基于物联网技术的旅游团队自动点名系统设计
2017-11-14刀怡婕云利军刘乔波刘智峰唐鹏程
刀怡婕+云利军+刘乔波+刘智峰+唐鹏程
摘要：基于Android平台和RFID技术，设计了一款专门针对旅游出团管理中使用的点名系统，能够在一定范围内对携带无源标签的游客进行短距离自动识别和多游客同时识别，以便于导游准确清点游客数量，确认游客位置和人身安全等。该系统具有读取速度快、数据准确、便于携带、人机界面友好等特点，可以大大减轻导游的工作量，提高工作效率。
关键词：Android平台；RFID技术；旅游团队；点名系统；无源标签
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）29-0055-03
1 概述
近年來随着RFID技术和个人移动终端产品的日趋成熟，促使旅游行业信息化程度不断提升，从而引发导游服务模式也正在发生深刻的变化。尤其是2007年Android操作系统的正式发布，使得人们通过大屏幕智能手机等移动终端获取信息不再是梦想，从而为旅游团队自动点名系统的开发提供了有利条件。RFID技术与上层应用软件以及Android手持终端自带的数据库相结合，能达成一种高度自动化的信息或数据采集技术，实现自动识别、数据采集和移动计算三方面的技术应用[1]，从而实现物品及人员定位、考勤管理、物品管理、身份识别等功能。
本文是基于Android平台，结合RFID技术而设计的旅游团队成员自动点名系统，实现了在无需人干预的情况下对游客进行点名，不受空间、时间、地点、环境、天气变化的影响，既方便快捷又准确，避免了导游对旅游团游客的管理依靠团旗和喊话器等原始方式带来的问题，更具智能化并大大减少了出错率。
2 RFID射频识别技术
RFID（Radio Frequency Identification），全称为“无线射频识别技术”，是一种无线通信技术，基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性进行信息获取的一种非接触式自动识别技术。可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三部分组成。（1）阅读器：由天线、耦合元件、芯片组成，是读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式RFID读写器或固定式读写器；（2）应答器：由天线、耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；（3）应用软件系统：是应用层软件，主要作用是把收集到的数据作进一步处理，并为人们所使用。标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理[2-3]。其工作原理是阅读器（Reader）发射一特定频率的无线电波能量给应答器（Transponder），用以驱动应答器（Transponder）电路将内部的数据送出，此时阅读器（Reader）便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。以RFID阅读器及电子标签之间的通讯和能量感应方式来看大致分成感应耦合（Inductive Coupling） 及后向散射耦合（Backscatter Coupling）两种。一般低频RFID大都采用第一种方式，而较高频RFID大多采用第二种方式。
RFID技术适应环境性强，不受时间、空间限制，可以无接触地完成自动识别、跟踪以及管理功能，而且穿透能力以及抗干扰能力强。因此，RFID技术在各行各业得到了广泛应用，如门禁安保、电子票证、交通运输、物流管理、电子商品监视、定位系统、身份识别、会议签到、航空行李跟踪和分拣等[1，5]。
3 Android移动终端技术
Android是Google于2007年11月5日发布的基于Linux平台的开源手机操作系统，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。使用的编程语言主要为C/C++（底层）、JAVA等（应用层）。
3.1 Android系统框架
从系统架构来看，Android操作系统共分为四层，从高层到低层分别是应用程序层、框架层、系统运行库和Linux内核层。
1） Linux内核层：Android的核心系统服务是基于Linux2.6内核的，比如安全性、内存管理、进程管理、网络协议库和驱动模块都依赖于该内核。
2） 系统运行库：主要提供Android程序运行时需要的一些类库，这些类库一般是使用C/C++语言编写的。
3） 框架层：是编写Google发布的核心应用时所使用的API框架，开发人员可以使用这些框架来开发自己的应用程序，这样可以简化程序开发的架构设计。
4） 应用层：是Java语言编写的运行在Android平台上的程序，比如Google默认提供E-mail客户端、SMS短信、日历、地图及阅览器等程序[4]。
3.2 SQLite数据库
基于Android平台的数据存储方式分内部存储和外部存储[5]。该系统开发采用了内部存储SQLite数据库存储，使数据操作简单方便。SQLite是一款超轻量级嵌入式数据库，支持SQL语句，能实现查询、插入、删除、修改、查询等操作，具有精小、安全、免费等特点。
下面以查找游客详细信息功能的实现为例，来阐述旅游团队自动点名系统对游客信息管理的查找处理流程，具体如图1所示。
查找游客详细信息处理过程的事件源点击游客信息条目，首先程序将监听器itemClickListener通过setOnItemClickLinstener（）方法注册到Lv_tourist；当外部动作点击lv_tourist条目的时候，系统产生itemClick事件，并将其传入到事件的监听器ItemClickListener；事件监听器调用事件处理器做出相应的动作，即在onItemClick方法中创建并显示自定义对话框，并根据点击的位置从全局游客信息（程序启动时从数据库查询并常驻内存，减少后续数据查询操作）数据列表中查找到相应信息，再将此信息显示给用户。在创建数据表之前，首先要根据系统实际要求规划相关的数据表结构，然后在数据库中创建相应的数据表。游客信息表的定义如表1所示。endprint
在系统中建立一个SQLite数据库文件，将数据库文件存放在/data/data/
4 旅游团队自动点名系统设计
4.1 系统功能结构
旅游团队自动点名系统的功能结构如图2所示：
4.2 RFID标签制式选择
本系统的RFID标签选用的是超高频（UHF，850MHz-960MHz）频段的无源标签，支持EPC Class Gen2，180006b协议的RFID标签，标签内部采用高能扣式锂电池，采用“主动方式”进行工作，按照预设的规则周期性的进行信号发射，识别方式为全向识别，识别距离为0.3-1米。从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率，直接决定着系统应用的各方面特性。在RFID系统中，系统工作就像我们平时收听调频广播一样，射频标签和读写器也要调制到相同的频率才能工作。当然，对于阅读器以及标签的工作频段也可以选用频段可调的RFID系统，这样更便于实际工作需要。
5 实验结果与分析
5.1 系统功能测试
对开发的系统进行功能实验测试，具体过程如下：
1） 添加游客信息
添加游客信息至手持机端，并与RFID标签相连接，可以正确实现信息的录入，其操作界面如图3所示。
2） 查詢、修改、增减游客相关信息
在手持移动终端上进行游客信息的查询、修改和增减，均可以正确的实现，其具体操作界面如图4所示。
3） 点名系统总体测试
在旅游团队实际出团过程中，导游手持安装有点名系统APP的移动终端对带有RFID标签的游客就可以实现自动点名，从而可以随时掌握游客的状态和位置信息，大大提高了工作效率。经实测，系统可以实现预定功能，具体操作如图5所示。
5.2 标签感应距离测试
在实际测试中，RFID标签与手持移动终端机的感应距离如表2所示：
由上表测试结果可以看出：
1） 由于长距离标签的实用性不强，且容易在实际应用中出现游客未上车却被自动感应的情况，所以应选择短距离标签作为本次项目的主体标签。
2） 在使用过程中需要特殊记录二次感应的问题，以便准确统计游客多次上下车的情况。
6 结束语
本文对射频识别（RFID）的特点及其相关技术进行了研究，基于Android移动终端技术和RFID射频识别技术，实现了对旅游团队出团过程中游客的自动点名功能。同时，根据射频识别（RFID）技术特点以及Android系统本身所自带的SQLite数据库，实现了阅读器对游客信息的本地存储，还可以通过GPRS或WIFI等通信方式将读取的游客信息上传到后台服务器，这样更方便旅游公司随时对游客信息进行管理和查询，使导游点名系统更具智能化，大大提高了工作效率。
参考文献：
[1] 赵军辉.射频识别技术与应用[M].北京：机械工业出版社， 2008.
[2] 安卓官网[EB/OL]. www.android.com.
[3] 智能客户端应用基础网[EB/OL]. www.smartclient.com.
[4] 王友利， 黄静， 戴燕云.Android系统开发与实践[M].北京：清华大学出版社， 2013.
[5] 李宁. Android/OPhone开发完全讲义[M]. 北京： 中国水利水电出版社， 2010.
