基于嵌入式系統(tǒng)的定向運動平臺設計與開發(fā)

鄭海杰 倪 燃 王愛旭

（山東交通學院 信息科學與電氣工程學院，山東 濟南250357）

0 引言

定向運動起源于北歐的瑞典，自20 世紀80 年代傳到中國。由于其是集體力，智力，娛樂與一體的綠色戶外運動項目，在休閑社會的來臨，體育社會功能從生產(chǎn)到生活，群體到個體，工具到玩具的轉(zhuǎn)變，在我國得到迅速的發(fā)展。不僅僅在專業(yè)的組織團隊當中，更是融入到了普通大眾當中，而且定向越野以其特有的價值已經(jīng)成我我國各大高校的課程。但在活動的組織過程，需要對開展活動的地形詳細的勘察，設置多個檢查點，制定比賽路線，對相應的參賽者進行注冊等等，而且在比賽過程中，不能保證參與者是否到達了相應的檢查點，是否存在損壞別人點簽的，這樣使比賽存在一定的不公平性；在戶外地形都很惡劣，很難保證參賽者安全，如若碰到危險能否自救，若不能自救怎么在第一時間向外界發(fā)送求救信號。這一系列的問題都限制著定向運動的發(fā)展。利用現(xiàn)代智能應用，以嵌入式操作系統(tǒng)Android 為平臺，無論是生成互動者信息，對活動的創(chuàng)建，參加，自動生成活動地圖，利用電子地圖開發(fā)應用精確定位各個檢查點，以及參與者的當前位置，危險呼救，同步微博，對參賽數(shù)據(jù)的分析對比這些都能完成。大大提高的參加定向運動容易度，可靠度，公平度，使其更加大眾化，易于定向運動的推廣和發(fā)展。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

嵌入式系統(tǒng)定向運動平臺主要分為四個模塊：客戶端、服務器、數(shù)據(jù)庫、通信協(xié)議，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

客戶端的是智能手機或其他嵌入式移動終端設備及安裝在上面的定向運動移動應用，它是傳統(tǒng)定向運動工具的的替代品，能夠自動生成地圖，檢查點，并有聊天工具，辨別南北方向，同步微博等功能，同時將用戶活動信息發(fā)送至服務器。

圖1 定向運動平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

服務器是通過3G 等無線網(wǎng)絡與客戶端實時連接，能夠接收用戶在活動過程中傳遞過來的數(shù)據(jù)，包括在線信息、固定的檢查點到達信息、最終完成所用時間、遇見危險時發(fā)送的求救信息等等。

數(shù)據(jù)庫則存儲著大量客戶的信息，用戶的基本信息，活動信息，以方便組織方對成績的統(tǒng)計。

通信協(xié)議方式應用了異步通信，發(fā)送字符的時間間隔是任意的。異步方式的的好處是簡單，便宜，但傳輸效率低。采用java nio 來實現(xiàn)客戶端和服務器之間的交互，能夠克服異步通信的缺點。由于交互比較頻繁，選擇長連接，還有心跳探測，一旦客戶端與服務器斷開連接，立即重新連接服務器。

2 軟件功能需求分析與設計

2.1 嵌入式手機客戶端軟件需求分析

對于定向運動平臺手機客戶端的設計功能包括以下六方面的內(nèi)容：

1）注冊功能：該功能起到兩方面的作用，一方面可以收集客戶的信息，另一方面可以給用戶分配一個代號，在參加活動的過程，根據(jù)此代號對參與者的信息進行收集。

2）創(chuàng)建團體功能：用戶可以根據(jù)自己的需要選擇創(chuàng)建活動或者參與活動，一旦有用戶創(chuàng)建了活動，周圍一定范圍內(nèi)的其他應用定向運動客戶端的用戶便可以搜索到，可以直接參加到團體活動中，而且在活動開始前五分鐘，用戶不可在加入。圖2 所示為該功能的活動圖。

圖2 創(chuàng)建團體活動圖

3）自動生成地圖并定義用戶地理位置，地圖中隨即設置了幾個檢查點，當用戶到達了相應的檢查點會出現(xiàn)一個Toast 語句顯示已經(jīng)到達此點，同時把信息傳遞到服務器，這樣組織方便可對用戶的進行情況作出統(tǒng)計。

圖3 聊天室功能的活動圖

4）聊天室功能，在活動行進過程中，用戶可以通過聊天室對活動房間進行聊天活動，隨時報道其行進的進度，這樣方便其他用戶了解。這樣一定程度上也保證在惡劣的環(huán)境下參賽者的情況是否安全。該功能活動圖如圖3 所示。

5）遇險求救功能，在客戶端的左下角有sos 的按鈕，在用戶遇到一定的危險，急需求助時，可以將其當前位置發(fā)送給其他用戶和組織方。這樣大大能夠降低危險性。

6）同步微博功能，在活動結(jié)束后，用戶可將其參與活動的地點，所用時間發(fā)送到QQ 或者新浪微博。

2.2 數(shù)據(jù)庫的設計

圖4 數(shù)據(jù)表邏輯關系圖

在該系統(tǒng)平臺中，主要設計的數(shù)據(jù)庫表由以下8 個表，其邏輯關系如圖4 所示。

1）用戶表（ID，用戶名，密碼，昵稱，出生年月，性別，頭像，興趣愛好）

2）開始類型表（ID，開始類型）

3）結(jié)束類型表（ID，結(jié)束類型）

4）活動表（ID，編號，發(fā)起人，活動名稱，開始時間，地圖半徑，檢查點個數(shù)，開始類型，結(jié)束類型，經(jīng)度，緯度，活動描述，附件）

5）地圖表（ID，編號，檢查點個數(shù)，經(jīng)度，緯度，地圖半徑）

6）檢查點表（x 坐標，y 坐標，地圖ID）

7）使用地圖表（地圖ID，活動ID，使用時間）

8）加入活動表（ID，活動ID，加入時間，加入日期，地點）

3 結(jié)語

現(xiàn)代可以已經(jīng)應用到人們生活的方方面面，在這個大的趨勢下，更多方面人類生活，工作，學習，娛樂的便捷產(chǎn)品將于出現(xiàn)。基于定向運動的軟件應用到實際當中，將會解決我國當前定向運動中所產(chǎn)生的一系列問題，讓這個體育項目在我國帶來更快的發(fā)展。

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