基于java的老年人定位系统服务器软件设计

引言

 我国是世界上老龄化人口最多的国家，也是老年痴呆症患者最多的国家，老年痴呆的人数在60岁以上的老年人中占据11.2%，也就是在9个人中就有一个患有该病，而且还有这其他的一些病症也会导致老年人走失后难以找到。据统计，每年全国走失老年人越有50万人，而平均每天就约有1370名老年人走失。随着我国老龄化进程的加快，走失老年人问题已经成为一个严肃的社会问题。

因此，如何应用先进的定位服务，来进行老年人的位置定位，是当前社会上所有相关者面临的一个重要课题。本文设计了一个基于Java的老年人定位系统服务器，设计中需要用到目前的通信技术，GPS定位技术以及传感技术，来达到对老人的实时监护和及时通知家属的目的。

功能概述

本文的主要目的是设计一个定位系统，最终要实现的目标是可以随时定位老人的所在位置以方便找到走失的老年人。这要求系统做到以下几点：大小和重量都合适，方便携带，方便老人使用;定位器需要用户注册账号使用，每个账号用户会绑定几个手机号码，作为系统的紧急联系人，在达到一定要秋后可及时给联系人发送信息，并可以过滤非注册电话号码的垃圾信息;可提供设备目前的位置信息，通过GPS系统的信号传递，将老人的位置实时传递给服务器，再有服务器处理后以地图和文字形式发送给注册用户。具体的流程如下图所示。

需求分析

服务器首先需要包含用户注册、登录，记录信号的移动路径，查询历史信息功能，用户可以通过服务器的记录来查看老人的行动路径和时间；之后为了防止存储压力过大，需要信息的删除功能，由用户本人进行操作，确保实时监护的有效性；实时的信号发射能力，用户可以给老人的活动范围加以限定，一旦老人出了这个范围，那么接收到信号的服务器经过核对后可以立刻给用户告警通知；远程通话能力可以让老人在有需要时有一个可以求助的手段，通话用户由注册用户进行绑定处理；告警能力则是通知用户的主要手段，通过对信号的处理以及记录，对老人的位置情况加以分析，在超出一定范围或者一定时间未曾移动等情况下给用户及时告警，可以及时发现老人的走失或身体不适，及时的提供救助；最后也是系统需要的一定操作能力，在有用户的陪同下，或者有着需要及用户的认可，可以临时关闭系统的运作，毕竟限定中提供的是老人基本的额日航活动，有外出需求时无法关闭服务会给用户造成困扰。

服务器系统的结构图。

概要设计

在需求分析阶段完成后，通过大量的访问以及问卷形式获取用户的意见，根据实际的情况再对系统做出的相应的调整，主要解决实现该系统需求的程序模块设计问题。包括把该系统划分成若干个模块、决定各个模块之间的接口、模块之间传递的信息，以及对数据结构、模块结构的设计等。

本文设计的软件主要包括三部分：GPS定位模块、手机客户端以及后台的服务器模块。

程序流程图

逐个模块给出以下说明：

GPS定位模块：

由于高龄老人经常走丢而不知道回家的路时常存在，当用户查询老人的具体位置时，发送一条查询短信，系统会自动反馈显示老人位置的地图，配合设备的手机客户端可以在智能手机上查询定位信息，老人的移动路线记录。

手机客户端：客户端需要可以及时的接受有服务器传送的信号并加以处理，可以呈现出精确清晰的地图，并在老人打到告警要求时及时给用户告警通知并马上统计出老人的行动路径以及目前所处的位置信息。

后台服务器模块：服务器要求可以准确的根据GPS反馈的信号来定位老人的位置信息，并记录老人的移动路径，系统主要在Windows下运行，并配置有Java环境。

总之三者之间互相作用起到一个循环，定位模块将数据以数据帧的形式通过2G网络发送给服务器，数据帧格式如下表。其中“帧头标识”用来区分不同设备。服务器通过解析该命令获得个数据值，并按不同设备区分存储到数据库中。当手机端向其发送请求时，服务器根据相应请求，将数据打包发给手机。

接口的配置主要分为软件、硬件、用户操作界面以及内部构成：

软件接口部分可使用Java提供的MySQL的接口，进行对数据库的所有访问。服务器上可使用MySQL对数据库的备份命令，以做到对数据的保存。在网络接口上面使用无差错的传输协议，采用滑动窗口方式对数据进行网络传输以及接收。

硬件接口部分，对于基本的I/O操作和文件读写操作，采用Java的标注输入/输出对其进行处理。

内部接口部分，各模块之间采用Java面向对象的思想，实现类的创建、继承等。

用户操作界面则需要简洁明了，操作不能过于繁琐，在设计语言上使用Java配置，在告警和地图部分突出显示。

总体概述

1）告警功能：

在离开指定地点一定距离之后，通过接收信号的时间变化来确定，一旦超过阈值，服务器给位于家属手中的终端报警，提示老人已经离开一段距离，这个功能可以通过终端手动开启和关闭，避免造成家属陪同出行时造成不必要的麻烦。

由电波的传输速率V，时间T可得两者之间的距离L=V*T

当L>S（规定值）时，系统报警。

当L<=S时，系统正常运行。

定位功能：

通过电波的传输速率和所消耗的时间来计算老人于指定地点之间的距离，而在失踪后可以通过GPS系统定位到发出的信号来确认老人的所在地。目前的定位功能碍事需要通过GPS来实现的。同时需要做到以下几点：

1、实时定位

家人可以随时定位老人的当前位置

地图给出被定位老人所在位置的标点，鼠标移动到标点，系统给出定位时间及所在位置描述信息。

2、轨迹跟踪

只需设定时间段，即可查询老人在此时间段内的活动走向和轨迹。系统同样给出定位时间及当时所在位置描述信。

3、及时告警

设定空间范围，查看老人的活动情况。在老人超出范围后，及时向家人通知并报警。

4、系统管理

提供完善的系统设置管理，可对老人的活动范围灵活设置。

5、电子围栏

设防状态下，老人移动超过设定范围或是发生跌倒等意外情况，将会触发报警。

系统需求分析

对于每一个程序员来说,他所设计的软件好不好不单单取决于该软件能否正常运行,而且取决与它是否能够满足客户的需要。因此,开发一个适用于老人的定位器软件之前要做的是对老人的需求进行分析,通过调查现有的老人定位器系统的基础上,确定老人对软件系统有哪些基本需求。经过一系列的调查研究发现。

1.2 性能分析

(1)数据准确性:1、当从数据库中读取数据时,要求数据定位必须准确。2、当输入数据到数据库时,输入的数据必须有有校验无误。3、查询返回的数据信息均来源于数据库。

(2)信息安全性:用户在进行操作和注册时,希望自己的信息不会被泄露出去

(3)特性要求:定位响应时间尽可能地快。

(4)必须具有良好的可扩充性和兼容性,能够支持多种客户终端。

6服务器模块设计说明

服务器核心模块设计

核心模块由7部分组成：总控程序、鉴权中心、数据解/压缩中心、数据加密中心、日志文件、服务中心和配置文件，所有的服务都由核心来控制并加以调配，信息传递的保密性也是由核心来保证。总控程序是整个服务器端的main程序，它主要负责整个系统的启动（配置读取、模块载入）和关闭工作，并对程序的运行进行Log记录；鉴权中心则是对用户的登录信息进行鉴别，起到保护用户隐私的作用，服务器在数据的持久层面使用了Hibernate层，其中用户信息类是服务平台上传递最频繁的公共参数之一。鉴权中心负责对用户信息类初始化，填写其中的一些基本信息。；数据解/压缩中心、数据加密中心也是对用户的信息进行保护的措施，对信息进行加密措施，有效的避免信息的泄露给用户造成困扰；而日志中心则是对对用户的操作进行记录和备份；服务中心主要是在用户遇到操作上的困难时及时的进行反馈帮助，并对设备进行后期的维护处理；配置问价主要是对老人的移动路径的信息的记录以及备份，需要用户定期进行清理。

8.1 项目创新点

本程序采用纯Java语言编写，因此编写的程序具有平台无关性。不需要修改代码就可以在不同的平台上运行，大大提高了程序的使用性能，而且用户可以根据自己的需求进行一些简单的删改操作，同时不需要下载特定的操作软件。

结束语

本课题所设计的老年人定位系统软件是以Java为开发语言，结合了GPS系统所具备的广阔地图和精准定位能力，具有对老人当前所处地方的定位，一段时间内移动的路线，人身安全的兼顾及报警和夜间行走时的照明功能。

软件已经开发完成，但今后还会出现许多未成考虑到的问题，有待进一步的完善。