基于智能手机GPS功能的一站式盲人服务系统

摘 要：近年来，智能手机的普及为人们生活工作提供很多便捷。本文以拥有GPS天线模块的智能手机为研究对象，提出了一种基于智能手机的GPS功能，通过GSM网络建立的盲人服务系统。该系统可为视觉残障人士提供导航，自动求助，邮件和SNS社交网络等功能。

关键词：智能手机 GPS 盲人 导航

中图分类号：TN967.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0194-02

残疾人士的生活质量是衡量社会发展水平的一个重要指标。目前应用最广泛的导盲系统是RFID标签识别寻路。盲人使用具备传感功能的导盲设备，通过识别事先配置在道路两边或指定地点的RFID标签进行寻路。这种导盲系统拥有诸多缺陷。主要表现在：（1）系统功能过于单一。（2）缺乏信息的时效性。（3）没有处理紧急情况的应变能力。（4）盲人活动范围受限。为此，即使在一些残疾人社会保障较为完善的发达国家，如法国和丹麦，也仍使用“RFID标签寻路+导盲犬+志愿者”的多重服务体系。

在我国，庞大的人口基数和导盲犬的稀少使得这种模式难以普及。智能手机的普及，为建立便携的一站式盲人服务系统提供了可能。这种系统将可以提供更大活动范围内准确详细的地理位置，及时更新的信息，紧急情况自动求助，社交网络和音频邮件等应用功能。

1 概述

系统主要拥有三大模块。GPS接收模块：智能手机的GPS天线首先接收GPS信号，以获得其坐标等关键信息。GSM通信模块：获得的GPS卫星信息将通过GSM通信模块向GSM网络发送，服务器进行处理，并返回软件所请求的更详细信息，例如声音提示其所在道路名称和周边建筑物等。软件模块：集成GPS功能并处理信息，与服务器进行沟通，提供针对盲人用户的人性化服务。

2 GPS信号的接收和处理

GPS信号是GPS卫星向广大用户发送的用于导航定位的已调波。作为接收机，启动GPS功能后的智能手机GPS接收模块将接收到信号强度约为-150～-145 dBm的GPS卫星信号。接收模块由数模转换，滤波和低噪声放大等单元构成。由于信号强度较弱，其使用更加灵敏和抗噪的接收系统。

盲人对于导航系统的精确性有着较高的要求。同时接收多个卫星的信号可以使定位更准确。目前的智能手机可以接收最多3个卫星。文献[3]中研究了几种智能手机的导航性能，并与车载GPS作了比较，其中美国苹果公司的iphone产品和摩托罗拉的droid产品都具有优于车载GPS的精确性。

智能的手机的GPS功能可以集成到各种第三方软件和应用中。本系统中，通过添加有声提示功能，盲人用户可以被导航到GPS地图上的各个位置。同时用户也可以自主添加地点信息（盲人用户平时常去的车站，商店，服务中心），并提供导航。

3 应用

智能手机的GSM通信功能使得用户可以与服务器交互信息。服务器中的数据库使用用户ID作为键值，所在位置作为主要携带信息，可以开发出多种可供盲人使用的功能。

其中最重要的是紧急情况求助功能。紧急情况求助指盲人遇到危险，并无法用手机通讯时，系统可以自动向亲人，服务中心或警方发出警示。安全信号使用负触发系统，每t分钟提示发送一次，用户手动点击确认发送，并返回成功信息。为保证在信号较差或中断时，时间间隔仍然准确，可以采用offset算法。用接收到成功信息的当前时间戳对发送周期t取余，运算结果为offset，则下一次发送在delay（delay=t-offset）时间后进行。如果服务器连续n次没有接收到用户发送的安全信息，系统将向事先设定的号码发送警告，并提供最后一次接收到的位置信息。用户在使用地铁等长时间无法发送信号的交通工具前，可以事先进入地铁模式，并设定时间。

智能手机的GSM通信功能使得用户可以与服务器进行交互信息。服务器中的数据库使用用户ID作为键值，所在位置作为主要携带信息，可以开发出多种可供盲人使用的web功能。文献[4]提出了一种基于位置信息的SNS社交网络。

基于文献使用的PHP-MySQL数据库结构，可以在此基础上使用PHP中的upload_file函数进行音频文件上传下载，用户将可以进行音频留言和邮件。

参考文献

[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.