# 智能防走失定位工具（Python 3.8+）
# 依赖：pip install prettytable
import random
import math
import time
from datetime import datetime
from prettytable import PrettyTable
class SmartAntiLostTool:
def __init__(self):
# 模拟用户数据（主账号+绑定家人）
self.users = {
"master_001": {"name": "家属小王", "bound_members": {}, "safe_zones": {}}
}
# 模拟实时位置存储（user_id: (lat, lon, update_time)）
self.location_records = {}
# 地球半径（公里，简化距离计算）
self.EARTH_RADIUS = 6371
def _haversine_distance(self, loc1, loc2):
"""计算两点间球面距离（公里）"""
lat1, lon1 = math.radians(loc1[0]), math.radians(loc1[1])
lat2, lon2 = math.radians(loc2[0]), math.radians(loc2[1])
dlat, dlon = lat2 - lat1, lon2 - lon1
a = math.sin(dlat/2)**2 + math.cos(lat1)*math.cos(lat2)*math.sin(dlon/2)**2
return self.EARTH_RADIUS * 2 * math.asin(math.sqrt(a))
def bind_family_member(self, master_id, member_id, member_name):
"""绑定家人账号（模拟手机号/ID关联）"""
if master_id not in self.users:
return False, "主账号不存在"
if member_id in self.users[master_id]["bound_members"]:
return False, "该成员已绑定"
# 初始化成员数据
self.users[master_id]["bound_members"][member_id] = {
"name": member_name,
"status": "正常",
"last_update": None
}
self.location_records[member_id] = None # 初始无位置
return True, f"成功绑定{member_name}({member_id})"
def update_location(self, user_id, lat, lon):
"""更新用户实时位置（模拟GPS上报）"""
if user_id not in self.location_records:
return False, "用户未注册"
self.location_records[user_id] = (lat, lon, datetime.now())
# 更新绑定关系中的最后上报时间
for master_id in self.users:
if user_id in self.users[master_id]["bound_members"]:
self.users[master_id]["bound_members"][user_id]["last_update"] = datetime.now()
return True, "位置更新成功"
def set_safe_zone(self, master_id, zone_name, center_lat, center_lon, radius_km):
"""设置安全区域（如小区：名称+中心坐标+半径公里）"""
if master_id not in self.users:
return False, "主账号不存在"
self.users[master_id]["safe_zones"][zone_name] = {
"center": (center_lat, center_lon),
"radius": radius_km
}
return True, f"安全区域[{zone_name}]设置完成（半径{radius_km}km）"
def check_zone_safety(self, master_id, member_id):
"""检查成员是否超出安全区域"""
if master_id not in self.users or member_id not in self.users[master_id]["bound_members"]:
return False, "绑定关系不存在"
if member_id not in self.location_records or not self.location_records[member_id]:
return False, "成员位置未更新"
member_loc = self.location_records[member_id][:2]
safe_zones = self.users[master_id]["safe_zones"]
if not safe_zones:
return False, "未设置安全区域"
# 检查所有安全区域（默认第一个区域为主要监控区）
zone_name = list(safe_zones.keys())[0]
zone = safe_zones[zone_name]
distance = self._haversine_distance(member_loc, zone["center"])
if distance > zone["radius"]:
# 超出区域，更新状态并提醒
self.users[master_id]["bound_members"][member_id]["status"] = "超出安全区"
return True, f"警告！{member_id}已超出[{zone_name}]（距离{round(distance,2)}km）"
else:
self.users[master_id]["bound_members"][member_id]["status"] = "正常"
return True, f"安全！{member_id}在[{zone_name}]内（距离{round(distance,2)}km）"
def send_sos_signal(self, user_id, message="紧急求助！我迷路了"):
"""一键求救（模拟通知绑定的主账号）"""
if user_id not in self.location_records or not self.location_records[user_id]:
return False, "无法获取位置，求救失败"
# 查找绑定的主账号
master_id = None
for mid in self.users:
if user_id in self.users[mid]["bound_members"]:
master_id = mid
break
if not master_id:
return False, "未绑定家属账号"
loc = self.location_records[user_id]
sos_info = {
"time": datetime.now(),
"location": loc[:2],
"message": message,
"member": self.users[master_id]["bound_members"][user_id]["name"]
}
return True, f"求救已发送至{master_id}：\n{sos_info}"
def display_status(self, master_id):
"""显示所有绑定成员的实时状态"""
if master_id not in self.users:
return "主账号不存在"
table = PrettyTable()
table.field_names = ["成员ID", "姓名", "状态", "最后位置", "更新时间"]
for uid, info in self.users[master_id]["bound_members"].items():
loc = self.location_records.get(uid)
location_str = f"{loc[0]:.4f},{loc[1]:.4f}" if loc else "未更新"
update_time = loc[2].strftime("%m-%d %H:%M") if loc else "无"
table.add_row([uid, info["name"], info["status"], location_str, update_time])
return str(table)
def simulate_elderly_movement(base_lat, base_lon, max_offset=0.01):
"""模拟老人缓慢移动（在基准位置附近随机偏移）"""
return (
base_lat + random.uniform(-max_offset, max_offset),
base_lon + random.uniform(-max_offset, max_offset)
)
def main():
tool = SmartAntiLostTool()
current_user = "master_001" # 模拟主账号登录
# 初始化演示数据：绑定老人账号
tool.bind_family_member(current_user, "elder_001", "张爷爷")
# 设置安全区域（模拟小区：中心坐标+半径1km）
tool.set_safe_zone(current_user, "幸福小区", 39.9087, 116.3975, 1.0)
# 初始位置（小区内）
initial_loc = (39.9087, 116.3975)
tool.update_location("elder_001", *initial_loc)
print("=== 智能防走失定位工具 ===")
print("核心功能：位置监控 | 安全区域 | 一键求救")
print(f"当前账号：{tool.users[current_user]['name']}({current_user})\n")
while True:
print("\n操作选项：")
print("1. 查看成员状态 2. 模拟位置更新 3. 检查安全区域 4. 一键求救 5. 退出")
choice = input("请选择（1-5）：")
if choice == "1":
print("\n" + tool.display_status(current_user))
elif choice == "2":
# 模拟老人移动（随机偏移）
new_loc = simulate_elderly_movement(*initial_loc)
success, msg = tool.update_location("elder_001", *new_loc)
print(f"\n位置更新结果：{msg}")
print(f"新位置：{new_loc[0]:.4f}, {new_loc[1]:.4f}")
elif choice == "3":
success, msg = tool.check_zone_safety(current_user, "elder_001")
print(f"\n区域检查结果：{msg}")
elif choice == "4":
success, msg = tool.send_sos_signal("elder_001", "爷爷找不到回家的路了！")
print(f"\n求救结果：{msg}")
elif choice == "5":
print("\n感谢使用防走失工具，祝家人平安！")
break
else:
print("无效选项，请重试")
if __name__ == "__main__":
main()
代码说明（代码块前后解释）
核心功能实现
1. 绑定与位置管理
-
"bind_family_member" 建立主账号与老人账号的绑定关系
-
"update_location" 模拟GPS上报位置（支持手动/自动更新）
- 位置数据存储为
"(纬度, 经度, 更新时间)" 元组
2. 安全区域监控
-
"set_safe_zone" 定义区域（名称+中心坐标+半径公里）
-
"check_zone_safety" 用Haversine公式计算实际距离，超半径则标记"超出安全区"
3. 一键求救机制
-
"send_sos_signal" 模拟向绑定家属发送含位置、时间的求救信息
创新设计元素（源自创新设计梦工场课程）
- 用户场景适配：针对老人操作特点，简化交互（命令行菜单+明确提示）
- 动态位置模拟：
"simulate_elderly_movement" 函数模拟老人缓慢移动（避免位置突变）
- 风险预警闭环：位置更新→区域检查→状态标记→人工提醒的完整链路
- 低门槛技术落地：用标准库实现核心逻辑，降低部署难度（仅需安装prettytable）
使用说明
1. 安装依赖：
"pip install prettytable"
2. 运行程序后通过菜单操作：
- 选项2模拟老人位置变化（随机偏移基准点）
-
选项3检查是否超出预设的"幸福小区"（半径1km）
- 选项4触发求救，模拟通知家属
3. 扩展建议：
- 接入真实GPS API（如高德/百度地图定位）
- 添加短信/推送通知（需集成通信SDK）
- 开发简易GUI（如Tkinter）提升老人操作便利性
代码严格遵循移动端适配（轻量无复杂依赖）、异常处理（如未绑定账号提示）、模块化设计（功能拆分至独立方法），可直接复制运行演示核心场景。
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