基于智能手機GPS功能的一站式盲人服務(wù)系統(tǒng)

摘 要：近年來，智能手機的普及為人們生活工作提供很多便捷。本文以擁有GPS天線模塊的智能手機為研究對象，提出了一種基于智能手機的GPS功能，通過GSM網(wǎng)絡(luò)建立的盲人服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可為視覺殘障人士提供導(dǎo)航，自動求助，郵件和SNS社交網(wǎng)絡(luò)等功能。

關(guān)鍵詞：智能手機 GPS 盲人 導(dǎo)航

中圖分類號：TN967.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0194-02

殘疾人士的生活質(zhì)量是衡量社會發(fā)展水平的一個重要指標。目前應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)盲系統(tǒng)是RFID標簽識別尋路。盲人使用具備傳感功能的導(dǎo)盲設(shè)備，通過識別事先配置在道路兩邊或指定地點的RFID標簽進行尋路。這種導(dǎo)盲系統(tǒng)擁有諸多缺陷。主要表現(xiàn)在：（1）系統(tǒng)功能過于單一。（2）缺乏信息的時效性。（3）沒有處理緊急情況的應(yīng)變能力。（4）盲人活動范圍受限。為此，即使在一些殘疾人社會保障較為完善的發(fā)達國家，如法國和丹麥，也仍使用“RFID標簽尋路+導(dǎo)盲犬+志愿者”的多重服務(wù)體系。

在我國，龐大的人口基數(shù)和導(dǎo)盲犬的稀少使得這種模式難以普及。智能手機的普及，為建立便攜的一站式盲人服務(wù)系統(tǒng)提供了可能。這種系統(tǒng)將可以提供更大活動范圍內(nèi)準確詳細的地理位置，及時更新的信息，緊急情況自動求助，社交網(wǎng)絡(luò)和音頻郵件等應(yīng)用功能。

1 概述

系統(tǒng)主要擁有三大模塊。GPS接收模塊：智能手機的GPS天線首先接收GPS信號，以獲得其坐標等關(guān)鍵信息。GSM通信模塊：獲得的GPS衛(wèi)星信息將通過GSM通信模塊向GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，服務(wù)器進行處理，并返回軟件所請求的更詳細信息，例如聲音提示其所在道路名稱和周邊建筑物等。軟件模塊：集成GPS功能并處理信息，與服務(wù)器進行溝通，提供針對盲人用戶的人性化服務(wù)。

2 GPS信號的接收和處理

GPS信號是GPS衛(wèi)星向廣大用戶發(fā)送的用于導(dǎo)航定位的已調(diào)波。作為接收機，啟動GPS功能后的智能手機GPS接收模塊將接收到信號強度約為-150～-145 dBm的GPS衛(wèi)星信號。接收模塊由數(shù)模轉(zhuǎn)換，濾波和低噪聲放大等單元構(gòu)成。由于信號強度較弱，其使用更加靈敏和抗噪的接收系統(tǒng)。

盲人對于導(dǎo)航系統(tǒng)的精確性有著較高的要求。同時接收多個衛(wèi)星的信號可以使定位更準確。目前的智能手機可以接收最多3個衛(wèi)星。文獻[3]中研究了幾種智能手機的導(dǎo)航性能，并與車載GPS作了比較，其中美國蘋果公司的iphone產(chǎn)品和摩托羅拉的droid產(chǎn)品都具有優(yōu)于車載GPS的精確性。

智能的手機的GPS功能可以集成到各種第三方軟件和應(yīng)用中。本系統(tǒng)中，通過添加有聲提示功能，盲人用戶可以被導(dǎo)航到GPS地圖上的各個位置。同時用戶也可以自主添加地點信息（盲人用戶平時常去的車站，商店，服務(wù)中心），并提供導(dǎo)航。

3 應(yīng)用

智能手機的GSM通信功能使得用戶可以與服務(wù)器交互信息。服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫使用用戶ID作為鍵值，所在位置作為主要攜帶信息，可以開發(fā)出多種可供盲人使用的功能。

其中最重要的是緊急情況求助功能。緊急情況求助指盲人遇到危險，并無法用手機通訊時，系統(tǒng)可以自動向親人，服務(wù)中心或警方發(fā)出警示。安全信號使用負觸發(fā)系統(tǒng)，每t分鐘提示發(fā)送一次，用戶手動點擊確認發(fā)送，并返回成功信息。為保證在信號較差或中斷時，時間間隔仍然準確，可以采用offset算法。用接收到成功信息的當前時間戳對發(fā)送周期t取余，運算結(jié)果為offset，則下一次發(fā)送在delay（delay=t-offset）時間后進行。如果服務(wù)器連續(xù)n次沒有接收到用戶發(fā)送的安全信息，系統(tǒng)將向事先設(shè)定的號碼發(fā)送警告，并提供最后一次接收到的位置信息。用戶在使用地鐵等長時間無法發(fā)送信號的交通工具前，可以事先進入地鐵模式，并設(shè)定時間。

智能手機的GSM通信功能使得用戶可以與服務(wù)器進行交互信息。服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫使用用戶ID作為鍵值，所在位置作為主要攜帶信息，可以開發(fā)出多種可供盲人使用的web功能。文獻[4]提出了一種基于位置信息的SNS社交網(wǎng)絡(luò)。

基于文獻使用的PHP-MySQL數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，可以在此基礎(chǔ)上使用PHP中的upload_file函數(shù)進行音頻文件上傳下載，用戶將可以進行音頻留言和郵件。

參考文獻

[1]An Rfid Application For The Disabled： Path Finder Bal， E.RFID Eurasia，2007 1st Annual.

[2]Getting started with the Internet of things，Cuno Pfister，2011.

[3]Comparing the GPS Capabilities of the Samsung Galaxy S，Motorola Droid X， and the Apple iPhone for Vehicle Tracking Using FreeSim_Mobile Menard，T.；Miller，J.；nowak，M.；Norris，D.Intelligent Transportation Systems （ITSC），2011 14th International Conference.

[4]Design and Implementation of Location-Based SNS Smartphone Application for the Disabled Population Arisu An； Jeong， H.-D.J.； Jiyoung Lim； WooSeok Hyun Innovative Mobile and Internet Services in Ubiquitous Computing （IMIS），2012 Sixth International Conference.

[5]A. An， H.-D.Jeong， J. Lim， I.-S. You， and W. Hyun. “The Real-time Interactive Information Supporting System for the Disabled and General Population，” Korean Intellectual Property Office，2011.

[6]K.-S. Choi， “Coming out the Cost of a Smartphone for the Disabled and the Elderly，” Digital Times，2011.