一、 需求背景

　　許多家長白天上班無法送小孩上學導致老人帶小孩或者小孩自行出門上學日益增多，同樣，隨著我國老齡化的持續深入，城市的物質空間與老年人出行需求愈發的激化，使得老年人出行距離與成本增加，由此老人小孩的出行安全問題給家庭帶來不少難題。一般來說，在公交站處都安裝了電子站牌，電子站牌主要用于車輛的預報和到站信息顯示，為乘客提供候車到站預測、車輛到站提示和相關信息發布的服務。

　　廣州萬物信息科技股份有限公司針對老人小孩的出行問題，結合無線通信技術及電子站牌，開發出“智慧城市電子站牌生態系統”。

　　二、 應用需求介紹

　　圖1 電子站牌布局應用圖

　　為更好解決此類問題，萬物信息科技根據用戶需求，結合無線通信技術及電子站牌，研制了智慧城市電子站牌生態系統，如圖1所示。

　　1. 標簽定位

　　將標簽的ID號碼與老人小孩相關信息綁定錄入智慧城市電子站牌生態系統，標簽經過定位基站時，定位基站上傳標簽信息到服務器。

　　2. 軌跡管理

　　系統根據定位基站上傳的位置信息，繪制老人小孩的移動軌跡并在地圖上顯示，可以實時查詢老人小孩的最新位置。

　　3. 設備管理

　　系統登記定位基站的具體位置，對定位基站的位置信息及狀態進行管理，及時處理定位基站的異常狀態。

　　三、 使用說明

　　圖2 定位基站安裝圖

　　在電子站牌中合適的位置安裝定位基站，定位基站在電子站牌上取電，系統可通過登記電子站牌的經緯度，并且準確記錄老人小孩的移動軌跡。其安裝示意圖如圖2所示。

　　四、 設備介紹

　　1. 定位基站

　　圖3 定位基站三視圖

　　如圖3所示在每個電子站牌中安裝一個定位基站，用于接收半徑為100米范圍內標簽發送的信息。定位基站在電子站牌上取電，通過4G網絡與服務器通訊，實現對老人小孩的實時監控。另外，定位基站帶有超遠距離通訊模塊，可拓展實現超遠距離的應用場景。

　　2. 智能手環

　　圖4 智能手環

　　如圖4所示，老人佩戴智能手環，智能手環定時發送自身信息，信息傳輸范圍可達100米，經過電子站牌時，定位基站接收到智能手環發出的自身信息，并轉發定位信息至服務器，在系統軟件地圖上形成軌跡信息。智能手環正常工作時間可達6個月，使用時間到期時系統會提前發出提示管理員，管理員及時提醒監護人更換電池。

　　3. 校卡

　　圖5 校卡

　　如圖5所示，采用環保低功耗設計，內置鋰電池供電，使用超聲波密封技術，外殼防水，四周采用菱形設計，小巧精致。小孩佩戴校卡，校卡定時發送自身信息，信息傳輸范圍可達100米，經過電子站牌時，定位基站接收到校卡發出的自身信息，并轉發定位信息至服務器，在系統軟件地圖上形成軌跡。校卡的外殼尺寸86mm×52mm×21mm，使用時間可達2年，校卡處于低電狀態時，系統會提前發出提示管理員，管理員及時提醒監護人更換校卡。

　　4. 定位鞋子

　　圖6 定位鞋子

　　如圖6所示，定位鞋子具備定位功能，定位鞋子定時發送自身信息，信息傳輸范圍可達100米，經過電子站牌時，定位基站接收到定位鞋子發出的自身信息，并轉發定位信息至服務器，在系統軟件地圖上形成軌跡。定位鞋子正常工作時間可達2年，定位鞋子處于低電狀態時，系統會提前發出提示管理員，管理員及時提醒監護人更換定位鞋子。

　　5. 定位拐杖

　　圖7 定位拐杖

　　如圖7所示，定位拐杖具備定位功能，定位拐杖定時發送自身信息，信息傳輸范圍可達100米，經過電子站牌時，定位基站接收到定位拐杖發出的自身信息，并轉發定位信息至服務器，在系統軟件地圖上形成軌跡。定位拐杖正常工作時間可達2年，定位拐杖處于低電狀態時，系統會提前發出提示管理員，管理員及時提醒監護人更換定位拐杖。

　　6. 手持機

　　圖8 手持機效果圖

　　如圖8所示，當老人小孩遇到緊急事件及走失時，手持機則可以有效地進行精準定位搜索工作，使得監管范圍全覆蓋延伸，手持機接收信號范圍可達100米。當搜索某老人所佩戴的智能手環時，手持機上可顯示其信號強度，越近則信號越強，可以有方向地進行搜索。手持機的外觀尺寸為162mm×78mm×22mm，屏幕尺寸為4.7寸，重量約為300g(包括電池)，正常工作時間約8小時(視具體情況而定)。

　　五、 拓展應用

　　智慧城市電子站牌生態系統除了可以應用在老人小孩定位上，也可以管理城市中的電動車、摩托車、快遞車、寵物、下井蓋等等。

　　1. 智能煙感

　　圖9 智能煙感

　　如圖9所示，智能煙感可以智能識別黑煙或白煙，一致性好，抗灰塵能力強，誤報率極低。

　　智能煙感平時處于休眠狀態，當煙霧達到一定程度時，智能煙感立刻發出警報信號，信號傳輸范圍500米以上，定位基站接收到警報信號后，同時通過4G網絡上傳至服務器，服務器推送告警信號給相關人員，從而達到消防報警功能。

　　2. 智能門禁

　　圖10 門禁檢測器

　　如圖10所示，在出租屋門口安裝門禁檢測器，租客佩戴人員卡，當租客刷卡進出門禁時，門禁檢測器接收到人員卡發出的信息，并通過超遠距離通訊技術(500米以上)轉發人員卡的定位信息至定位基站，定位基站通過4G網絡上傳至服務器，從而在系統上可以看到租客的進出信息。該設備也適用于人員進出、人員管理等。

　　3. 電動車管理

　　圖11 電動車效果圖

　　如圖11所示，在電動車上安裝定位標簽，定位標簽定時發送自身信息，信息發送范圍可達100米，當電動車經過定位基站時，定位基站接收到定位標簽發送的信息，定位基站通過4G網絡上傳至服務器，可在系統地圖上查看電動車軌跡信息。

　　六、 軟件系統功能介紹

　　1. 設備信息管理

　　圖12 設備信息管理界面

　　管理員將定位基站的信息錄入智慧城市電子站牌生態系統，可以在設備管理界面進行新增、編輯、刪除、導入導出等操作。如圖12所示，系統按錄入的先后順序列表展示所有錄入的設備信息。

　　2. 實時軌跡查詢

　　圖13 實時軌跡查詢頁面

　　如圖13所示，系統接收定位基站上傳的標簽位置信息后，將相關信息在地圖上顯示，可以通過系統查詢某位老人的實時位置信息，方便家人快速找到老人小孩。

　　3. 人員信息管理

　　圖14 人員信息管理界面

　　管理員在智慧城市電子站牌生態系統錄入人員的具體信息，可以在人員信息管理界面進行新增、編輯、刪除等操作。如圖14所示，系統按照錄入信息的順序顯示。

　　七、 APP軟件

　　圖15 APP軌跡查詢頁面

　　如圖15所示，監護人隨時在APP上面查詢老人小孩的軌跡信息，確保乘車安全，及時了解老人小孩行蹤。

　　八、 優勢亮點

　　1. 環保低功耗

　　智能手環等標簽用的是低數據量、低功耗的無線技術，休眠功耗為微安級別，這樣保證智能手環等標簽可以長時間工作，工作時間可以長達2年;定位基站采用最先進節能技術，每臺基站每月耗電量約1度。

　　2. 輻射影響小

　　無源標簽工作時需要基站提供能量，所以對基站的無線信號發身功率相對要求較高，當無線信號功率達到一定值時會對人體有危害。相對無源標簽，智能手環等標簽采用有源設計，自身提供能量，這樣基站、標簽的發射功率做得很小，對人體無害。

　　3. 去死角識別

　　由于定位基站的無線信號是以球面波的方式發送出去，這樣對智能手環等標簽沒有方向的要求，不管以哪個方向通過基站，都能被基站識別，保證準確率和精確度。

　　4. 成本低

　　相對于GPS設備，標簽成本是GPS設備的十分之一，且無需流量費。

　　5. 外觀精致

　　智能手環等標簽的外觀精致、小巧，容易受到大眾喜歡，可根據實際應用需要，嵌入物品中，達到智能定位效果。

　　6. 遠程管理

　　管理系統通過4G網絡接入互聯網，管理人員可以隨時隨地地通過電腦或手機APP登陸智慧城市電子站牌生態系統，進行遠程管理，遠程監控。