基于嵌入式系统的定向运动平台设计与开发

郑海杰 倪 燃 王爱旭

（山东交通学院 信息科学与电气工程学院，山东 济南250357）

0 引言

定向运动起源于北欧的瑞典，自20 世纪80 年代传到中国。由于其是集体力，智力，娱乐与一体的绿色户外运动项目，在休闲社会的来临，体育社会功能从生产到生活，群体到个体，工具到玩具的转变，在我国得到迅速的发展。不仅仅在专业的组织团队当中，更是融入到了普通大众当中，而且定向越野以其特有的价值已经成我我国各大高校的课程。但在活动的组织过程，需要对开展活动的地形详细的勘察，设置多个检查点，制定比赛路线，对相应的参赛者进行注册等等，而且在比赛过程中，不能保证参与者是否到达了相应的检查点，是否存在损坏别人点签的，这样使比赛存在一定的不公平性；在户外地形都很恶劣，很难保证参赛者安全，如若碰到危险能否自救，若不能自救怎么在第一时间向外界发送求救信号。这一系列的问题都限制着定向运动的发展。利用现代智能应用，以嵌入式操作系统Android 为平台，无论是生成互动者信息，对活动的创建，参加，自动生成活动地图，利用电子地图开发应用精确定位各个检查点，以及参与者的当前位置，危险呼救，同步微博，对参赛数据的分析对比这些都能完成。大大提高的参加定向运动容易度，可靠度，公平度，使其更加大众化，易于定向运动的推广和发展。

1 系统结构分析

嵌入式系统定向运动平台主要分为四个模块：客户端、服务器、数据库、通信协议，其系统结构如图1 所示。

客户端的是智能手机或其他嵌入式移动终端设备及安装在上面的定向运动移动应用，它是传统定向运动工具的的替代品，能够自动生成地图，检查点，并有聊天工具，辨别南北方向，同步微博等功能，同时将用户活动信息发送至服务器。

图1 定向运动平台系统结构

服务器是通过3G 等无线网络与客户端实时连接，能够接收用户在活动过程中传递过来的数据，包括在线信息、固定的检查点到达信息、最终完成所用时间、遇见危险时发送的求救信息等等。

数据库则存储着大量客户的信息，用户的基本信息，活动信息，以方便组织方对成绩的统计。

通信协议方式应用了异步通信，发送字符的时间间隔是任意的。异步方式的的好处是简单，便宜，但传输效率低。采用java nio 来实现客户端和服务器之间的交互，能够克服异步通信的缺点。由于交互比较频繁，选择长连接，还有心跳探测，一旦客户端与服务器断开连接，立即重新连接服务器。

2 软件功能需求分析与设计

2.1 嵌入式手机客户端软件需求分析

对于定向运动平台手机客户端的设计功能包括以下六方面的内容：

1）注册功能：该功能起到两方面的作用，一方面可以收集客户的信息，另一方面可以给用户分配一个代号，在参加活动的过程，根据此代号对参与者的信息进行收集。

2）创建团体功能：用户可以根据自己的需要选择创建活动或者参与活动，一旦有用户创建了活动，周围一定范围内的其他应用定向运动客户端的用户便可以搜索到，可以直接参加到团体活动中，而且在活动开始前五分钟，用户不可在加入。图2 所示为该功能的活动图。

图2 创建团体活动图

3）自动生成地图并定义用户地理位置，地图中随即设置了几个检查点，当用户到达了相应的检查点会出现一个Toast 语句显示已经到达此点，同时把信息传递到服务器，这样组织方便可对用户的进行情况作出统计。

图3 聊天室功能的活动图

4）聊天室功能，在活动行进过程中，用户可以通过聊天室对活动房间进行聊天活动，随时报道其行进的进度，这样方便其他用户了解。这样一定程度上也保证在恶劣的环境下参赛者的情况是否安全。该功能活动图如图3 所示。

5）遇险求救功能，在客户端的左下角有sos 的按钮，在用户遇到一定的危险，急需求助时，可以将其当前位置发送给其他用户和组织方。这样大大能够降低危险性。

6）同步微博功能，在活动结束后，用户可将其参与活动的地点，所用时间发送到QQ 或者新浪微博。

2.2 数据库的设计

图4 数据表逻辑关系图

在该系统平台中，主要设计的数据库表由以下8 个表，其逻辑关系如图4 所示。

1）用户表（ID，用户名，密码，昵称，出生年月，性别，头像，兴趣爱好）

2）开始类型表（ID，开始类型）

3）结束类型表（ID，结束类型）

4）活动表（ID，编号，发起人，活动名称，开始时间，地图半径，检查点个数，开始类型，结束类型，经度，纬度，活动描述，附件）

5）地图表（ID，编号，检查点个数，经度，纬度，地图半径）

6）检查点表（x 坐标，y 坐标，地图ID）

7）使用地图表（地图ID，活动ID，使用时间）

8）加入活动表（ID，活动ID，加入时间，加入日期，地点）

3 结语

现代可以已经应用到人们生活的方方面面，在这个大的趋势下，更多方面人类生活，工作，学习，娱乐的便捷产品将于出现。基于定向运动的软件应用到实际当中，将会解决我国当前定向运动中所产生的一系列问题，让这个体育项目在我国带来更快的发展。

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