，具體過(guò)程如下：

1） 添加游客信息

添加游客信息至手持機(jī)端，并與RFID標(biāo)簽相連接，可以正確實(shí)現(xiàn)信息的錄入，其操作界面如圖3所示。

2） 查詢、修改、增減游客相關(guān)信息

在手持移動(dòng)終端上進(jìn)行游客信息的查詢、修改和增減，均可以正確的實(shí)現(xiàn)，其具體操作界面如圖4所示。

3） 點(diǎn)名系統(tǒng)總體測(cè)試

在旅游團(tuán)隊(duì)實(shí)際出團(tuán)過(guò)程中，導(dǎo)游手持安裝有點(diǎn)名系統(tǒng)APP的移動(dòng)終端對(duì)帶有RFID標(biāo)簽的游客就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)名，從而可以隨時(shí)掌握游客的狀態(tài)和位置信息，大大提高了工作效率。經(jīng)實(shí)測(cè)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，具體操作如圖5所示。

5.2 標(biāo)簽感應(yīng)距離測(cè)試

在實(shí)際測(cè)試中，RFID標(biāo)簽與手持移動(dòng)終端機(jī)的感應(yīng)距離如表2所示：

由上表測(cè)試結(jié)果可以看出：

1） 由于長(zhǎng)距離標(biāo)簽的實(shí)用性不強(qiáng)，且容易在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)游客未上車卻被自動(dòng)感應(yīng)的情況，所以應(yīng)選擇短距離標(biāo)簽作為本次項(xiàng)目的主體標(biāo)簽。

2） 在使用過(guò)程中需要特殊記錄二次感應(yīng)的問(wèn)題，以便準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)游客多次上下車的情況。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)射頻識(shí)別（RFID）的特點(diǎn)及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，基于Android移動(dòng)終端技術(shù)和RFID射頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)旅游團(tuán)隊(duì)出團(tuán)過(guò)程中游客的自動(dòng)點(diǎn)名功能。同時(shí)，根據(jù)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)特點(diǎn)以及Android系統(tǒng)本身所自帶的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了閱讀器對(duì)游客信息的本地存儲(chǔ)，還可以通過(guò)GPRS或WIFI等通信方式將讀取的游客信息上傳到后臺(tái)服務(wù)器，這樣更方便旅游公司隨時(shí)對(duì)游客信息進(jìn)行管理和查詢，使導(dǎo)游點(diǎn)名系統(tǒng)更具智能化，大大提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)：

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