智能手机客户端与服务器下的儿童定位追踪系统设计*

卓先德　崔　伟

(泸州职业技术学院信息工程系　四川泸州　646005)



智能手机客户端与服务器下的儿童定位追踪系统设计*

卓先德崔伟

(泸州职业技术学院信息工程系四川泸州646005)

摘要：随着智能手机的应用范围越来越广泛，其辅助功能变得越来越重要，人们能够利用智能定位功能实现儿童定位追踪服务，监控儿童的活动，防止儿童被拐骗。文章基于智能手机客户端与服务器状态下对儿童定位追踪系统进行简述，并对此系统结构进行设计与分析，探讨此系统应用方式。

关键词：智能手机，客户端，服务器，儿童定位追踪系统

进入21世纪以来，随着信息技术与网络技术的迅速发展与普及，人们的生活方式与社会形式等都发生了很大的变化。基于移动网络技术和GPS 导航技术的发展，人们利用智能手机实现儿童定位追踪监护，在手机客户端或者是服务器下安装儿童定位追踪系统，既满足了对儿童的定位和监护服务，又不会增加家庭额外负担。

1系统设计概括

基于智能手机的儿童定位系统是指用户能利用智能手机随时随地的对儿童活动进行监护，所以整个系统必须包含：用户在手机上可以看到的监控图像，网络终端、服务器及网络数据等。此系统物理构架图如图1所示。

图1　儿童定位追踪系统架构

系统中实现儿童位置的实施测定需要通过智能手机端硬件、软件系统，然后通过网络传输服务器监控儿童活动和位置信息。服务器的主要功能是用户管理、儿童监护、轨迹信息处理、位置服务等。监护者可以利用智能手机及其他终端安装监控程序，利用此程序实现儿童位置、历史轨迹的监控，并对儿童的额各种监护功能进行详细的设置。

2各种客户端分析

2.1儿童客户端分析

儿童客户端主要由两个设备构成：硬件、软件。其中硬件系统有数据通讯模块、惯性测量的微型机械传感器以及GPS定位模块。定位方式采用混合定位方式完成，实现定位速度、环境及精度的适应性。软件系统分析：此系统的应用软件由图形用户界面和后台服务程序等构成。儿童客户端软件各个功能模块结构图如图2。智能手机开机后能够自动启动后台服务，而后分别实现软件模块中的定位功能、监控功能、发送功能等，同时能够通过以太网将对儿童的实时定位结果传输到指定的服务器上。

系统定位模块主要是对儿童的实时位置进行监控和查看，这个功能的实施主要是通过用户客户端的硬件配置获得儿童的最优定位结果。软件模块的定位方式选择主要依靠未定导航定位模块，在此过程中如果很久也没有接到卫星信号，那么系统必须采用通讯基站进行定位，这种定位方式能够获得儿童活动的大概位置。如果用户处于Wifi模式下就可以实施Wifi定位，并将儿童的定位信息发送到相应的服务器中，从而实现对儿童特定位置的显示。如果系统中存在多种定位方式，相关功能模块会选择一个最有结果显示出来。监控模块主要监测客户端后台服务系统，另外对客户端的设备传感有一定的监控作用。系统正常运行情况下如果出现监控器或服务器被关闭，则系统监测模块可以被调节为指令生成模块，这种情况下也能够开启相应的服务和后台系统设置。解析模块和后台监听模块的实现主要是由监护者向儿童手机发送短信，监护者可以将儿童的智能手机里的相关系统实施设置，进而较好的控制儿童客户端系统。

用户界面子系统功能有很多，主要功能如图2所示。系统中一键导航功能和自身位置查看功能的实施一般由导航地图实现，当前地图一般由百度地图、谷歌地图等公众地图进行服务，并且利用其提供的SDK系统实施开发。该系统的参数设置包含监护者手机号码、意见导航目的、服务器地址、定位频率以及一键短信内容等设置。

图2　儿童端应用程序功能

2.2监护者客户端系统分析

2.2.1硬件设备监护者客户端的硬件设备主要是指智能终端，监护者客户端除了具备移动数据通讯模块外，还具有WiFi模块，以便能够不受时间、空间限制的通过无线网络实施信号传输，从而促进系统运行速度的提高。市面上的智能手机一般都具有WiFi功能模块配置，用户如果想实现这种功能一般只需要在原有的手机上下载一个监护者客户端应用软件，安装完成后实施注册，就可以实现对儿童位置及活动的实时追踪。

2.2.2软件系统分析监护者客户端软件系统的构成一般包含7个模块：位置追踪、轨迹回放、地理围栏设置、地图操作、儿童端监听、信息注册及系统设置。这7个模块功能的实时均依靠网络连接到的形式，将这些模块连接到相应的服务器中，获得儿童的实时信息，此系统的具体功能如图3所示。

图3　监护者客户端应用程序模块结构图

监护者客户端软件系统的各种功能的实现主要依靠位置追踪、轨迹回放等设置来完成。其中位置追踪能够实现儿童实时位置定位，从而对儿童的活动范围进行定位，而且能够发现儿童都额活动规律。轨迹回放的主要功能是用户能够随机选择一个历史时段，就能看到儿童这一时间段的活动情况，从而使监护者及时发现儿童是否有异常情况出现。地理围栏模块功能的实现主要是通过设置一些多边形区域而实现，将获得的地理信息通过无线数据网络传输到服务器中，如果此时儿童的位置超出地理围栏设置的区域(禁区、活动区)，相关服务器会向监护者手机发出警报，并以短信的方式提醒监护者注意儿童行动。处理这3个模块功能以外，系统还有一些常规功能模块，比如地图操作、信息注册和系统设置等。其中地图操作主要是显示某一区域的地图，这些地图均具有放大、缩小功能，以便于用户查询儿童的实时位置信息。系统设置模块构成由声音提示、定位频率等构成，主要是发出警鸣声提示用户完成某项事项。信息注册模块包含信息填写和客户端设置，以便能够完善用户信息，从而使系统更加准确的为用户服务。

2.3监护者服务器分析

客户端服务器设备的设置主要依据用户不同的使用功能进行设置，目前市场上的服务器类型包含Web服务器、GIS服务器等。服务器体系结构形式比较复杂，如图4所示。一般情况下儿童的基本位置服务一般由服务器端的LBS应用提供，通过此设置能够是显卡儿童实时轨迹信息的存储、管理和显示，而且通过这个功能实现监护者实时查看儿童端位置和轨迹信息的相关权限。另外，系统可以通过LBS接口将儿童端的定位数据在不受时间、空间限制的情况下传输到服务器系统中进行存储，这种情况下监护者端的应用可以调用服务器端的相应服务和信息数据，从而实现在监护者手机上显示儿童历史轨迹和活动范围的位置信息。除此之外，服务器还具有端口监听功能，端口监听主要是接受客户端发送的信息，并按照具体要去返回服务器相关信息，服务器的运行状态是Android系统后台状态，这种情况下用户半丁特定的端口，实现监听功能。监护者客户端监听到儿童客户端消息后，能够实际反馈信息，返回到当前服务器的IP地址和连接状态信号，从而实现儿童智能监控功能。

图4　服务器端体系结构示意图

3结语

儿童定位追踪系统的实现受多种因素的影响，其中环境适应性、精度等因素是其主要性能影响指标，对整个系统的安全、稳定及准确性有较大的影响。目前在先进的科技环境下不同的定位系统由不同的运行环境，能够适合应用于儿童活动室内外情形的一种专用定位技术形式很少，所以在实际应用中一般采用混合定位技术实现儿童定定位处理，最大限度的提高定位可靠想。智能手机中的服务器一般由政府或企业构建，有利于保护监护者和儿童信息安全。总之，这种基于手机客户端和服务器下的儿童定位系统的设置能够实时儿童活动范围的实施定位，能起到较好的防止儿童被拐骗以及及时发现儿童异常等作用，从而发挥监护者更好监护的作用。

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(责任编辑胡安娜)

中图分类号：TP 311

文献标识码：A

文章编号：1674-9545(2015)04-0064-(03)

通讯作者：卓先德(1972-)，男，副教授，研究方向为信息技术应用。Email：118139822@qq.com。

收稿日期：2015-9-27

*基金项目：四川省教育厅课题 “基于混合定位技术的儿童位置实时追踪系统关键技术研究”(编号 15B0405)的成果之一。