基于大数据和物联网下的宠物寻迹与定位追踪系统

2018-06-11 09:43孔梦秋殷文叶荣广
科学与财富 2018年14期
关键词:通信技术物联网大数据

孔梦秋 殷文 叶荣广

摘要:随着定位技术的快速发展,GPS定位成为目前使用最广泛的定位技术,同时移动定位技术的应用范围也越来越广泛。随着智能互联时代的到来,这些智能设备服务对象已不再仅限于人类,也催生了市场动物智能硬件诞生的环境。本系统主要应用了通信技术,如GPRS的通信与微型计算机,物联网相结合以及信号处理、神经网络、数据挖掘、云计算、并行计算等先进技术,从而实现复杂环境采集数据、分析数据、传输数据等功能。

关键词:GPS定位系统 通信技术 物联网 大数据

随着智能互联时代的到来,智能手环、自动洗碗机、智能眼镜等一系列智能概念化的高科技产品开始普及开来,给我们的生活带来了极大的便利。然而,这些智能设备服务对象已不再仅限于人类,开始向市场的各个细分化发展。智能化趋势的快速发展,催生了市场动物智能硬件诞生的环境,但到目前为止,我国都尚未出现动物智能硬件的明星产品。目前,对于动物GPS智能定位产品正面临一个新的发展机遇。一是市场行业并未有相关产品出现,市场存在非常大竞争机会。其次,目前已有的动物GPS智能定位产品市场还未形成。目前我国宠物市场的主要规模集中在宠物日常用品上,未来包括宠物智能穿戴、宠物美容、宠物保险等新兴产品和服务将会为我国宠物产业增添新的看点。

1、 系统概述

在分析国内外GPS定位技术的基础之上,结合宠物定位产品的实际需求,设计了基于Android平台的GPS定位传输系统,整个系统由主控模块、GSM/GPRS模块、GPS模块、LCD显示模块、串口操作模块和手机APP客户端等几个部分组成。GPS定位和GSM/GPRS网络定位双定位终端的设计思想是集成GPS和GSM/GPRS网络定位两种定位方式。该定位终端收到定位请求之后,实时获取GPS提供的经纬度、速度、时间等GPS信息和GSM/GPRS网络提供的位置服务信息,并以短消息或者GPRS上网的形式发送给请求位置的手机或者监控中心。

接收机端的软件主要完成上电后系统的初始化,对各个模块的检测,接收GPS模塊传来的GPS消息,接收GSM/GPRS模块传来的定位请求、定位消息并且通过GSM/GPRS模块把定位消息发送给位置请求方。

监控中心主要实现对GPS和GSM/GPRS集成的定位系统中的各个定位终端的控制和跟踪,它能主动向系统中各个定位终端发送位置请求,并且获取各个终端的位置消息,解析出GPS消息中的经纬度、时间、速度等值以及GSM网络定位消息,并且通过软件界面显示,供用户察看。同时手机APP客户端会在社区服务端实时公布失踪狗狗的信息、失主信息和奖励金额,方便用户与失主沟通和联系。

2、界面模块

2.1硬件的总体设计

该定位系统由控制单元MCU(Micro Controller Unit)、GPS定位模块、GSM模块、LCD显示模块和电源模块组成,如图2-1所示。在加电启动完成初始化之后,如果用户以短消息的形式向该定位终端发送定位请求,终端将同时通过GPS定位模块和GSM模块获取位置信息,并将位置信息编制成短消息发送给位置请求方。GPS模块完成接收GPS消息的功能,GSM模块完成网络定位和短消息接收和发送的功能。

通过程序控制GPRS模块实际上就是利用与GPRS模块相关的AT指令连接网络,并且成功传输数据。所以正确理解并掌握GPRS部分的AT指令是GPRS模块部分的核心问题。

目前,网络定位功能是由网络服务提供商提供的服务,并且将该服务功能集成在SIM卡上。所以要实现网络定位,就是要利用STK提供的AT指令对SIM卡进行操作。而对GSM/GPRS模块的STK部分的编程开发,就是通过与STK相关的AT指令发送定位请求和接收定位消息。

2.2手机客户端软件设计

手机客户端主要分为狗狗位置实时定位、位置地图在线导航、狗狗社区服务等三大部分。通过内置在狗狗项圈里的GPS模块和GPRS通讯模块,将狗狗的位置实时传输到用户的手机客户端中。同时,用户可以通过社区服务发布、传播狗狗走失的信息,以便于更多的用户实现多点搜寻,为找回爱狗提高几率。

手机客户端设计流程如图2-2:

2.3技术关键点及创新点

1、定位盲区减少

GPS定位虽然能实现全球范围内的实时定位,但是在室内,接收机无法接收到GPS信号,从而无法定位;但是一般室内GSM/GPRS信号则比较良好,接收机就可以通过GSM网络实现定位。基于GPS和GSM/GPRS的定位系统可以克服GPS定位信号微弱和GSM/GPRS网络定位精度不高的缺点,而综合了这两个定位方式的优点。做到了优势互补。

2、实现“遥控”

GSM/GPRS网络能将位置信息传送到远端,或者传输给手机用户,或者传输给控制中心,从而实现报警、监控以及调配等功能。并且远端的用户或者控制中心能够主动向定位终端发送消息,对定位终端进行在线配置、工作模式修改等操作,实现对移动定位终端的“遥控”。

图2-2手机客户端设计流程图

3、提高了单一定位系统的定位精度和定位效率

基于GPS和GSM/GPRS的定位系统的定位精度和效率可以采用两种定位方式中较高的一个。用户在发出位置请求后会很快得到GSM/GPRS网络位置消息,同时,定位终端会将GPS和GSM/GPRS的位置消息都传输给用户或者控制中心,控制中心自动选择准确度更高的消息。此外控制中心会通过电子地图匹配、位置校正等技术,得到精度很高的位置消息。

3、产品特点

1、 GPRS/GPS实时远距离地图位置信息显示及反馈。

该定位终端收到定位请求之后,实时获取GPS提供的经纬度、速度、时间等GPS信息和GSM/GPRS网络提供的位置服务信息,并以短消息或者GPRS上网的形式发送给请求位置的手机或者监控中心。

2、 双向信息传送,APP向项圈牌LED发送主人信息。

项圈牌离APP距离超过设定值自动向APP报警。APP设置距离限定值,当硬件自动超过设定报警距离时向APP自动报丢失,当宠物走丢时,APP向项圈牌发送宠物及用户联系信息,设置自动震动,向外呼叫等其余报警方式

3、 宠物社区服务。

给宠物走失一个完善的平台,也为宠物用户交流提供一个官方的平台,给宠物走失进行悬赏机制,大大减少悬赏成本,提高信息交流交换的有效率。同时也可将此社区作为宠物交流的平台,我们将提供更多线下宠物免费服务及线下交流等服务,提高有宠物人群的信息融汇度。

4、建立宠物走失信息云平台。?

建立注册用户的宠物云平台,将所有用户宠物信息整合,与社会中其他宠物走丢认领的渠道进行匹配,将他人发现的宠物与云平台宠物信息匹配。及时找到丢失宠物,同时拓宽找寻渠道的范围,提高找寻丢失宠物的效率。

4、总结

目前,只是通过对饲主和宠物提出最基本、最原始的人工看护、避免宠物外出等手段。这种饲养方式存在影响宠物健康生长,对饲主有着约束性,很大程度的降低饲主等诸多问题。这种低科技、低效率的寻狗方式,在时间、精力、资金方面都有自身不足,并不能实时有效的找到失散宠物狗,是一种资源的浪费。所以,对于动物GPS智能定位产品正面临一个新的发展机遇。一是市场行业并未有相关产品出现,市场存在非常大竞争机会。

参考文献:

【1】胡小平.自主导航理论与应用[M].长沙:国防科技大学出版社,2002.

【2】安 东,崔中兴.组合INS /GPS系统设计方法及其工程实现[ J].航空电子技术,1997

【3】于培庆 . 基于移动定位技术的物流运输管理系统[J]. 中国市场,2007.

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