基于java的宠物定位系统服务器软件设计

基于java的宠物定位系统服务器软件设计

一．摘要

在日益发展的中国，人们的生活水平逐渐在提高，生活质量也在随之上升，越来越多的宠物成为了人们的选择，宠物也逐渐成为了每个家庭的一位成员。但随之而来的问题，宠物丢失也成了大家一个头疼的问题，据不完全统计，在中国养宠物的人群比例按每年10.23%增长，而宠物丢失率却以30.85%的速度直线上升，个人觉得宠物定位这个系统服务器的推出可以很大程度解决这一问题的存在。 当前，嵌入式技术、通信技术以及JAVA技术发展日渐成熟，可佩戴式远程看护芯片也随之发展起来，为实时看护宠物奠定了基础。本篇文章则为基于java的宠物定位系统的服务器软件设计，该设计运用现有的通信技术、传感技术以及GPS定位技术实现对宠物的实时定位，能够随时随地对宠物进行实时看护。下面我将从该服务器的需求分析、概要分析、以及如何设计这几个方面来介绍该宠物定位服务器。

关键字：JAVA 、 服务器、数据库、GPS定位。

需求分析

首先整个这个宠物定位系统服务器是建立在java技术的基础之上的，我们必须得熟悉java技术，java是这个服务器最依赖的，最基本的东西。下面我首先从功能上面开始设计。

服务器首先得拥有一个自己的网络，有一个自己的数据中心，有属于自己的数据库。然后其次它的基本应用应该包括以下几类：新用户注册、用户登录、查询用户GPS序列号、注销用户、退出等功能。、

A．新用户注册：用户为宠物的相关养护人，进入注册界面，填入宠物相关信息以及主人信息，注册登录后，会有自己的的一个GPS芯片申请流程，然后会以相关方式送货上门，给宠物佩戴即可，打开运行按钮，即开始跟踪宠物行程，并记录轨迹。

B．用户登录：进入登陆页面，输入相关注册信息，账号密码等，即可登陆，倘若忘记密码，点击忘记密码根据绑定手机可找回密码。

C．查询用户GPS序列号：登入系统过后，点击查询用户序列号，即可看见该用户的相关GPS芯片序列号，一位用户可申请多个GPS芯片，来定位不同的宠物轨迹。

D．注销用户：当不需要该宠物定位服务器的时候，需要进入注销用户界面，注销个人信息，以免信息暴露。

E．退出：当某些时段不需要该服务的时候，可手动退出该应用，以节约相应资源。

系统有如下几种功能：即时定位、历史轨迹、轨迹分析、异常检测以及短信抱紧。

A.实时定位：很多宠物出门容易迷路，经常走丢。系统通过GPS芯片定位获得宠物的实时位置信息，并采用无风定位技术（基于java）和融合定位技术（基于java）增加定位准确度。通过中立加速度模块获得宠物的运动信息，同时采用自适应计步算法进行计步移动距离。然后将位置信息和运动信息上传至GPS芯片，然后芯片通过网络服务器传输到数据中心，经数据中心处理存储至数据库当中。服务器从数据库中提取信息进行整合处理发送到PC以及用户的手机应用程序中。

B.历史轨迹：记录宠物每天的行动轨迹，一旦发生异常情况可以通过以往的历史轨迹寻找线索，每天服务器会根据行程分析，轨迹分析，得出宠物经常出没的地方，另一方面讲，可以得出宠物相关的出行地点。

C.异常检测：对于该服务器，我们有自己的一套检测软件的是否正常运行的程序，每隔一定的时间，需要对软件进行检测，看是否处于正常运行的状态。同时也需要对GPS芯片是否正常工作做一个测试，并做好记录。

D.短信报警：一旦宠物超出规定范围，该服务器会主动发出报警，并以短信的方式发送到手机上面，告知用户该宠物已超出固定范围。

二、概要设计

• 总述

在需求分析阶段，将用户对整个系统的需求做了详细的阐述，这些用户需求。本阶段需在需求分析的基础上，对基于java的宠物定位系统服务器软件做概要设计。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。在以下的阐述中，将对本阶段对系统所做的所有概要设计进行详细说明。

• 背景

整个系统分为三部分：手机客户端相应建设、系统功能的建设、以及服务器模块建设。下面是我的一个总体建设的结构框架图，如图一所示：

图一 基于java的宠物定位系统总体结构框架图

• 总体设计：

首先我们对手机APP客户端进行相应的设计，下图是一个APP应用的一个流程图：

图二 基于java的宠物定位系统服务器APP流程图

GPS实时定位功能原理：

定位模块将数据以数据帧的形式通G过网络发送给服务器，数据帧格式见表1。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。当手机端向拂去其发送请求时，服务器根据相应请求，将数据打包发给手机。

表1 数据帧格式

帧

控

经

纬

运

运

校

头

制

度

度

动

动

验

标

字

值

值

距

时

和

识

离

间

• 运行环境

系统由三部分构成，可佩戴设备的嵌入式程序，安装在用户手机上的客户端程序以及用户的数据服务器程序。客户服务器程序主要在Windows系统下运行，并且配置Java环境

• 接口

用户界面部分，根据需求分析结果，用户需要一个友善界面，在界面设计上应做到简单明了，易于操作，并且要注意整体布局，突出重要信息以及异常处理，外观上也要合理化。在设计语言上采用Java语言进行编程。总的来说，系统的用户界面应做到可靠性高、简单明了、易于操作学习和使用。

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。

• 模块设计：

实时定位模块，软件通过数据接收现成循环访问服务器，使用POST方式获取宠物实时经纬度信息，然后解析数据为经纬度形式，并在可视化地图界面上显示。该部分可在地图界面上同时显示宠物，主人的位置，方便对比辨识，流程图如图三所示。

运动监护模块用来监护宠物日常活动，显示宠物运动路程、体能消耗等信息，其功能流程图，见图四。该功能数据的获取和处理在后台服务器中进行。Service每隔5min访问服务器获取数据一次，然后解析出步数、步频、路程等数据。将每次计算的体能数据存入到手机本地数据库和服务器的数据库中。

图三GPS实时定位功能流程图

图四 运动轨迹分析流程图

异常检测功能和数据获取是在后台Service中进行的，Service同样是每隔5min访问服务器一次，然后服务器通过数据分析，判断APP功能是否正常。同样我们的服务器会通过发送数据包的形式，依然也4G信号传输到我们的GPS芯片，芯片收到数据包过后进行一个反馈，以此服务器经过数据分析来判断GPS是否正常工作。功能流程如图五所示。

短信报警流程相对于比较简单，具体功能流程图见图六。

图五 异常检测功能流程图

图六.短信报警功能流程图

三、详细设计

• 程序流程图

图七 程序流程图

• 服务器核心模块详细设计

Sever核心模块处于整个服务器的核心位置。它并不直接与用户打交道，却可以提供许多基本功能：Sever核心模块负责系统的启动和关闭共工作，同时它也承载了用户鉴权、数据加解密、数据压缩解压缩以及数据计算等工作。Sever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，如图7所示。

图八 服务器核心模块设计

• 服务器的总操作平台及相关程序设计。

图九 总控程序的运行流程图

四．结语

基于JAVA的宠物定位系统，操作简单，实用性很强，符合现代年轻人的消费理念，有很大的发展前途，但是目前功能并没有得到更多、更大的推广，需要更进一步的开发与应用，当然也需要我们不断地优化它。

五．参考文献：

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[1].张桂珠

刘丽

陈爱国 Java面向对象程序设计（第2版）北京邮电大学出版社

[2]毕广吉.Java程序设计实例教程[M]. 北京：冶金工业出版社，2007年

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[5].刘腾红，孙细明.信息系统分析与设计[M]. 北京：科学出版社，2003年[6].林邦杰，彻底研究java.北京：电子工业出版社，2002年.