軟件創(chuàng)新設(shè)計-手環(huán)防丟失功能

1、軟件創(chuàng)新設(shè)計期末報告項目名稱：手環(huán)防丟失功能精品資料姓名：學(xué)號：學(xué)14010815班級：軟件15-8一、項目簡介生活中我們經(jīng)常會出現(xiàn)以下情況：1,出門手機(jī)忘了帶；2,在公共場所把手機(jī)放在一個地方，走的時候忘了帶；3,還有手機(jī)自動關(guān)機(jī)了不知道，錯過重要電話；4,手機(jī)被盜了都不知道。手環(huán)防丟失功能就是：如果手環(huán)和手機(jī)的藍(lán)牙連接斷開了：比如距離遠(yuǎn)了，手機(jī)關(guān)機(jī)了，手環(huán)會震動提醒，同時可以手環(huán)上閃爍特定的指示燈顏色：比如紅色。還有這個功能可以設(shè)計成選擇開啟，避免有些用戶不用覺得煩。二、項目實(shí)施的目的、意義手機(jī)對于如今的人民來說，已經(jīng)成為了家居旅行隨身必帶的產(chǎn)品，某種意義來講，手機(jī)現(xiàn)在正在逐步的替代了錢包

2、，銀行卡的功能。例如：中國人民建設(shè)銀行推出的“龍支付”，能通過掃描ATM機(jī)上的二維碼來進(jìn)行現(xiàn)金的存取功能；支付寶、微信里有“卡包”的功能，可以用來記錄自己的各類會員卡，去實(shí)體店購物的時候就可以將卡包中的條形碼調(diào)出，進(jìn)行積分記錄、優(yōu)惠打折等等功能。手機(jī)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚牟糠?，一旦丟失或者忘記在家中，都會讓我們出門時感到寸步難行。所以手機(jī)的防扒竊功能已經(jīng)成為不得不及早提上日常的話題。雖然現(xiàn)如今手機(jī)有GPS防盜竊定位的功能，但是手機(jī)一旦被不懷好意的人偷走，手機(jī)就會很輕易的被隔離信號。只要放進(jìn)鐵盒之中手機(jī)就會被屏蔽信號，可能不到一天,手機(jī)就被轉(zhuǎn)手賣走，音信全無。即使在第一時間即使報案，在

3、監(jiān)控設(shè)施不完善，線索不明確的情況下，警方也不會輕易立案偵查。與其在丟失后再去追蹤手機(jī)的位置，不如直接在手機(jī)超過用戶一定范圍的時候自動警報，提醒用戶手機(jī)可能出現(xiàn)的問題。手機(jī)防丟失功能主要是為了能夠在手機(jī)距離手環(huán)一定距離的時候能夠及時提醒用戶。或者當(dāng)手機(jī)距離一定距離的時候發(fā)出警報音。當(dāng)手機(jī)失竊的時候，行竊人員會因手機(jī)發(fā)出的就警報音從而暴露目標(biāo)。這樣用戶可以避免自己的手機(jī)丟失，或者在密集人群中的公安人員可以迅速逮捕行竊人員，將手機(jī)交還失主。三、項目研究現(xiàn)狀與分析智能手環(huán)主要由3D加速傳感器、低功耗藍(lán)牙芯片、LED屏腕帶、可充電電池構(gòu)成?？赏ㄟ^藍(lán)牙與智能手機(jī)或平板電腦連接同步數(shù)據(jù)?？衫弥悄苁謾C(jī)傳感器

4、實(shí)現(xiàn)高精度跟蹤定位已經(jīng)成為一個研究熱點(diǎn)。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的體積、能源以及整個網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用方面的限制，在每個節(jié)點(diǎn)上裝備GPS并不現(xiàn)實(shí)，而且GPS也無法在室內(nèi)環(huán)境工作。因此，根據(jù)無線傳感器的特點(diǎn)，利用經(jīng)過ANFIS131訓(xùn)練的FIS來改進(jìn)RSSI測距技術(shù)的想法應(yīng)運(yùn)而生。針對室內(nèi)定位中由于手機(jī)的運(yùn)動引起采集信號強(qiáng)度不穩(wěn)定造成的定位誤差大的問題，提出了基于信號強(qiáng)度與加速度梯度融合綜合的新的測距算法，結(jié)合手機(jī)方向信息、地圖信息、信號強(qiáng)度的分布信息，利用測距信息與地圖匹配算法，實(shí)現(xiàn)對智能手機(jī)的精確定位。在實(shí)驗(yàn)測試中，平均定位精度為1.2m,3.5m以下定位精度達(dá)95%。智能手機(jī)的室內(nèi)定位精度，已經(jīng)可以支持

5、藍(lán)牙對手機(jī)的一個小范圍測距。傳感器節(jié)點(diǎn)自定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensornetwork,WSN)的關(guān)鍵技術(shù)之一基于距離的定位算法比與距離無關(guān)的定位算法精度高。在基于距離的定位中，測距采用的方法有測量信號的至0達(dá)時間(TimeofArival,TOA)、至0達(dá)時間差(TimeDifferenceofArrival,TDOA)、接受信號強(qiáng)度(ReceivedSignalStrengthIndicator,RSSI)和到達(dá)角度(AngleofArrival,AOA)等。用于測距的信號主要有超聲波、激光、紅外線、電磁波等。WSN節(jié)點(diǎn)通常利用超聲波進(jìn)行測距。由于超聲波容易受到環(huán)境溫度、

6、風(fēng)速、觸發(fā)時間、硬件響應(yīng)時間的影響，導(dǎo)致測距性能不太穩(wěn)定。室內(nèi)多徑效應(yīng)的影響限制了它的傳播范圍，測距范圍一般小于10m-5。對于室內(nèi)無線信道，多徑成分相當(dāng)豐富，不同路徑到達(dá)接收機(jī)的時間和相位的特點(diǎn)會給信號測量帶來不同影響。如果各徑到達(dá)相位相同，則影響是有益的，求和后的效果是能量增加；如果各徑到達(dá)相位不同，則影響是有害的，接收機(jī)接收到的信號能量會急劇衰落。很明顯，前者發(fā)生的概率很小，多徑效應(yīng)一般會給室內(nèi)通信帶來嚴(yán)重的衰落。一種新型測距方法，滿足傳感器節(jié)點(diǎn)在復(fù)雜室內(nèi)通信環(huán)境下的定位需求。采用Chirp信號代替超聲波，以避免室內(nèi)多徑效應(yīng)的影響，具有發(fā)射功率低、通信穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。目前國

7、內(nèi)外對于藍(lán)牙測距技術(shù)已經(jīng)有了一個較高技術(shù)水平，然而目前市場上仍未有一款成型的手機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品，此類功能對于手機(jī)的應(yīng)用是一次前所未有的創(chuàng)新產(chǎn)品，對于廣大用戶群體也是一種迫切需要的功能。參考文獻(xiàn)1李紅巖段瑩盧煒常遠(yuǎn)佟雅婿孫瑤孫書臣，智能手環(huán)的應(yīng)用評價，自然科學(xué),2014-122侯玉華周曉龍，智能終端操作系統(tǒng)安全問題及解決方案，電信科學(xué)，2015077-14,2015-03-033JangJR.ANFIS,Adaptive-network-basedFuzzyInferenceSystemsJ,1EEETransactionsonSystems,Man,andCybernetics23(3):66568

8、5,19934景首才惠飛馬旭攀郭毅濤，趙祥模信號強(qiáng)度與運(yùn)動傳感器融合的智能手機(jī)室內(nèi)定位算法，計算機(jī)應(yīng)用研究，184918525周二林王冠凌，基于RSSI測距的室內(nèi)定位研究J，重慶理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，101,2014-9-286馮秀芳孫超曹美麗，單目標(biāo)跟蹤中基于RSSI的模糊測距技術(shù)，計算機(jī)工程：第35卷16期，2009-87楊清玉于寧王霄馮仁劍，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)線性調(diào)頻擴(kuò)頻測距方法研究，傳感技術(shù)學(xué)報，第23卷第12期，20101-128SayedAH,TarighatA,KhehnouriN.NetworkBasedWirelessLocation:ChallengesFacedinDev

9、elopingTechniquesforAccurateWirelessLocationInformationJ.IEEESignalProcessingMagazine,2005,22(4):2440.9嚴(yán)志濤徐夢霖吳瀟島趙輝，基于藍(lán)牙和NFC的防泄露密碼使用管理系統(tǒng)，技術(shù)研究：2013年第12期10GschliesserV,FrauscherB,BrandauerE,etal.PLMdetectionbyactigraphycomparedtopolysomnography:avalidationandcomparisonoftwoactigraphsJ.Sleepmedicine,200

10、9,10(3):306311.四、項目研究內(nèi)容本產(chǎn)品是智能手機(jī)與手環(huán)之間的一款微型應(yīng)用，其目的在于能夠提醒用戶手機(jī)與用戶個體之間的距離。利用了RSSI值(接收信號強(qiáng)度)粗略計算手環(huán)與智能手機(jī)之間的距離，從而達(dá)到防盜，防丟失的目的。由于智能手環(huán)與智能手機(jī)之間的單個個體之間存在硬件差異，所以首次使用的時候應(yīng)進(jìn)行信號強(qiáng)度校準(zhǔn)。具體操作為：將智能手環(huán)與手機(jī)靠近，以測算出手環(huán)與手機(jī)之間最大的信號強(qiáng)度。之后將智能手環(huán)與智能手機(jī)逐漸拉開距離，當(dāng)達(dá)到適當(dāng)距離時進(jìn)行提醒。使用者還可以自己設(shè)定智能手機(jī)與智能手環(huán)之間的距離，減少硬件差異帶來的誤差。使用者在使用該軟件的時候可以對于提醒方式進(jìn)行設(shè)置，比如：當(dāng)智能手機(jī)與

11、智能手環(huán)之間的距離大于4m時的信號強(qiáng)度，手環(huán)進(jìn)行震動；當(dāng)信號完全消失時，手機(jī)發(fā)出警報音等等。與此智能手環(huán)配套的產(chǎn)品還應(yīng)有具有藍(lán)牙設(shè)備的充電器。當(dāng)在家或者工作單位時，使用者會有將智能手機(jī)遠(yuǎn)離使用者的時候，將帶有藍(lán)牙設(shè)備的充電器與手機(jī)相互連接，可以避免使用者不得不將智能手環(huán)與智能手機(jī)放在一起的情況。五、項目技術(shù)路線本產(chǎn)品為智能手機(jī)上的一款簡單應(yīng)用，利用手機(jī)與智能手環(huán)之間的信號強(qiáng)度檢測，初略估計手機(jī)與手環(huán)之間的距離。當(dāng)信號衰弱到設(shè)定的閾值時，手環(huán)進(jìn)行震提醒，或者手機(jī)發(fā)出警報音提醒用戶手環(huán)與手機(jī)之間的距離。圖1.系統(tǒng)硬件拓?fù)鋱D利用CoreLocation.framework很容易掃描獲得周邊藍(lán)牙設(shè)備，

12、所獲彳#的iBeacon在CoreLocation里以CLBeacon表示，其中有RSSI值（接收信號強(qiáng)度），可以用來計算發(fā)射端和接收端間距離。d=10A(abs(RSSI)-A)/(10*n)表1.計算公式參數(shù)對應(yīng)表d計算所得距離RSSI接收信號強(qiáng)度（負(fù)值）A發(fā)射端和接收端相隔i米時的信號強(qiáng)度n環(huán)境衰減因子計算公式代碼實(shí)現(xiàn)：-(float)calcDistByRSSI:(int)rssiintiRssi=abs(rssi);floatpower=(iRssi-59)/(10*2.0);returnpow(10,power);傳入RSSI值，返回距離（單位：米）。其中，A參數(shù)賦了59,n賦了2

13、.0。由于所處環(huán)境不同，每臺發(fā)射源（藍(lán)牙設(shè)備）對應(yīng)參數(shù)值都不一樣。按道理，公式里的每項參數(shù)都應(yīng)該做實(shí)驗(yàn)（校準(zhǔn)）獲得。當(dāng)你不知道周圍設(shè)備準(zhǔn)確位置時，只能給A和n賦經(jīng)驗(yàn)值（如本例）。修改AirLocate的APLRangingViewController.m展現(xiàn)部分代碼，輸出計算距離-(UITableViewCell*)tableView:(UITableView*)tableViewcellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath*)indexPathstaticNSStringidentifier=Cell;UITableViewCell*cell=tableViewdeq

14、ueueReusableCellWithIdentifier:identifier;/DisplaytheUUID,major,minorandaccuracyforeachbeacon.NSNumber*sectionKey=self.beaconsallKeysindexPath.section;CLBeacon*beacon=self.beaconssectionKeyindexPath.row;cell.textLabel.text=ximityUUIDUUIDString;/NSLog(%,ximityUUIDUUIDString);/NSString*formatString=NSLocalizedString(Major:%,Minor:%,Acc:%.2fm,Rssi:%d,Dis:%.2f,Formatstringforrangingtablecells.);/cell.detailTextLabel.text=NSStringstringWithFormat:formatString,beacon.major,beacon.minor,beacon.accuracy,beacon.rssi,selfcalcDistByRSSI:beacon.rssi;NSString*formatString=NSLocalized