软件创新设计-手环防丢失功能

《软件创新设计》期末报告项目名称：手环防丢失功能姓名：苏杭学号：1514010815班级：软件15-8一、项目简介生活中我们经常会出现以下情况：1，出门手机忘了带;2，在公共场所把手机放在一个地方，走的时候忘了带;3，还有手机自动关机了不知道，错过重要电话;4，手机被盗了都不知道。手环防丢失功能就是：如果手环和手机的蓝牙连接断开了：比如距离远了，手机关机了，手环会震动提醒，同时可以手环上闪烁特定的指示灯颜色：比如红色。还有这个功能可以设计成选择开启，避免有些用户不用觉得烦。二、项目实施的目的、意义手机对于如今的人民来说，已经成为了家居旅行随身必带的产品，某种意义来讲，手机现在正在逐步的替代了钱包，银行卡的功能。例如：中国人民建设银行推出的“龙支付”，能通过扫描ATM机上的二维码来进行现金的存取功能；支付宝、微信里有“卡包”的功能，可以用来记录自己的各类会员卡，去实体店购物的时候就可以将卡包中的条形码调出，进行积分记录、优惠打折等等功能。手机已经成为人们日常生活中必不可少的部分，一旦丢失或者忘记在家中，都会让我们出门时感到寸步难行。所以手机的防扒窃功能已经成为不得不及早提上日常的话题。虽然现如今手机有GPS防盗窃定位的功能，但是手机一旦被不怀好意的人偷走，手机就会很轻易的被隔离信号。只要放进铁盒之中手机就会被屏蔽信号，可能不到一天，手机就被转手卖走，音信全无。即使在第一时间即使报案，在监控设施不完善，线索不明确的情况下，警方也不会轻易立案侦查。与其在丢失后再去追踪手机的位置，不如直接在手机超过用户一定范围的时候自动警报，提醒用户手机可能出现的问题。手机防丢失功能主要是为了能够在手机距离手环一定距离的时候能够及时提醒用户。或者当手机距离一定距离的时候发出警报音。当手机失窃的时候，行窃人员会因手机发出的就警报音从而暴露目标。这样用户可以避免自己的手机丢失，或者在密集人群中的公安人员可以迅速逮捕行窃人员，将手机交还失主。三、项目研究现状与分析智能手环主要由3D加速传感器、低功耗蓝牙芯片、LED屏腕带、可充电电池构成。可通过蓝牙与智能手机或平板电脑连接同步数据。可利用智能手机传感器实现高精度跟踪定位已经成为一个研究热点。由于传感器网络中节点的体积、能源以及整个网络费用方面的限制，在每个节点上装备GPS并不现实，而且GPS也无法在室内环境工作。因此，根据无线传感器的特点，利用经过ANFIS131训练的FIS来改进RSSI测距技术的想法应运而生。针对室内定位中由于手机的运动引起采集信号强度不稳定造成的定位误差大的问题，提出了基于信号强度与加速度梯度融合综合的新的测距算法，结合手机方向信息、地图信息、信号强度的分布信息，利用测距信息与地图匹配算法，实现对智能手机的精确定位。在实验测试中，平均定位精度为１．２ｍ，３．５ｍ以下定位精度达９５％。智能手机的室内定位精度，已经可以支持蓝牙对手机的一个小范围测距。传感器节点自定位是无线传感器网络(wirelesssensornetwork，WSN)的关键技术之一基于距离的定位算法比与距离无关的定位算法精度高。在基于距离的定位中，测距采用的方法有测量信号的至0达时间(TimeofArival，TOA)、至0达时间差(TimeDifferenceofArrival，TDOA)、接受信号强度(ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSI)和到达角度(AngleofArrival，AOA)等。用于测距的信号主要有超声波、激光、红外线、电磁波等。WSN节点通常利用超声波进行测距。由于超声波容易受到环境温度、风速、触发时间、硬件响应时间的影响，导致测距性能不太稳定。室内多径效应的影响限制了它的传播范围，测距范围一般小于10m-5]。对于室内无线信道，多径成分相当丰富，不同路径到达接收机的时间和相位的特点会给信号测量带来不同影响。如果各径到达相位相同，则影响是有益的，求和后的效果是能量增加；如果各径到达相位不同，则影响是有害的，接收机接收到的信号能量会急剧衰落。很明显，前者发生的概率很小，多径效应一般会给室内通信带来严重的衰落。一种新型测距方法，满足传感器节点在复杂室内通信环境下的定位需求。采用Chirp信号代替超声波，以避免室内多径效应的影响，具有发射功率低、通信稳定性好、抗干扰能力强等优点。目前国内外对于蓝牙测距技术已经有了一个较高技术水平，然而目前市场上仍未有一款成型的手机应用产品，此类功能对于手机的应用是一次前所未有的创新产品，对于广大用户群体也是一种迫切需要的功能。参考文献[1]李红岩段莹卢烨常远佟雅婧孙瑶孙书臣，智能手环的应用评价，《自然科学》，2014-12[2]侯玉华周晓龙，智能终端操作系统安全问题及解决方案，《电信科学》，2015077-1~4，2015-03-03[3]JangJR．ANFIS，Adaptive—network—basedFuzzyInferenceSystems[J]，1EEETransactionsonSystems，Man，andCybernetics23(3)：665—685，1993[4]景首才惠飞马旭攀郭毅涛，赵祥模信号强度与运动传感器融合的智能手机室内定位算法，《计算机应用研究》，1849~1852[5]周二林王冠凌，基于RSSI测距的室内定位研究［Ｊ］，《重庆理工大学学报：自然科学版》，101，2014-9-28[6]冯秀芳孙超曹美丽，单目标跟踪中基于RSSI的模糊测距技术，《计算机工程：第35卷16期》，2009-8[7]杨清玉于宁王霄冯仁剑，无线传感器网络线性调频扩频测距方法研究，《传感技术学报，第23卷第12期》，20101-12[8]SayedAH，TarighatA，Kh~ehnouriN．Network—BasedWirelessLocation：ChallengesFacedinDevelopingTechniquesforAccu—rateWirelessLocationInformation[J]．IEEESignalProcessingMagazine，2005，22(4)：24—40．[9]严志涛徐梦霖吴潇岛赵辉，基于蓝牙和NFC的防泄露密码使用管理系统，《技术研究》：2013年第12期[10]GschliesserV，FrauscherB，BrandauerE，etal．PLMdetectionbyactigraphycomparedtopolysomnography:avalidationandcomparisonoftwoactigraphs［J］．Sleepmedicine，2009，10(3):306－311．四、项目研究内容本产品是智能手机与手环之间的一款微型应用,其目的在于能够提醒用户手机与用户个体之间的距离。利用了RSSI值（接收信号强度）粗略计算手环与智能手机之间的距离，从而达到防盗，防丢失的目的。由于智能手环与智能手机之间的单个个体之间存在硬件差异，所以首次使用的时候应进行信号强度校准。具体操作为：将智能手环与手机靠近，以测算出手环与手机之间最大的信号强度。之后将智能手环与智能手机逐渐拉开距离，当达到适当距离时进行提醒。使用者还可以自己设定智能手机与智能手环之间的距离，减少硬件差异带来的误差。使用者在使用该软件的时候可以对于提醒方式进行设置，比如：当智能手机与智能手环之间的距离大于4m时的信号强度，手环进行震动；当信号完全消失时，手机发出警报音等等。与此智能手环配套的产品还应有具有蓝牙设备的充电器。当在家或者工作单位时，使用者会有将智能手机远离使用者的时候，将带有蓝牙设备的充电器与手机相互连接，可以避免使用者不得不将智能手环与智能手机放在一起的情况。五、项目技术路线本产品为智能手机上的一款简单应用，利用手机与智能手环之间的信号强度检测，初略估计手机与手环之间的距离。当信号衰弱到设定的阈值时，手环进行震提醒，或者手机发出警报音提醒用户手环与手机之间的距离。图1.系统硬件拓扑图利用CoreLocation.framework很容易扫描获得周边蓝牙设备，所获得的iBeacon在CoreLocation里以CLBeacon表示，其中有RSSI值（接收信号强度），可以用来计算发射端和接收端间距离。计算公式：d=10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))表1.计算公式参数对应表公式参数参数意义d计算所得距离RSSI接收信号强度（负值）A发射端和接收端相隔1米时的信号强度n环境衰减因子计算公式代码实现:-(float)calcDistByRSSI:(int)rssi{intiRssi=abs(rssi);floatpower=(iRssi-59)/(10*2.0);returnpow(10,power);}传入RSSI值，返回距离（单位：米）。其中，A参数赋了59，n赋了2.0。由于所处环境不同，每台发射源（蓝牙设备）对应参数值都不一样。按道理，公式里的每项参数都应该做实验（校准）获得。当你不知道周围设备准确位置时，只能给A和n赋经验值（如本例）。修改AirLocate的APLRangingViewController.m展现部分代码，输出计算距离-(UITableViewCell*)tableView:(UITableView*)tableViewcellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath*)indexPath{staticNSString*identifier=@Cell;UITableViewCell*cell=[tableViewdequeueReusableCellWithIdentifier:identifier];//DisplaytheUUID,major,minorandaccuracyforeachbeacon.NSNumber*sectionKey=[self.beaconsallKeys][indexPath.section];CLBeacon*beacon=self.beacons[sectionKey][indexPath.row];cell.textLabel.text=[beacon.proximityUUIDUUIDString];//NSLog(@%@,[beacon.proximityUUIDUUIDString]);//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=NSLocalizedString(@Acc:%.2fm,Rssi:%d,Dis:%.2fm,@Formatstringforrangingtablecells.);cell.detailTextLabel.text=[NSStringstringWithFormat:formatString,beacon.accuracy,beacon.rssi,[selfcalcDistByRSSI:beacon.rssi]];returncell;}