基于LBS的智慧校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

陳晶 白麗麗

摘 要 位置服務(wù)現(xiàn)在是生活中必不可少的一個(gè)服務(wù)，很多服務(wù)于社區(qū)的應(yīng)用都包含有位置服務(wù)，但是現(xiàn)在的位置服務(wù)有一定的局限性，很多小范圍內(nèi)的應(yīng)用都不夠成熟。用戶(hù)獲取的位置在小范圍內(nèi)未成做到十分精確，本文主要是以校園為研究對(duì)象，進(jìn)行基于LBS的智慧校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，通過(guò)對(duì)其中關(guān)鍵技術(shù)的研究為師生提供校園范圍內(nèi)的便捷化位置服務(wù)，通過(guò)智慧平臺(tái)的搭建也可以為L(zhǎng)BS在社區(qū)乃至城市的服務(wù)提供思路。

關(guān)鍵詞 智慧平臺(tái) LBS Android 定位

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1校園LBS系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

從功能定位上來(lái)講，校園LBS智慧系統(tǒng)主要是服務(wù)于師生，負(fù)責(zé)考勤及其他功能，考勤是通過(guò)位置服務(wù)實(shí)現(xiàn)師生的智能打卡，當(dāng)學(xué)生或者老師進(jìn)入指定的區(qū)域內(nèi)時(shí)就可以進(jìn)行打卡操作，而未進(jìn)入到指定區(qū)域時(shí)則無(wú)法實(shí)現(xiàn)打卡操作。平安校園系統(tǒng)主要是設(shè)計(jì)一些人性化的服務(wù)，如向家里報(bào)平安、用戶(hù)之間的交流等等。整個(gè)校園LBS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以分為需求設(shè)計(jì)、框架設(shè)計(jì)、具體實(shí)現(xiàn)和測(cè)試幾個(gè)步驟。

1.1.1考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考勤是學(xué)校對(duì)學(xué)生進(jìn)行管理的有效手段，在班級(jí)上的考勤方式主要是通過(guò)老師點(diǎn)名來(lái)完成，這種考勤方式不管是從實(shí)施還是效果上來(lái)看都不理想，很多老師為了節(jié)約時(shí)間都會(huì)選擇抽查的方式來(lái)進(jìn)行考勤，甚至有的老師會(huì)直接跳過(guò)點(diǎn)名這一課堂階段，這種考勤方式稱(chēng)之為人工考勤。第二種考勤方式是通過(guò)一些硬件設(shè)備進(jìn)行考勤，如指紋打卡設(shè)備等，這種考勤機(jī)雖然較人工打卡有很大的便利性，但是成本過(guò)高，學(xué)校需要購(gòu)買(mǎi)大量的儀器并且要單獨(dú)為這些設(shè)備進(jìn)行布線(xiàn)，這對(duì)于成本和施工都帶來(lái)很高的要求，而且這些考勤設(shè)備每隔一定的時(shí)間就需要進(jìn)行維護(hù)和更換，這無(wú)疑又增加了其使用成本。第三種是web考勤系統(tǒng)，這種考勤系統(tǒng)也有很多弊端，學(xué)生在上課時(shí)基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)使用這種方式進(jìn)行打卡。在設(shè)計(jì)考勤功能時(shí)，需要綜合考慮不同的打卡模式所帶來(lái)便利之處和不便之處，以更好的設(shè)計(jì)考勤服務(wù)。

針對(duì)以上的情況，本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的智能考勤系統(tǒng)是通過(guò)手機(jī)定位、GPS定位技術(shù)、指紋識(shí)別等技術(shù)的結(jié)合，提供有主動(dòng)打卡和被動(dòng)打卡兩種形式，在主動(dòng)打卡模式下，學(xué)生需要進(jìn)入到打卡位置范圍內(nèi)才可以進(jìn)行打卡，如果超出這個(gè)范圍則被判定為打卡失敗。在被動(dòng)模式下，只有學(xué)生攜帶手機(jī)進(jìn)入打卡范圍則會(huì)自動(dòng)打卡成功，不管是主動(dòng)打卡模式還是被動(dòng)打卡模式都對(duì)位置服務(wù)的精確度有著較高的要求，一般來(lái)說(shuō)不可以超過(guò)5m的誤差。考勤功能適用于很多需要進(jìn)行考勤的場(chǎng)合，如組織機(jī)關(guān)、學(xué)校、宿舍等需要進(jìn)行出入統(tǒng)計(jì)的地方，特別是被動(dòng)考勤模式可以十分方便的進(jìn)行人員進(jìn)出情況的統(tǒng)計(jì)，便于管理。

1.1.2平安校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)

平安校園功能模塊的設(shè)計(jì)主要考慮到一些監(jiān)測(cè)服務(wù)以及位置交流活動(dòng)的支持。比如監(jiān)測(cè)服務(wù)的主體為電子圍欄系統(tǒng)，他可以通過(guò)手機(jī)里的定位來(lái)監(jiān)測(cè)人員的活動(dòng)范圍，在服務(wù)啟動(dòng)之后，位置服務(wù)會(huì)不斷的發(fā)送到服務(wù)器中，智能手機(jī)端被稱(chēng)為被監(jiān)測(cè)端，可以用于描繪其活動(dòng)軌跡，web服務(wù)端在接收到位置信息的推送之后主要進(jìn)行的工作是對(duì)于位置數(shù)據(jù)的分析，通過(guò)智能化算法生成二維或三維軌跡圖以實(shí)現(xiàn)對(duì)于被監(jiān)測(cè)端的監(jiān)測(cè)。而另一個(gè)功能返家報(bào)平安系統(tǒng)則是將服務(wù)定位于節(jié)假日期間學(xué)生離校后的位置監(jiān)測(cè)，如學(xué)生在設(shè)置好家庭住址之后，如果攜帶手機(jī)進(jìn)行到家庭住址位置附近，則學(xué)校的web服務(wù)器就會(huì)收到來(lái)自于學(xué)生的平安信息推送，使學(xué)校及時(shí)了解到學(xué)生已經(jīng)平安返家的消息。另一方面，通過(guò)在學(xué)生家長(zhǎng)手機(jī)里安裝監(jiān)測(cè)客戶(hù)端，學(xué)生在離家歸校之后家長(zhǎng)也可以及時(shí)的收到學(xué)生平安返校的消息，十分的便利。

這些信息都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)的傳送到服務(wù)器中，再由服務(wù)器向各個(gè)客戶(hù)端推送，整個(gè)上做到了信息的實(shí)時(shí)性和有效性，并且設(shè)置有斷線(xiàn)自動(dòng)同步功能，如果由于某些原因手機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)，那么在位置服務(wù)正確工作的情況下系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成本地日志，在聯(lián)網(wǎng)之后會(huì)進(jìn)行自動(dòng)同步服務(wù)器操作，防止數(shù)據(jù)的“斷檔”。

1.2整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

LBS服務(wù)的核心是位置和地理信息，這兩者都是不可缺少的東西，位置服務(wù)也稱(chēng)為GPS定位，目前的智能手機(jī)都會(huì)安裝這一功能，系統(tǒng)只需要調(diào)用其服務(wù)接口即可。而地理信息服務(wù)也可以稱(chēng)為地圖數(shù)據(jù)，通過(guò)手機(jī)的位置服務(wù)接收的數(shù)據(jù)只是一些坐標(biāo)參數(shù)，需要將這些參數(shù)顯示在對(duì)應(yīng)的平面地圖上，也可以稱(chēng)之為數(shù)據(jù)可視化。地理信息服務(wù)平臺(tái)是整體系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，位置服務(wù)由手機(jī)定位系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)商共同提供，提供的位置信息服務(wù)較為全面也較為準(zhǔn)確，同時(shí)也使得地圖服務(wù)的提供趨近于規(guī)范化和集成化，方便開(kāi)發(fā)者使用?；贏ndroid系統(tǒng)的應(yīng)用多為C/S模式，所以本工程所選用的模式也為C/S模式，C/S模式為分客戶(hù)端和服務(wù)端，客戶(hù)端為開(kāi)發(fā)完成的apk文件，用戶(hù)只需要將其安裝在手機(jī)里即可，服務(wù)端則搭建于云服務(wù)器中，由學(xué)校進(jìn)行統(tǒng)一的管理和維護(hù)，用來(lái)接收客戶(hù)端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。在服務(wù)端與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互過(guò)程中主要是采用sql語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的交互，服務(wù)端獲取到數(shù)據(jù)之后通過(guò)的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給客戶(hù)端，再由客戶(hù)端以一定的形式展示給學(xué)生。

2定位模塊的實(shí)現(xiàn)

作為整個(gè)服務(wù)架構(gòu)的中樞，LBS位置服務(wù)首先是需要進(jìn)行定位環(huán)境的布置，定位環(huán)境是一個(gè)體系，體系中包括感應(yīng)點(diǎn)、定位傳感器、定位回傳系統(tǒng)等關(guān)鍵元素，這些關(guān)鍵元素共同組成了一個(gè)安全可靠的定位環(huán)境。在定位環(huán)境搭建好之后，需要對(duì)定位的參數(shù)進(jìn)行獲取，在獲取了大量的參數(shù)之后便可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行處理分析，并建立定位數(shù)據(jù)庫(kù)和索引數(shù)據(jù)庫(kù)。由于不同的用戶(hù)對(duì)于位置參數(shù)的需求是不同的，為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，需要根據(jù)不同的需求來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法，由對(duì)位置精確度的需求不高時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的算法應(yīng)當(dāng)以代碼執(zhí)行速度為首要考慮目標(biāo)，當(dāng)對(duì)位置精確度的需求較高時(shí)，則以數(shù)據(jù)精度為首要考慮目標(biāo)。以上這一系列的過(guò)程所實(shí)現(xiàn)的最終目的為對(duì)終端的定位，并且要將精確度控制于某一誤差范圍之內(nèi)，參考高德地圖和百度地圖等app的誤差，這個(gè)范圍控制在2m至5m內(nèi)較為適宜。在實(shí)現(xiàn)了對(duì)于終端的定位之后，通過(guò)應(yīng)用程序所設(shè)計(jì)的傳輸服務(wù)將位置信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器中，再由服務(wù)器進(jìn)行下一步的處理。

3信息推送服務(wù)

如何將服務(wù)信息即時(shí)的推送到終端也是關(guān)鍵點(diǎn)之一，目前所考慮的推送方式有兩種：一種是app內(nèi)的消息推送，但是這種推送方式有一個(gè)明顯的弊端，即某些特定機(jī)型下會(huì)控制app的后臺(tái)運(yùn)行，導(dǎo)致用戶(hù)無(wú)法及時(shí)的接收到信息;另一種是短信方式的推送，這種推送方式可以很好的解決消息被屏蔽的問(wèn)題，但發(fā)送短信需要一定的成本?；贚BS的智慧校園系統(tǒng)采用兩種方式相結(jié)合的方法，對(duì)于次要消息的推送以應(yīng)用內(nèi)消息為主，而重要的消息則通過(guò)短信進(jìn)行推送，短信發(fā)送服務(wù)平臺(tái)有很供應(yīng)商可以選擇，如阿里云、七牛云等，收費(fèi)也較為合理，在可接受范圍之內(nèi)。

4結(jié)語(yǔ)

基于LBS的智慧校園系統(tǒng)是將信息技術(shù)和GPS技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了考勤功能和平安匯報(bào)功能。在考勤功能上，提供了主動(dòng)考勤和被動(dòng)考勤兩種模式，主動(dòng)考勤類(lèi)似于平常的打卡模式，學(xué)生在進(jìn)入到允許打卡的區(qū)域時(shí)可主動(dòng)打卡，被動(dòng)打卡則類(lèi)似于位置收集，主要是應(yīng)用于需要進(jìn)行出入統(tǒng)計(jì)的場(chǎng)景。而學(xué)生返家報(bào)平安的功能則人性的實(shí)現(xiàn)了學(xué)生返家之后自動(dòng)化平安信息推送，相對(duì)于人工報(bào)平安的方式這種方法更加的及時(shí)和可靠。通過(guò)這些功能的設(shè)計(jì)，為師生之間的交流提供了良好的解決方案，其應(yīng)用意義不僅局限于校園，還可以解決員工下班安全、老人兒童走丟等問(wèn)題。可以說(shuō)，本選題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值，對(duì)于有效實(shí)現(xiàn)智慧校園系統(tǒng)建設(shè)具有很好的促進(jìn)作用。

基金項(xiàng)目：本文系2018年甘肅省高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目成果，項(xiàng)目名稱(chēng)：智慧校園LBS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用（編號(hào)2018B-060）。

作者簡(jiǎn)介：陳晶（1987.01-）女，漢，甘肅蘭州人，碩士研究生，蘭州工業(yè)學(xué)院，講師，研究方向：控制理論與控制工程;第二作者：白麗麗（1986.11-）女，漢，碩士研究生，講師。

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