基于LBS的智慧校园系统的设计与开发

    马颖启 白丽丽 陈晶

    摘要：针对当前基于位置的服务（Location Based Service，LBS）在小范围区域内不能提供成熟的位置服务问题，以校园这个特殊职能的区域为研究对象，进行校园 LBS 系统的设计及关键技术研究，以期为师生提供多样化便捷的位置服务。基于室内外定位的校园 LBS 平台的建设思路和方法也可以为 LBS 服务在小区、城市乃至全国的使用提供思路。

    关键词：智慧校园；LBS；Android；定位.

    项目名称：2016年兰州工业学院大学生创新创业计划项目，基于LBS的智慧校园系统的设计与开发

    项目编号：DC201711807-011

    一、校园LBS系统功能设计

    （一）系统功能设计

    校园LBS系统由智能考勤系统和平安校园系统两部分构成。智能考勤系统主要包括主动考勤子系统和被动考勤子系统。平安校园系统主要包括电子围栏子系统和返家报平安子系统。

    1.智能考勤系统

    高等学校为了方便学生管理，都有一套考勤系统。目前使用的考勤系统主要要有三种，一种是人工考勤，耗时耗力，统计管理以及信息查询不方便，工作效率极低。另一种是基于Web的考勤系统，学生很难在课堂上实施在特定Web页上的在线签到。第三种是使用专用的考勤机考勤，需购置专用设备，并进行布线，成本高。本文将使用广泛使用的手机系统，采用手机定位技术、GPS定位技术，以及指纹识别技术，采用主动或被动考勤两种方式进行实时考勤。主动考勤系统是通过手机APP考勤系统由学生主动定时、定位考勤。适用于学生课堂考勤、实训实习考勤、夜间在寝室情况考勤和参加固定地点校园活动的考勤等。被动考勤是在学生不知情的情况下，通过远程控制实现智能考勤。并将考勤信息通过短信或Wifi网络上传服务器，进行统计分析。适用于学校行政机关、教学部门、学生管理部门对学生出勤情况的统计。

    2.平安校园系统

    平安校园系统包括：电子围栏子系统和返家报平安子系统。电子围栏系统借助 Android 手机提供有效的室外实时位置监测服务，对 Android 平台的定位技术以及推送技术进行研究。 采用基于监控客户端、被监控客户端以及 Web 服务端的三方数据交互模型，实现监控客户端对被监控客户端的室外实时位置监测和越界自动推送功能。寒暑假、节假日期间，好多学校都要求学生通过短信、电话等方式主动报告是否平安返校，但鉴于各种原因，问题很多。返家报平安系统将采用手机定位与GPS定位技术，结合每位学生的回家位置的经纬度信息，实时自动判断学生是否平安到家。并将每位学生的信息上传服务器，方便老师和学生管理部门的查询与统计。

    （二）系统框架设计

    LBS服务中关键的核心是位置与地理信息，两者相辅相成，缺一不可。位置信息服务中的地理信息服务平台是一个关键部件。从无线运营商管理和开通位置信息服务的角度来看，能够使得无线运营商提供较为全面的位置信息服务，同时也集中地管理并维护了地图数据库，从而促使位置信息服务的发展。Android的应用的客户端是C/S体系结构，故校园LBS系统采用C/S结构来进行客户端和后台服务器端的交互，用来负责接收用户的请求信息和显示详情，与用户进行直接信息互换。应用服务器位于具有扩展功能的Web服务器端，它用于接收客户端的请求，对请求通过Web中的应用程序进行处理，利用SQL语句等方式来调用数据库，然后将数据处理的结果返还给Web服务器，再由Web服务器传送至客户端，如图2所示。

    图2 C/S三层次系统体系构架

    二、定位模块的实现

    LBS系统首先进行定位环境的布置，通过定位感应点的布置、定位传感器、定位回传系统等构建一个安全可靠的定位环境；其次对定位参数获取，通过定位参数的获取，对环境中即将用于定位的参数进行搜集，形成定位数据库；然后根据不同的环境和不同的用户需求进行定位算法的设计，这些算法的参量需要进行一系列调整，使其适应变化的周围环境；最终对终端实现定位，用户终端在移动过程中和系统所布置的环境进行沟通，与系统服务端沟通，通过位于终端上的应用程序，将位置信息及位置信息相关的数据发送到系统中。

    三、结语

    学生返家报平安系统是以GPS技术为核心，以信息技术为依托，创造性的开创了短信汇报返家信息和IT技术的结合。学生返家报平安系统为学生往返家安全信息建设提供了良好的解决方案，构建了学校、家庭、社会相互间的信息交流平台，有效地利用了现代信息技术架起学校、家庭之间的实时、快捷、有效沟通的桥梁。学生返家报平安子系统也可向社会广泛的推广，例如女员工下班安全、老人儿童走失等。

    参考文献：

    [1]陈梅丽.基于LBS的移动校园系统的设计与实现[D].长安大学，2015.

    [2]于思江.基于LBS的Android校园服务APP客户端的设计[J].国外电子测量技术，2015，（4）.

    [3]张高明，马力，赵璟，齐浩.基于Android平台的校园LBS应用研究[J].西安文理学院学报（自然科学版），2013，16（03）：62-67.[2017-09-04].

    [4]胡加艳，陈秀万，陶迎春，王炜婷.基于室内外定位的校园LBS研究[J].计算机工程，2010，4.

    [5]何健.北京師范大学准确定位的移动校园[J].中国教育网络，2005，（6）.

    [6]代敏.基于Android平台下手机定位程序的设计及实现[J].计算机与数字工程，2012，（6）.

    作者简介：

    马颖启，兰州工业学院，汽车工程学院，车辆工程专业；

    白丽丽，兰州工业学院，汽车工程学院，讲师，工程管理专业；

    陈晶，兰州工业学院，汽车工程学院，讲师，交通信息工程及控制。