基于LBS的智慧校园系统的设计与开发

作者:未知

  摘 要 位置服务现在是生活中必不可少的一个服务,很多服务于社区的应用都包含有位置服务,但是现在的位置服务有一定的局限性,很多小范围内的应用都不够成熟。用户获取的位置在小范围内未成做到十分精确,本文主要是以校园为研究对象,进行基于LBS的智慧校园系统的设计与开发,通过对其中关键技术的研究为师生提供校园范围内的便捷化位置服务,通过智慧平台的搭建也可以为LBS在社区乃至城市的服务提供思路。
  关键词 智慧平台 LBS Android 定位
  中图分类号:TP393 文献标识码:A
  1校園LBS系统功能设计
  1.1系统功能设计
  从功能定位上来讲,校园LBS智慧系统主要是服务于师生,负责考勤及其他功能,考勤是通过位置服务实现师生的智能打卡,当学生或者老师进入指定的区域内时就可以进行打卡操作,而未进入到指定区域时则无法实现打卡操作。平安校园系统主要是设计一些人性化的服务,如向家里报平安、用户之间的交流等等。整个校园LBS系统的设计可以分为需求设计、框架设计、具体实现和测试几个步骤。
  1.1.1考勤系统设计
  考勤是学校对学生进行管理的有效手段,在班级上的考勤方式主要是通过老师点名来完成,这种考勤方式不管是从实施还是效果上来看都不理想,很多老师为了节约时间都会选择抽查的方式来进行考勤,甚至有的老师会直接跳过点名这一课堂阶段,这种考勤方式称之为人工考勤。第二种考勤方式是通过一些硬件设备进行考勤,如指纹打卡设备等,这种考勤机虽然较人工打卡有很大的便利性,但是成本过高,学校需要购买大量的仪器并且要单独为这些设备进行布线,这对于成本和施工都带来很高的要求,而且这些考勤设备每隔一定的时间就需要进行维护和更换,这无疑又增加了其使用成本。第三种是web考勤系统,这种考勤系统也有很多弊端,学生在上课时基本无法实现使用这种方式进行打卡。在设计考勤功能时,需要综合考虑不同的打卡模式所带来便利之处和不便之处,以更好的设计考勤服务。
  针对以上的情况,本文设计开发的智能考勤系统是通过手机定位、GPS定位技术、指纹识别等技术的结合,提供有主动打卡和被动打卡两种形式,在主动打卡模式下,学生需要进入到打卡位置范围内才可以进行打卡,如果超出这个范围则被判定为打卡失败。在被动模式下,只有学生携带手机进入打卡范围则会自动打卡成功,不管是主动打卡模式还是被动打卡模式都对位置服务的精确度有着较高的要求,一般来说不可以超过5m的误差。考勤功能适用于很多需要进行考勤的场合,如组织机关、学校、宿舍等需要进行出入统计的地方,特别是被动考勤模式可以十分方便的进行人员进出情况的统计,便于管理。
  1.1.2平安校园系统设计
  平安校园功能模块的设计主要考虑到一些监测服务以及位置交流活动的支持。比如监测服务的主体为电子围栏系统,他可以通过手机里的定位来监测人员的活动范围,在服务启动之后,位置服务会不断的发送到服务器中,智能手机端被称为被监测端,可以用于描绘其活动轨迹,web服务端在接收到位置信息的推送之后主要进行的工作是对于位置数据的分析,通过智能化算法生成二维或三维轨迹图以实现对于被监测端的监测。而另一个功能返家报平安系统则是将服务定位于节假日期间学生离校后的位置监测,如学生在设置好家庭住址之后,如果携带手机进行到家庭住址位置附近,则学校的web服务器就会收到来自于学生的平安信息推送,使学校及时了解到学生已经平安返家的消息。另一方面,通过在学生家长手机里安装监测客户端,学生在离家归校之后家长也可以及时的收到学生平安返校的消息,十分的便利。
  这些信息都可以通过网络实时的传送到服务器中,再由服务器向各个客户端推送,整个上做到了信息的实时性和有效性,并且设置有断线自动同步功能,如果由于某些原因手机在一段时间内没有网络,那么在位置服务正确工作的情况下系统会自动生成本地日志,在联网之后会进行自动同步服务器操作,防止数据的“断档”。
  1.2整体架构设计
  LBS服务的核心是位置和地理信息,这两者都是不可缺少的东西,位置服务也称为GPS定位,目前的智能手机都会安装这一功能,系统只需要调用其服务接口即可。而地理信息服务也可以称为地图数据,通过手机的位置服务接收的数据只是一些坐标参数,需要将这些参数显示在对应的平面地图上,也可以称之为数据可视化。地理信息服务平台是整体系统中的关键部分,位置服务由手机定位系统和无线运营商共同提供,提供的位置信息服务较为全面也较为准确,同时也使得地图服务的提供趋近于规范化和集成化,方便开发者使用。基于Android系统的应用多为C/S模式,所以本工程所选用的模式也为C/S模式,C/S模式为分客户端和服务端,客户端为开发完成的apk文件,用户只需要将其安装在手机里即可,服务端则搭建于云服务器中,由学校进行统一的管理和维护,用来接收客户端发来的数据请求。在服务端与数据库的交互过程中主要是采用sql语句来实现对于数据库的交互,服务端获取到数据之后通过的网络将数据传输给客户端,再由客户端以一定的形式展示给学生。
  2定位模块的实现
  作为整个服务架构的中枢,LBS位置服务首先是需要进行定位环境的布置,定位环境是一个体系,体系中包括感应点、定位传感器、定位回传系统等关键元素,这些关键元素共同组成了一个安全可靠的定位环境。在定位环境搭建好之后,需要对定位的参数进行获取,在获取了大量的参数之后便可以对这些参数进行处理分析,并建立定位数据库和索引数据库。由于不同的用户对于位置参数的需求是不同的,为了提高系统的响应速度,需要根据不同的需求来设计相应的算法,由对位置精确度的需求不高时,其所对应的算法应当以代码执行速度为首要考虑目标,当对位置精确度的需求较高时,则以数据精度为首要考虑目标。以上这一系列的过程所实现的最终目的为对终端的定位,并且要将精确度控制于某一误差范围之内,参考高德地图和百度地图等app的误差,这个范围控制在2m至5m内较为适宜。在实现了对于终端的定位之后,通过应用程序所设计的传输服务将位置信息通过网络发送到服务器中,再由服务器进行下一步的处理。   3信息推送服务
  如何将服务信息即时的推送到终端也是关键点之一,目前所考虑的推送方式有两种:一种是app内的消息推送,但是这种推送方式有一个明显的弊端,即某些特定机型下会控制app的后臺运行,导致用户无法及时的接收到信息;另一种是短信方式的推送,这种推送方式可以很好的解决消息被屏蔽的问题,但发送短信需要一定的成本。基于LBS的智慧校园系统采用两种方式相结合的方法,对于次要消息的推送以应用内消息为主,而重要的消息则通过短信进行推送,短信发送服务平台有很供应商可以选择,如阿里云、七牛云等,收费也较为合理,在可接受范围之内。
  4结语
  基于LBS的智慧校园系统是将信息技术和GPS技术相结合,实现了考勤功能和平安汇报功能。在考勤功能上,提供了主动考勤和被动考勤两种模式,主动考勤类似于平常的打卡模式,学生在进入到允许打卡的区域时可主动打卡,被动打卡则类似于位置收集,主要是应用于需要进行出入统计的场景。而学生返家报平安的功能则人性的实现了学生返家之后自动化平安信息推送,相对于人工报平安的方式这种方法更加的及时和可靠。通过这些功能的设计,为师生之间的交流提供了良好的解决方案,其应用意义不仅局限于校园,还可以解决员工下班安全、老人儿童走丢等问题。可以说,本选题具有十分重要的现实意义和价值,对于有效实现智慧校园系统建设具有很好的促进作用。
  基金项目:本文系2018年甘肃省高等学校科研项目成果,项目名称:智慧校园LBS系统关键技术研究与应用(编号2018B-060)。
  作者简介:陈晶(1987.01-)女,汉,甘肃兰州人,硕士研究生,兰州工业学院,讲师,研究方向:控制理论与控制工程;第二作者:白丽丽(1986.11-)女,汉,硕士研究生,讲师。
  参考文献
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  [2] 査金超,王直杰.基于GPS及LBS的移动终端定位研究[J].电子测试,2016(17).
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  [4] 范志勇.基于Android的移动端社交软件的设计与实现[D].长春:吉林大学,2015.
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