Nội dung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM NGỌC HƯNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG DỊCH VỤ DỰA TRÊN VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ THỬ NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SỸ Hà Nội – 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM NGỌC HƯNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG DỊCH VỤ DỰA TRÊN VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ THỬ NGHIỆM Ngành: Chuyên ngành: Mã số: Công nghệ thông tin Hệ thống thông tin 60 48 05 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. ĐẶNG VĂN ĐỨC Hà Nội – 2009 LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Đặng Văn Đức, Viện Công nghệ thông tin, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, người đã định hướng và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Công nghệ Thông tin, trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, những người đã tận tình truyền đạt các kiến thức, quan tâm, động viên trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu tại Trường. Nhân đây cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới nhóm các bạn học cùng lớp K14T1, lớp chuyên ngành Hệ thống thông tin, các bạn đồng nghiệp đã thường xuyên quan tâm, giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm, cung cấp các tài liệu hữu ích trong thời gian tôi học tập, nghiên cứu tại Trường cũng như trong trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp vừa qua. Cuối cùng tôi xin bảy tỏ sự biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, những người thân trong gia đình đã luôn ở bên tôi, động viên, chia sẻ và dành cho tôi những gì tốt đẹp nhất trong suốt thời gian tôi học cao học cũng như trong thời gian tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Phạm Ngọc Hưng - ii - LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn “Nghiên cứu phát triển hệ thống dịch vụ dựa trên vị trí địa lý và thử nghiệm” là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Đặng Văn Đức, tham khảo các nguồn tài liệu đã được chỉ rõ trong trích dẫn và danh mục tài liệu tham khảo. Các nội dung công bố và kết quả trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào. Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Phạm Ngọc Hưng - iii - MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN .................................................................................... ii MỤC LỤC ..............................................................................................iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ ........................... vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU .................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................... viii MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LBS .......................................................... 3 1.1. Giới thiệu chung về LBS ........................................................... 3 1.2. Các thành phần của LBS............................................................ 5 1.3. Các kiểu dịch vụ LBS ................................................................ 6 1.4. Xử lý các yêu cầu của LBS ........................................................ 6 1.5. Các thiết bị di động.................................................................... 8 1.5.1. Các loại thiết bị...................................................................... 8 1.5.2. Các hạn chế của thiết bị ......................................................... 9 1.6. Mạng thông tin di động không dây .......................................... 10 1.6.1. Mạng không dây diện rộng .................................................. 10 1.6.2. Mạng không dây cục bộ ....................................................... 11 1.6.3. Mạng không dây cá nhân ..................................................... 12 1.7. Hệ thống định vị ...................................................................... 14 1.7.1. Giới thiệu chung .................................................................. 14 1.7.2. Hệ thống định vị toàn cầu GPS ............................................ 16 1.8. Các mô hình dịch vụ LBS ........................................................ 21 1.9. Giới thiệu một số ứng dụng dựa trên LBS................................ 22 Chương 2: ỨNG DỤNG LOGIC MỜ TRONG TÌM ĐƯỜNG............... 24 2.1. Giới thiệu Logic mờ................................................................. 24 2.1.1. Nhắc lại về tập hợp kinh điển............................................... 25 - iv - 2.1.2. Khái niệm chung về tập mờ ................................................. 25 2.1.3. Các phép toán trên tập mờ ................................................... 27 2.2. Các thuật toán tìm đường......................................................... 27 2.3. Ứng dụng logic mờ trong bài toán tìm đường .......................... 36 Chương 3: THIẾT KẾ DỊCH VỤ LBS................................................... 38 3.1. Mục tiêu thiết kế ...................................................................... 38 3.2. Các mô hình dịch vụ thiết kế.................................................... 38 3.2.1. Mô hình triển khai trên nền dịch vụ web .............................. 38 3.2.2. Mô hình triển khai dựa trên dịch vụ SMS ............................ 40 3.2.3. Mô hình kết hợp dịch vụ web và SMS ................................. 42 3.3. Dịch vụ tìm đường đi trong thành phố ..................................... 44 3.3.1. Mục tiêu............................................................................... 44 3.3.2. Kiến trúc tổng quan của hệ thống......................................... 44 3.3.3. Phần cứng hệ thống.............................................................. 46 3.3.4. Cơ sở hạ tầng mạng truyền thông......................................... 46 3.3.5. Định vị................................................................................. 47 3.3.6. Cơ sở dữ liệu GIS ................................................................ 47 3.3.7. Các kiểu dịch vụ và cách khai thác ...................................... 47 3.3.8. Vấn đề cập nhật tình trạng hệ thống giao thông ................... 53 Chương 4: CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM .................................................... 54 4.1. Lựa chọn mô hình cài đặt......................................................... 54 4.1.1. Mô hình dịch vụ................................................................... 54 4.1.2. Phần cứng ............................................................................ 55 4.2. Lựa chọn công nghệ................................................................. 55 4.2.1. Xử lý dữ liệu bản đồ số bằng MapInfo................................. 55 4.2.2. Công cụ lập trình ................................................................. 57 4.2.3. Cài đặt ứng dụng desktop và web với MapXtreme............... 58 4.2.4. Giao tiếp GSM Modem bằng tập lệnh AT............................ 60 4.3. Định dạng gói tin SMS sử dụng để giao tiếp trong hệ thống .... 64 4.3.1. Máy khách cài đặt phần mềm............................................... 64 -v- 4.3.2. Máy khách chỉ sử dụng tin nhắn SMS.................................. 66 4.4. Xử lý tìm đường tại máy chủ ................................................... 68 4.4.1. Thuật toán tìm đường........................................................... 69 4.4.2. Xử lý phần dữ liệu “mờ” trong đồ thị................................... 70 4.4.3. Xử lý kết quả trả lại máy khách ........................................... 70 4.5. Giao diện của hệ thống ............................................................ 71 4.5.1. Giao diện phía máy chủ ....................................................... 71 4.5.2. Giao diện phía máy khách.................................................... 72 KẾT LUẬN............................................................................................ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 79 - vi - DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ CSDL Cơ sở dữ liệu GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems) GPS Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) GPRS Dịch vụ vô tuyến gói chung (General Packet Radio Service) GSM Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile Communications) LBS Dịch vụ dựa trên vị trí địa lý (Location-based Service) WLAN Mạng không dây cục bộ (Wireless Local Area Networks) WPAN Mạng không dây cá nhân (Wireless Personal Area Networks) WWAN Mạng không dây diện rộng (Wireless Wide Area Network) SMS Dịch vụ tin nhắn ngắn (Short Message Services) - vii - DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Đặc điểm và sự khác nhau giữa các công nghệ mạng không dây ..... 13 Bảng 4.1: Tập lệnh AT xử lý tin nhắn (SMS), chế độ văn PDU....................... 60 Bảng 4.2: Tập lệnh AT điều khiển cuộc gọi..................................................... 61 Bảng 4.3: Tập lệnh AT điều khiển Card........................................................... 61 Bảng 4.4: Tập lệnh AT điều khiển máy điện thoại ........................................... 61 Bảng 4.5: Tập lệnh AT xử lý tin nhắn (SMS), chế độ văn bản ......................... 62 - viii - DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: LBS là phần giao của các công nghệ.................................................. 4 Hình 1.2: Các thành phần cơ bản của LBS ........................................................ 5 Hình 1.3: Luồng thông tin giữa các thành phần của LBS................................... 7 Hình 1.4: Hình ảnh minh họa các thiết bị di động dùng trong LBS.................... 9 Hình 1.5: Phân loại mạng không dây di động .................................................. 10 Hình 1.6: Mạng không dây diện rộng (WWAN).............................................. 11 Hình 1.7: Mạng không dây cục bộ (WLAN).................................................... 12 Hình 1.8: Mạng không dây cá nhân (WPAN) .................................................. 13 Hình 1.9: Định vị dựa trên mạng truyền thông................................................. 14 Hình 1.10: Định vị dựa trên thiết bị đầu cuối................................................... 15 Hình 1.11: Các phần của hệ thống GPS [6] ..................................................... 18 Hình 1.12: Quỹ đạo các vệ tinh của hệ thống GPS [6] ..................................... 19 Hình 1.13: Minh hoạ dịch vụ dẫn đường ......................................................... 22 Hình 1.14: Minh hoạ dịch vụ quản lý, theo dõi và giám sát ............................. 23 Hình 2.1: Minh hoạ phép toán hợp trên tập mờ ............................................... 27 Hình 2.2: Minh hoạ phép toán giao trên tập mờ............................................... 27 Hình 2.3: Đồ thị mờ G minh hoạ thuật toán FSA............................................. 36 Hình 2.4: Các đường đi mờ ngắn nhất của đồ thị mờ G ................................... 37 Hình 3.1: Mô hình dịch vụ LBS trên nền Web................................................. 39 Hình 3.2: Mô hình dịch vụ LBS trên dịch vụ tin nhắn SMS............................. 41 Hình 3.3: Mô hình dịch vụ LBS trên nền Web và SMS ................................... 43 Hình 3.4: Kiến trúc tổng quan hệ thống cung cấp dịch vụ tìm đường .............. 45 Hình 3.5: Minh hoạ giao diện hỗ trợ GPS, hiển thị bản đồ số .......................... 48 Hình 3.6: Minh hoạ giao diện chỉ sử dụng tin nhắn SMS................................. 50 Hình 3.7: Sơ đồ tổng quát hệ thống dịch vụ tìm đường.................................... 52 Hình 4.1: Giao tiếp của hệ thống LBS thử nghiệm .......................................... 54 Hình 4.2: Giao diện soạn thảo bản đồ MapInfo Professional 9.0 ..................... 56 Hình 4.3: Giao diện Microsoft Visual Studio 2008 .......................................... 58