一、需求背景
许多家长白天上班无法送小孩上学导致老人带小孩或者小孩自行出门上学日益增多，同样，随着我国老龄化的持续深入，城市的物质空间与老年人出行需求愈发的激化，使得老年人出行距离与成本增加，由此老人小孩的出行安全问题给家庭带来不少难题。一般来说，在公交站处都安装了电子站牌，电子站牌主要用于车辆的预报和到站信息显示，为乘客提供候车到站预测、车辆到站提示和相关信息发布的服务。
广州万物信息科技股份有限公司针对老人小孩的出行问题，结合无线通信技术及电子站牌，开发出“智慧城市电子站牌生态系统”。
二、应用需求介绍
图1 电子站牌布局应用图
为更好解决此类问题，万物信息科技根据用户需求，结合无线通信技术及电子站牌，研制了智慧城市电子站牌生态系统，如图1所示。
1.标签定位
将标签的ID号码与老人小孩相关信息绑定录入智慧城市电子站牌生态系统，标签经过定位基站时，定位基站上传标签信息到服务器。
2.轨迹管理
系统根据定位基站上传的位置信息，绘制老人小孩的移动轨迹并在地图上显示，可以实时查询老人小孩的最新位置。
3.设备管理
系统登记定位基站的具体位置，对定位基站的位置信息及状态进行管理，及时处理定位基站的异常状态。
三、使用说明
图2 定位基站安装图
在电子站牌中合适的位置安装定位基站，定位基站在电子站牌上取电，系统可通过登记电子站牌的经纬度，并且准确记录老人小孩的移动轨迹。其安装示意图如图2所示。
四、设备介绍
定位基站
图3 定位基站三视图
如图3所示在每个电子站牌中安装一个定位基站，用于接收半径为100米范围内标签发送的信息。定位基站在电子站牌上取电，通过4G网络与服务器通讯，实现对老人小孩的实时监控。另外，定位基站带有超远距离通讯模块，可拓展实现超远距离的应用场景。
2.智能手环
图4 智能手环
如图4所示，老人佩戴智能手环，智能手环定时发送自身信息，信息传输范围可达100米，经过电子站牌时，定位基站接收到智能手环发出的自身信息，并转发定位信息至服务器，在系统软件地图上形成轨迹信息。智能手环正常工作时间可达6个月，使用时间到期时系统会提前发出提示管理员，管理员及时提醒监护人更换电池。
3.校卡
图5 校卡
如图5所示，采用环保低功耗设计，内置锂电池供电，使用超声波密封技术，外壳防水，四周采用菱形设计，小巧精致。小孩佩戴校卡，校卡定时发送自身信息，信息传输范围可达100米，经过电子站牌时，定位基站接收到校卡发出的自身信息，并转发定位信息至服务器，在系统软件地图上形成轨迹。校卡的外壳尺寸86mm×52mm×21mm，使用时间可达2年，校卡处于低电状态时，系统会提前发出提示管理员，管理员及时提醒监护人更换校卡。
4.定位鞋子
图6 定位鞋子
如图6所示，定位鞋子具备定位功能，定位鞋子定时发送自身信息，信息传输范围可达100米，经过电子站牌时，定位基站接收到定位鞋子发出的自身信息，并转发定位信息至服务器，在系统软件地图上形成轨迹。定位鞋子正常工作时间可达2年，定位鞋子处于低电状态时，系统会提前发出提示管理员，管理员及时提醒监护人更换定位鞋子。
5.定位拐杖
图7 定位拐杖
如图7所示，定位拐杖具备定位功能，定位拐杖定时发送自身信息，信息传输范围可达100米，经过电子站牌时，定位基站接收到定位拐杖发出的自身信息，并转发定位信息至服务器，在系统软件地图上形成轨迹。定位拐杖正常工作时间可达2年，定位拐杖处于低电状态时，系统会提前发出提示管理员，管理员及时提醒监护人更换定位拐杖。
6.手持机
图8 手持机效果图
如图8所示，当老人小孩遇到紧急事件及走失时，手持机则可以有效地进行精准定位搜索工作，使得监管范围全覆盖延伸，手持机接收信号范围可达100米。当搜索某老人所佩戴的智能手环时，手持机上可显示其信号强度，越近则信号越强，可以有方向地进行搜索。手持机的外观尺寸为162mm×78mm×22mm，屏幕尺寸为4.7寸，重量约为300g（包括电池），正常工作时间约8小时（视具体情况而定）。
五、拓展应用
智慧城市电子站牌生态系统除了可以应用在老人小孩定位上，也可以管理城市中的电动车、摩托车、快递车、宠物、下井盖等等。
智能烟感
图9 智能烟感
如图9所示，智能烟感可以智能识别黑烟或白烟，一致性好，抗灰尘能力强，误报率极低。
智能烟感平时处于休眠状态，当烟雾达到一定程度时，智能烟感立刻发出警报信号，信号传输范围500米以上，定位基站接收到警报信号后，同时通过4G网络上传至服务器，服务器推送告警信号给相关人员，从而达到消防报警功能。
2.智能门禁
图10 门禁检测器
如图10所示，在出租屋门口安装门禁检测器，租客佩戴人员卡，当租客刷卡进出门禁时，门禁检测器接收到人员卡发出的信息，并通过超远距离通讯技术（500米以上）转发人员卡的定位信息至定位基站，定位基站通过4G网络上传至服务器，从而在系统上可以看到租客的进出信息。该设备也适用于人员进出、人员管理等。
3.电动车管理
图11 电动车效果图
如图11所示，在电动车上安装定位标签，定位标签定时发送自身信息，信息发送范围可达100米，当电动车经过定位基站时，定位基站接收到定位标签发送的信息，定位基站通过4G网络上传至服务器，可在系统地图上查看电动车轨迹信息。
六、软件系统功能介绍
设备信息管理
图12 设备信息管理界面
管理员将定位基站的信息录入智慧城市电子站牌生态系统，可以在设备管理界面进行新增、编辑、删除、导入导出等操作。如图12所示，系统按录入的先后顺序列表展示所有录入的设备信息。
2.实时轨迹查询
图13 实时轨迹查询页面
如图13所示，系统接收定位基站上传的标签位置信息后，将相关信息在地图上显示，可以通过系统查询某位老人的实时位置信息，方便家人快速找到老人小孩。
3.人员信息管理
图14 人员信息管理界面
管理员在智慧城市电子站牌生态系统录入人员的具体信息，可以在人员信息管理界面进行新增、编辑、删除等操作。如图14所示，系统按照录入信息的顺序显示。
七、APP软件
图15 APP轨迹查询页面
如图15所示，监护人随时在APP上面查询老人小孩的轨迹信息，确保乘车安全，及时了解老人小孩行踪。
八、优势亮点
1.环保低功耗
智能手环等标签用的是低数据量、低功耗的无线技术，休眠功耗为微安级别，这样保证智能手环等标签可以长时间工作，工作时间可以长达2年；定位基站采用最先进节能技术，每台基站每月耗电量约1度。
2.辐射影响小
无源标签工作时需要基站提供能量，所以对基站的无线信号发身功率相对要求较高，当无线信号功率达到一定值时会对人体有危害。相对无源标签，智能手环等标签采用有源设计，自身提供能量，这样基站、标签的发射功率做得很小，对人体无害。
3.去死角识别
由于定位基站的无线信号是以球面波的方式发送出去，这样对智能手环等标签没有方向的要求，不管以哪个方向通过基站，都能被基站识别，保证准确率和精确度。
4.成本低
相对于GPS设备，标签成本是GPS设备的十分之一，且无需流量费。
5.外观精致
智能手环等标签的外观精致、小巧，容易受到大众喜欢，可根据实际应用需要，嵌入物品中，达到智能定位效果。
6.远程管理
管理系统通过4G网络接入互联网，管理人员可以随时随地地通过电脑或手机APP登陆智慧城市电子站牌生态系统，进行远程管理，远程监控。
