孔夢(mèng)秋 殷文 葉榮廣

摘要：隨著定位技術(shù)的快速發(fā)展，GPS定位成為目前使用最廣泛的定位技術(shù)，同時(shí)移動(dòng)定位技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。隨著智能互聯(lián)時(shí)代的到來(lái)，這些智能設(shè)備服務(wù)對(duì)象已不再僅限于人類，也催生了市場(chǎng)動(dòng)物智能硬件誕生的環(huán)境。本系統(tǒng)主要應(yīng)用了通信技術(shù)，如GPRS的通信與微型計(jì)算機(jī)，物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合以及信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算、并行計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)等功能。

關(guān)鍵詞：GPS定位系統(tǒng) 通信技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù)

隨著智能互聯(lián)時(shí)代的到來(lái)，智能手環(huán)、自動(dòng)洗碗機(jī)、智能眼鏡等一系列智能概念化的高科技產(chǎn)品開始普及開來(lái)，給我們的生活帶來(lái)了極大的便利。然而，這些智能設(shè)備服務(wù)對(duì)象已不再僅限于人類，開始向市場(chǎng)的各個(gè)細(xì)分化發(fā)展。智能化趨勢(shì)的快速發(fā)展，催生了市場(chǎng)動(dòng)物智能硬件誕生的環(huán)境，但到目前為止，我國(guó)都尚未出現(xiàn)動(dòng)物智能硬件的明星產(chǎn)品。目前，對(duì)于動(dòng)物GPS智能定位產(chǎn)品正面臨一個(gè)新的發(fā)展機(jī)遇。一是市場(chǎng)行業(yè)并未有相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)，市場(chǎng)存在非常大競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)。其次，目前已有的動(dòng)物GPS智能定位產(chǎn)品市場(chǎng)還未形成。目前我國(guó)寵物市場(chǎng)的主要規(guī)模集中在寵物日常用品上，未來(lái)包括寵物智能穿戴、寵物美容、寵物保險(xiǎn)等新興產(chǎn)品和服務(wù)將會(huì)為我國(guó)寵物產(chǎn)業(yè)增添新的看點(diǎn)。

1、 系統(tǒng)概述

在分析國(guó)內(nèi)外GPS定位技術(shù)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合寵物定位產(chǎn)品的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了基于Android平臺(tái)的GPS定位傳輸系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由主控模塊、GSM/GPRS模塊、GPS模塊、LCD顯示模塊、串口操作模塊和手機(jī)APP客戶端等幾個(gè)部分組成。GPS定位和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)定位雙定位終端的設(shè)計(jì)思想是集成GPS和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)定位兩種定位方式。該定位終端收到定位請(qǐng)求之后，實(shí)時(shí)獲取GPS提供的經(jīng)緯度、速度、時(shí)間等GPS信息和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)提供的位置服務(wù)信息，并以短消息或者GPRS上網(wǎng)的形式發(fā)送給請(qǐng)求位置的手機(jī)或者監(jiān)控中心。

接收機(jī)端的軟件主要完成上電后系統(tǒng)的初始化，對(duì)各個(gè)模塊的檢測(cè)，接收GPS模塊傳來(lái)的GPS消息，接收GSM/GPRS模塊傳來(lái)的定位請(qǐng)求、定位消息并且通過(guò)GSM/GPRS模塊把定位消息發(fā)送給位置請(qǐng)求方。

監(jiān)控中心主要實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS和GSM/GPRS集成的定位系統(tǒng)中的各個(gè)定位終端的控制和跟蹤，它能主動(dòng)向系統(tǒng)中各個(gè)定位終端發(fā)送位置請(qǐng)求，并且獲取各個(gè)終端的位置消息，解析出GPS消息中的經(jīng)緯度、時(shí)間、速度等值以及GSM網(wǎng)絡(luò)定位消息，并且通過(guò)軟件界面顯示，供用戶察看。同時(shí)手機(jī)APP客戶端會(huì)在社區(qū)服務(wù)端實(shí)時(shí)公布失蹤狗狗的信息、失主信息和獎(jiǎng)勵(lì)金額，方便用戶與失主溝通和聯(lián)系。

2、界面模塊

2.1硬件的總體設(shè)計(jì)

該定位系統(tǒng)由控制單元MCU（Micro Controller Unit）、GPS定位模塊、GSM模塊、LCD顯示模塊和電源模塊組成，如圖2-1所示。在加電啟動(dòng)完成初始化之后，如果用戶以短消息的形式向該定位終端發(fā)送定位請(qǐng)求，終端將同時(shí)通過(guò)GPS定位模塊和GSM模塊獲取位置信息，并將位置信息編制成短消息發(fā)送給位置請(qǐng)求方。GPS模塊完成接收GPS消息的功能，GSM模塊完成網(wǎng)絡(luò)定位和短消息接收和發(fā)送的功能。

通過(guò)程序控制GPRS模塊實(shí)際上就是利用與GPRS模塊相關(guān)的AT指令連接網(wǎng)絡(luò)，并且成功傳輸數(shù)據(jù)。所以正確理解并掌握GPRS部分的AT指令是GPRS模塊部分的核心問(wèn)題。

目前，網(wǎng)絡(luò)定位功能是由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商提供的服務(wù)，并且將該服務(wù)功能集成在SIM卡上。所以要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位，就是要利用STK提供的AT指令對(duì)SIM卡進(jìn)行操作。而對(duì)GSM/GPRS模塊的STK部分的編程開發(fā)，就是通過(guò)與STK相關(guān)的AT指令發(fā)送定位請(qǐng)求和接收定位消息。

2.2手機(jī)客戶端軟件設(shè)計(jì)

手機(jī)客戶端主要分為狗狗位置實(shí)時(shí)定位、位置地圖在線導(dǎo)航、狗狗社區(qū)服務(wù)等三大部分。通過(guò)內(nèi)置在狗狗項(xiàng)圈里的GPS模塊和GPRS通訊模塊，將狗狗的位置實(shí)時(shí)傳輸?shù)接脩舻氖謾C(jī)客戶端中。同時(shí)，用戶可以通過(guò)社區(qū)服務(wù)發(fā)布、傳播狗狗走失的信息，以便于更多的用戶實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)搜尋，為找回愛(ài)狗提高幾率。

手機(jī)客戶端設(shè)計(jì)流程如圖2-2：

2.3技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

1、定位盲區(qū)減少

GPS定位雖然能實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)定位，但是在室內(nèi)，接收機(jī)無(wú)法接收到GPS信號(hào)，從而無(wú)法定位；但是一般室內(nèi)GSM/GPRS信號(hào)則比較良好，接收機(jī)就可以通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)定位?；贕PS和GSM/GPRS的定位系統(tǒng)可以克服GPS定位信號(hào)微弱和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)定位精度不高的缺點(diǎn)，而綜合了這兩個(gè)定位方式的優(yōu)點(diǎn)。做到了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

2、實(shí)現(xiàn)“遙控”

GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)能將位置信息傳送到遠(yuǎn)端，或者傳輸給手機(jī)用戶，或者傳輸給控制中心，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警、監(jiān)控以及調(diào)配等功能。并且遠(yuǎn)端的用戶或者控制中心能夠主動(dòng)向定位終端發(fā)送消息，對(duì)定位終端進(jìn)行在線配置、工作模式修改等操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)定位終端的“遙控”。

圖2-2手機(jī)客戶端設(shè)計(jì)流程圖

3、提高了單一定位系統(tǒng)的定位精度和定位效率

基于GPS和GSM/GPRS的定位系統(tǒng)的定位精度和效率可以采用兩種定位方式中較高的一個(gè)。用戶在發(fā)出位置請(qǐng)求后會(huì)很快得到GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)位置消息，同時(shí)，定位終端會(huì)將GPS和GSM/GPRS的位置消息都傳輸給用戶或者控制中心，控制中心自動(dòng)選擇準(zhǔn)確度更高的消息。此外控制中心會(huì)通過(guò)電子地圖匹配、位置校正等技術(shù)，得到精度很高的位置消息。

3、產(chǎn)品特點(diǎn)

1、 GPRS/GPS實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離地圖位置信息顯示及反饋。

該定位終端收到定位請(qǐng)求之后，實(shí)時(shí)獲取GPS提供的經(jīng)緯度、速度、時(shí)間等GPS信息和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)提供的位置服務(wù)信息，并以短消息或者GPRS上網(wǎng)的形式發(fā)送給請(qǐng)求位置的手機(jī)或者監(jiān)控中心。

2、 雙向信息傳送，APP向項(xiàng)圈牌LED發(fā)送主人信息。

項(xiàng)圈牌離APP距離超過(guò)設(shè)定值自動(dòng)向APP報(bào)警。APP設(shè)置距離限定值，當(dāng)硬件自動(dòng)超過(guò)設(shè)定報(bào)警距離時(shí)向APP自動(dòng)報(bào)丟失，當(dāng)寵物走丟時(shí)，APP向項(xiàng)圈牌發(fā)送寵物及用戶聯(lián)系信息，設(shè)置自動(dòng)震動(dòng)，向外呼叫等其余報(bào)警方式

3、 寵物社區(qū)服務(wù)。

給寵物走失一個(gè)完善的平臺(tái)，也為寵物用戶交流提供一個(gè)官方的平臺(tái)，給寵物走失進(jìn)行懸賞機(jī)制，大大減少懸賞成本，提高信息交流交換的有效率。同時(shí)也可將此社區(qū)作為寵物交流的平臺(tái)，我們將提供更多線下寵物免費(fèi)服務(wù)及線下交流等服務(wù)，提高有寵物人群的信息融匯度。

4、建立寵物走失信息云平臺(tái)。？

建立注冊(cè)用戶的寵物云平臺(tái)，將所有用戶寵物信息整合，與社會(huì)中其他寵物走丟認(rèn)領(lǐng)的渠道進(jìn)行匹配，將他人發(fā)現(xiàn)的寵物與云平臺(tái)寵物信息匹配。及時(shí)找到丟失寵物，同時(shí)拓寬找尋渠道的范圍，提高找尋丟失寵物的效率。

4、總結(jié)

目前，只是通過(guò)對(duì)飼主和寵物提出最基本、最原始的人工看護(hù)、避免寵物外出等手段。這種飼養(yǎng)方式存在影響寵物健康生長(zhǎng)，對(duì)飼主有著約束性，很大程度的降低飼主等諸多問(wèn)題。這種低科技、低效率的尋狗方式，在時(shí)間、精力、資金方面都有自身不足，并不能實(shí)時(shí)有效的找到失散寵物狗，是一種資源的浪費(fèi)。所以，對(duì)于動(dòng)物GPS智能定位產(chǎn)品正面臨一個(gè)新的發(fā)展機(jī)遇。一是市場(chǎng)行業(yè)并未有相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)，市場(chǎng)存在非常大競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)。

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