基于LBS的智慧校園系統的設計與開發

陳晶 白麗麗

摘 要 位置服務現在是生活中必不可少的一個服務，很多服務于社區的應用都包含有位置服務，但是現在的位置服務有一定的局限性，很多小范圍內的應用都不夠成熟。用戶獲取的位置在小范圍內未成做到十分精確，本文主要是以校園為研究對象，進行基于LBS的智慧校園系統的設計與開發，通過對其中關鍵技術的研究為師生提供校園范圍內的便捷化位置服務，通過智慧平臺的搭建也可以為LBS在社區乃至城市的服務提供思路。

關鍵詞 智慧平臺 LBS Android 定位

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

1校園LBS系統功能設計

1.1系統功能設計

從功能定位上來講，校園LBS智慧系統主要是服務于師生，負責考勤及其他功能，考勤是通過位置服務實現師生的智能打卡，當學生或者老師進入指定的區域內時就可以進行打卡操作，而未進入到指定區域時則無法實現打卡操作。平安校園系統主要是設計一些人性化的服務，如向家里報平安、用戶之間的交流等等。整個校園LBS系統的設計可以分為需求設計、框架設計、具體實現和測試幾個步驟。

1.1.1考勤系統設計

考勤是學校對學生進行管理的有效手段，在班級上的考勤方式主要是通過老師點名來完成，這種考勤方式不管是從實施還是效果上來看都不理想，很多老師為了節約時間都會選擇抽查的方式來進行考勤，甚至有的老師會直接跳過點名這一課堂階段，這種考勤方式稱之為人工考勤。第二種考勤方式是通過一些硬件設備進行考勤，如指紋打卡設備等，這種考勤機雖然較人工打卡有很大的便利性，但是成本過高，學校需要購買大量的儀器并且要單獨為這些設備進行布線，這對于成本和施工都帶來很高的要求，而且這些考勤設備每隔一定的時間就需要進行維護和更換，這無疑又增加了其使用成本。第三種是web考勤系統，這種考勤系統也有很多弊端，學生在上課時基本無法實現使用這種方式進行打卡。在設計考勤功能時，需要綜合考慮不同的打卡模式所帶來便利之處和不便之處，以更好的設計考勤服務。

針對以上的情況，本文設計開發的智能考勤系統是通過手機定位、GPS定位技術、指紋識別等技術的結合，提供有主動打卡和被動打卡兩種形式，在主動打卡模式下，學生需要進入到打卡位置范圍內才可以進行打卡，如果超出這個范圍則被判定為打卡失敗。在被動模式下，只有學生攜帶手機進入打卡范圍則會自動打卡成功，不管是主動打卡模式還是被動打卡模式都對位置服務的精確度有著較高的要求，一般來說不可以超過5m的誤差。考勤功能適用于很多需要進行考勤的場合，如組織機關、學校、宿舍等需要進行出入統計的地方，特別是被動考勤模式可以十分方便的進行人員進出情況的統計，便于管理。

1.1.2平安校園系統設計

平安校園功能模塊的設計主要考慮到一些監測服務以及位置交流活動的支持。比如監測服務的主體為電子圍欄系統，他可以通過手機里的定位來監測人員的活動范圍，在服務啟動之后，位置服務會不斷的發送到服務器中，智能手機端被稱為被監測端，可以用于描繪其活動軌跡，web服務端在接收到位置信息的推送之后主要進行的工作是對于位置數據的分析，通過智能化算法生成二維或三維軌跡圖以實現對于被監測端的監測。而另一個功能返家報平安系統則是將服務定位于節假日期間學生離校后的位置監測，如學生在設置好家庭住址之后，如果攜帶手機進行到家庭住址位置附近，則學校的web服務器就會收到來自于學生的平安信息推送，使學校及時了解到學生已經平安返家的消息。另一方面，通過在學生家長手機里安裝監測客戶端，學生在離家歸校之后家長也可以及時的收到學生平安返校的消息，十分的便利。

這些信息都可以通過網絡實時的傳送到服務器中，再由服務器向各個客戶端推送，整個上做到了信息的實時性和有效性，并且設置有斷線自動同步功能，如果由于某些原因手機在一段時間內沒有網絡，那么在位置服務正確工作的情況下系統會自動生成本地日志，在聯網之后會進行自動同步服務器操作，防止數據的“斷檔”。

1.2整體架構設計

LBS服務的核心是位置和地理信息，這兩者都是不可缺少的東西，位置服務也稱為GPS定位，目前的智能手機都會安裝這一功能，系統只需要調用其服務接口即可。而地理信息服務也可以稱為地圖數據，通過手機的位置服務接收的數據只是一些坐標參數，需要將這些參數顯示在對應的平面地圖上，也可以稱之為數據可視化。地理信息服務平臺是整體系統中的關鍵部分，位置服務由手機定位系統和無線運營商共同提供，提供的位置信息服務較為全面也較為準確，同時也使得地圖服務的提供趨近于規范化和集成化，方便開發者使用。基于Android系統的應用多為C/S模式，所以本工程所選用的模式也為C/S模式，C/S模式為分客戶端和服務端，客戶端為開發完成的apk文件，用戶只需要將其安裝在手機里即可，服務端則搭建于云服務器中，由學校進行統一的管理和維護，用來接收客戶端發來的數據請求。在服務端與數據庫的交互過程中主要是采用sql語句來實現對于數據庫的交互，服務端獲取到數據之后通過的網絡將數據傳輸給客戶端，再由客戶端以一定的形式展示給學生。

2定位模塊的實現

作為整個服務架構的中樞，LBS位置服務首先是需要進行定位環境的布置，定位環境是一個體系，體系中包括感應點、定位傳感器、定位回傳系統等關鍵元素，這些關鍵元素共同組成了一個安全可靠的定位環境。在定位環境搭建好之后，需要對定位的參數進行獲取，在獲取了大量的參數之后便可以對這些參數進行處理分析，并建立定位數據庫和索引數據庫。由于不同的用戶對于位置參數的需求是不同的，為了提高系統的響應速度，需要根據不同的需求來設計相應的算法，由對位置精確度的需求不高時，其所對應的算法應當以代碼執行速度為首要考慮目標，當對位置精確度的需求較高時，則以數據精度為首要考慮目標。以上這一系列的過程所實現的最終目的為對終端的定位，并且要將精確度控制于某一誤差范圍之內，參考高德地圖和百度地圖等app的誤差，這個范圍控制在2m至5m內較為適宜。在實現了對于終端的定位之后，通過應用程序所設計的傳輸服務將位置信息通過網絡發送到服務器中，再由服務器進行下一步的處理。

3信息推送服務

如何將服務信息即時的推送到終端也是關鍵點之一，目前所考慮的推送方式有兩種：一種是app內的消息推送，但是這種推送方式有一個明顯的弊端，即某些特定機型下會控制app的后臺運行，導致用戶無法及時的接收到信息;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題，但發送短信需要一定的成本。基于LBS的智慧校園系統采用兩種方式相結合的方法，對于次要消息的推送以應用內消息為主，而重要的消息則通過短信進行推送，短信發送服務平臺有很供應商可以選擇，如阿里云、七牛云等，收費也較為合理，在可接受范圍之內。

4結語

基于LBS的智慧校園系統是將信息技術和GPS技術相結合，實現了考勤功能和平安匯報功能。在考勤功能上，提供了主動考勤和被動考勤兩種模式，主動考勤類似于平常的打卡模式，學生在進入到允許打卡的區域時可主動打卡，被動打卡則類似于位置收集，主要是應用于需要進行出入統計的場景。而學生返家報平安的功能則人性的實現了學生返家之后自動化平安信息推送，相對于人工報平安的方式這種方法更加的及時和可靠。通過這些功能的設計，為師生之間的交流提供了良好的解決方案，其應用意義不僅局限于校園，還可以解決員工下班安全、老人兒童走丟等問題。可以說，本選題具有十分重要的現實意義和價值，對于有效實現智慧校園系統建設具有很好的促進作用。

基金項目：本文系2018年甘肅省高等學校科研項目成果，項目名稱：智慧校園LBS系統關鍵技術研究與應用（編號2018B-060）。

作者簡介：陳晶（1987.01-）女，漢，甘肅蘭州人，碩士研究生，蘭州工業學院，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。

參考文獻

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