劉波平，施煒利，裘 鋒，胡 敏，付 康

(1.江西省計算技術(shù)研究所，江西南昌 330003；2.江西省軟件工程技術(shù)研究中心，江西南昌 330003)

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基于Android平臺的規(guī)模化養(yǎng)殖管理用戶定位系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

劉波平1，2，施煒利1，2，裘 鋒1，2，胡 敏1，2，付 康1，2

(1.江西省計算技術(shù)研究所，江西南昌 330003；2.江西省軟件工程技術(shù)研究中心，江西南昌 330003)

[目的]針對當(dāng)前規(guī)?；B(yǎng)殖人員的有效管理。[方法]設(shè)計基于Android平臺的定位系統(tǒng)，獲取人員定位的位置數(shù)據(jù)。[結(jié)果]對單人軌跡和多人軌跡實現(xiàn)可視化查看，并進行實時監(jiān)控。[結(jié)論]定位系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能夠較好地達到實時定位的目的。

Android；用戶定位；GPS；規(guī)模化養(yǎng)殖

隨著3G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷提升和移動智能設(shè)備的大量研發(fā)生產(chǎn)，智能手機作為一種便捷、美觀、實用的通訊設(shè)備正被越來越多的人接受，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪蝎@取主要信息的重要工具之一，如自動控制[1-2]、醫(yī)療儀器[3-5]、消費電子[2，6-9]等領(lǐng)域取得了許多成功的應(yīng)用案例。因此，在手機端安裝更多應(yīng)用并推廣其服務(wù)更大程度上滿足了用戶需求，移動設(shè)備的Web地圖服務(wù)就是其重要的一部分，尤其是地圖服務(wù)中的一項基于位置信息的服務(wù)(Location Based Service，LBS)，倍受喜愛和關(guān)注。通過利用移動終端的定位技術(shù)，設(shè)備與服務(wù)器之間互聯(lián)通信，為用戶提供了各種與位置有關(guān)的信息服務(wù)。

隨著江西省畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的畜禽養(yǎng)殖開始由粗放式的管理向集約化的管理方式轉(zhuǎn)變，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖因管理落后而出現(xiàn)的問題也越來越多，尤其在人員管理中存在的問題顯得尤為突出。針對此問題，通過研究多種形式的用戶定位方法如GPS、WIFI或者基站等，筆者設(shè)計了一套基于Android平臺的用戶定位系統(tǒng)，并在規(guī)?；B(yǎng)殖管理人員中推廣試用，取得了較明顯的效果。

1　Android系統(tǒng)

Android系統(tǒng)[10-12]架構(gòu)從下層到上層有Linux內(nèi)核層、系統(tǒng)運行庫層、應(yīng)用程序框架層、應(yīng)用層四層結(jié)構(gòu)。

1.1Linux內(nèi)核層位于Android系統(tǒng)架構(gòu)最底層，Android的核心系統(tǒng)服務(wù)主要有安全性、內(nèi)存管理、進程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和驅(qū)動模型等，這些服務(wù)都依賴于Android系統(tǒng)基于Linux2.6內(nèi)核。Linux內(nèi)核同時也作為硬件和軟件棧之間的抽象層，它可隱藏具體硬件細節(jié)而為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)。

1.2系統(tǒng)運行庫層是Android系統(tǒng)架構(gòu)中的第三層，這一層主要包含了手機系統(tǒng)平臺必須的C/C++核心庫、Dalvik虛擬機運行環(huán)境和HAL子層。

1.3應(yīng)用程序框架層是一個應(yīng)用程序的核心，一個項目中所有參與開發(fā)的程序員都應(yīng)使用和遵守的該框架層中的相關(guān)約定，進而使程序達到清晰的目的，在滿足不同需求的同時又不互相影響。

1.4應(yīng)用層是用Java語言編寫的運行在虛擬機上的程序，開發(fā)人員也可以根據(jù)需要替換掉系統(tǒng)默認的應(yīng)用程序，與其他的把軟件固化在系統(tǒng)內(nèi)部的手機操作系統(tǒng)不同，更具靈個性和靈活性。

2　定位技術(shù)

目前常用的定位方式有GPS定位、WIFI、基站定位、IP定位、RFID/二維碼等標(biāo)簽識別定位、場景識別定位等[13，14]。簡單的介紹如下三種定位技術(shù)：

2.1GPS定位GPS全球定位系統(tǒng)，是一個衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)由美國建立。使用GPS在全球無論任何地方用戶不僅能實時、連續(xù)、全天候?qū)崿F(xiàn)測速和三維導(dǎo)航定位的目的，而且還能夠高精度地定位和時間傳遞。GPS系統(tǒng)由三大部分組成：用戶部分、空間部分、地面控制部分。

2.2WIFI定位WIFI定位是利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)，配合WIFI標(biāo)簽和相關(guān)的移動終端設(shè)備(如WIFI手機、PDA、筆記本電腦等)，再結(jié)合相應(yīng)的定位算法，來確定相關(guān)人員和物品位置的一種技術(shù)。

2.3基站定位基站定位一般應(yīng)用于手機用戶，手機基站定位服務(wù)又叫做移動位置服務(wù)(LBS-Location Based Service)，它是通過電信移動運營商的網(wǎng)絡(luò)(如GSM網(wǎng))獲取移動終端用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)，例如目前中國移動動感地帶提供的動感位置查詢服務(wù)等。

3　系統(tǒng)總體設(shè)計

3.1系統(tǒng)整體框架分析詳細闡述了用戶定位管理系統(tǒng)的總計設(shè)計和實現(xiàn)方式，系統(tǒng)的整體框架如圖1所示：

圖1　系統(tǒng)整體框架Fig.1　System general frame

3.2系統(tǒng)功能模塊分析系統(tǒng)主要為規(guī)?；B(yǎng)殖場的管理人員及相關(guān)外出工作人員設(shè)計，進一步提高人員管理水平。養(yǎng)殖場管理人員通過系統(tǒng)可查看工作人員的位置信息、實時關(guān)注工作情況，經(jīng)跟蹤、統(tǒng)計分析，可以很好地做出相應(yīng)的決策。工作人員通過本系統(tǒng)可以總結(jié)自己的工作情況，以便調(diào)整自身，提高工作效率。本系統(tǒng)對不同角色、不同崗位的用戶采用靈活的方式提供相應(yīng)的功能和服務(wù)。總體上分為管理員和普通工作人員，管理人員又可以分級別，管理人員只能管理自己級別以下的用戶。系統(tǒng)的總體功能模塊如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)功能圖Fig.2　System function diagram

從圖2的系統(tǒng)功能圖可以得知，系統(tǒng)主要有四大模塊，用戶登錄和鑒權(quán)控制主要是為用戶指定角色，分配不同級別的權(quán)限。按照系統(tǒng)的設(shè)計思路來分析，管理人員可以分為不同的等級，例如一級主管、二級主管等，這些級別的主管分管其下屬的工作人員，而不能夠跨越權(quán)限。普通工作人員可以被他所屬的所有上級管理，而本身沒有任何的管理權(quán)限，只能使用系統(tǒng)中的個人信息模塊的功能。在此模塊中，普通工作人員可以通過地圖查看自己以往的歷史活動軌跡，并在每次登陸后上報個人當(dāng)前位置信息供上級主管查看，還可以使用Android系統(tǒng)內(nèi)置的google地圖服務(wù)，以便獲取路線、查找周邊設(shè)施等場所。

用戶管理模塊為管理人員所用，管理人員可以對下屬工作人員進行查看信息、添加人員、刪除人員的操作，同時管理人員可以查看工作人員的位置、追蹤活動軌跡，通過google地圖直觀地顯示位置信息。管理人員不僅能夠查看不同時刻單一人員的位置信息，而且還能查看同一時刻全部人員的位置信息。

角色與功能模塊的關(guān)系如圖3所示：

圖3　角色與功能模塊的關(guān)系圖Fig.3　Relationship between role and function module

3.3單人活動軌跡模塊的設(shè)計與實現(xiàn)布局關(guān)鍵代碼(single_info.xml)：

android:="@+id/pcrsoncl_mapView"

android:layout_width="fill_parent"

android:layout_height="fill_parent"

android:apiKey="0pVhBR--AKIFd9bZVEKlfuDcjPbYGN-neueopkw"

dandroid:clickable=""true"

android:enabled="true"/>

功能核心代碼(PersonelInfo.java)一：查詢?nèi)藛T全部位置信息

dao = new PersonDao()；

Cursor cursor = dao.query(this，"select * from information where person_id=" + personId)；

while(cursor.moveToNext()){

mark(cursor)；

}

//關(guān)閉游標(biāo)

cursor.close()；

功能核心代碼(PersonelInfo.java)二：畫點，標(biāo)出位置信息(日期、地點)

public void draw(Canvas canvas, Mapview mapv,boolean shadow){

super.draw(canvas,mapv,shadow);

projection.toPixcls(gcoPoint,point);

Bitmap bmp=BitmapFactory.decodeResource(getresources()

R.drawable.mark);

}

功能核心代碼(PersonelInfo.java)三：畫線

public void draw(Canvas canvas,MapView mapv,boolean shadow){

super.draw(canvas,mapv,shadow);

Paint paint=New Paint();

paint.setStrokeWidth(2);

paint.setStyle(Paint.Style.FILL_AND_STROKE)...

}

整個界面是一個LinearLayout，僅包含一個地圖視圖MapView。難點是把人員的每次位置顯示在地圖上，主要通過編程實現(xiàn)。圖4所示為單人活動軌跡：

圖4　單人活動軌跡Fig.4　Single people activity trajectory

3.4查看全部人員活動軌跡模塊設(shè)計與實現(xiàn)使用一個MapView進行表示人員的位置信息，可以通過前進、后退按鈕查看每一天的人員位置信息；全部人員當(dāng)天的位置都顯示在地圖上，在地圖上點擊每個標(biāo)記會彈出窗口用于顯示該人員的詳細位置信息。如圖5所示：

布局關(guān)鍵代碼(all_info.xml)：

android：id="@+id/pre_datebutton"

android：layout_width="80dip"

android：layout_height="40dip"

android：background="@android：color/transparent"

android：scaleType="fitXY"

android：src="@drawable/prebtn_bg" />

android：="@+id/allpersonel_mapView"

android：layout_width="fill_parent"

android：layout_height="fill_parent"

android：apiKey="0pVhBR--AKIFd9bZVEKIfuDcjPbYGN-neueopkw"

android：clickablc="true"

android：enabled="true"/>

功能核心代碼(AllPersonelInfo.java)一：請求數(shù)據(jù)，更新地圖

private void updateMap(String date){

// 獲取要更新的信息

Cursor tempc = tempdao.query(this，"select name，latitude，longitude，position，time from person inner join information on person.id=information.person_id where date(time)='"+ date + "'")...

str = str.append(name).append(" 位置：").append(position).append(" 時間："+time)；

geoPoint = new GeoPoint(latitude.intValue()，

longitude.intValue())；

if(tempc.getPosition()== 0){

mapController.animateTo(geoPoint)；

}

OverlayItem overlayitem = new OverlayItem(geoPoint，"人員位置信息"，

str.toString())；

overlay.addOverlayItem(overlayitem)；

功能核心代碼(AllPersonelInfo.java)二：獲取彈出窗口布局，用于顯示位置信息

// 初始化彈出窗口，顯示人員的信息

private void initPopview(){

// 這里沒有給GeoPoint，在onFocusChangeListener中設(shè)置

popView = getLayoutInflater().inflate(R.layout.overlay_pop，null)；

// 由于氣泡的尾巴是在下邊居中的，因此要設(shè)置成

MapView.LayoutParams.BOTTOM_CENTER

圖5　多人活動軌跡圖Fig.5　Many people activities trajectory

4　結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，信息技術(shù)的不斷提升，基于位置服務(wù)的應(yīng)用越來越得到廣泛的需求，成為人們生活重要的一部分。本文運用Android平臺實現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計，主要包括用戶管理、權(quán)限管理、活動軌跡查詢、用戶登錄、個人信息展示、Google地圖服務(wù)調(diào)用、地圖位置標(biāo)識等功能，使信息可視化，提高了規(guī)模化養(yǎng)殖場人員管理的信息化水平，能夠游俠管理利用各種數(shù)據(jù)信息、減輕工作量并提高工作效率，具有較強的使用價值。

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[2] 高榮.基于S3C2440的智能家居控制中心設(shè)計[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2012.

[3] 高宇.基于ARM和Android平臺的智能醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2012.

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[11] 百度文庫：android軟件開發(fā)揭秘[EB/OL].(2011-01-05)[2016-04-01].http：//wenku.baidu.com/view/5fd2941655270722192ef7dc?fr=hittag&album=doc&tag_type=1.

[12] 百度文庫：Android手機開發(fā)入門簡介[EB/OL].(2011-11-02)[2016-04-01].http：//wenku.baidu.com/view/eb10f846336c1eb91a 375d62.html.

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Design and Development of User Positioning System for Intensive Culture Management Based on Android Platform

LIU Bo-ping1,2, SHI Wei-li1,2, QIU Feng1,2et al

(1. Jiangxi Institute of Computing Technology, Nanchang, Jiangxi 330003; 2. Software Engineering and Technical Research Center of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi 330003)

[Objective] The aim was to study the effective management of intensive culture personnel. [Method] A positioning system based on Android platform was designed to obtain the location data of personnel. [Result] The positioning system, which is real-time monitoring, realized to check visually for single trajectory or more people trajectory. [Conclusion] The positioning system runs stably and can achieve the goal of real-time positioning.

Android; User positioning system; GPS; Intensive culture

國家科技支撐計劃項目“特色區(qū)域農(nóng)村信息化集成技術(shù)與應(yīng)用”(2014BAD10B00)，課題“中部經(jīng)濟區(qū)農(nóng)村信息化技術(shù)集成應(yīng)用”(2014BAD10B05)。

劉波平(1963- )，男，江西吉安人，教授級工程師，博士研究生，從事信息管理與檢測分析。

2016-05-18

S 818

A

0517-6611(2016)18-260-03