Đang tải... (xem toàn văn)
Dịch vụ định vị điện thoại di động hiện nay đã chiếm một vị trí rất quan trọng trong các loại hình dịch vụ gia tăng, và đặc biệt là an ninh nhân dân. Hiện tại, dịch vụ này đã rất phát triển ở Mỹ, Singapore, Malaysia… và được ứng dụng cho hệ thống an ninh các nước này. Nội dung chính của đồ án gồm ba phần chính sau đây: Giới thiệu về giải pháp định vị di động Thiết kế hệ thống Thiết kế modul chức năng trên hệ thống và mô phỏng.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv LỜI MỞ ĐẦU 6 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ GIẢI PHÁP ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG 8 1.1. Giới thiệu dịch vụ LBS 8 1.2. Ứng dụng LBS cho nghiệp vụ an ninh 10 1.3. Mục tiêu của giải pháp 12 1.4. Phạm vi nghiên cứu 15 1.5. Kết luận chương 1 15 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 16 2.1. Mô hình hệ thống 16 2.1.1. Mô hình hệ thống tổng quát 16 2.1.2. Lựa chọn giải pháp 17 2.1.3. Mô hình hệ thống chi tiết 20 2.2. Thiết kế modul chức năng 22 2.2.1. SMLC 22 2.2.2. GMLC 24 2.2.3. Location Engine 27 2.2.4. Dữ liệu quy hoạch mạng 28 2.2.5. Hệ thống bản đồ số GIS MapServer 29 Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 i Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 2.2.6. Monitor Server 33 2.2.7. Thiết bị đầu cuối 38 2.3. Mô hình hoạt động của hệ thống 39 2.3.1. Tiến trình hoạt động 39 2.3.2. Trạng thái hoạt động của GMLC 44 2.3.3. Trạng thái SMLC 45 2.4. Tổng quan về Roaming trong dịch vụ LBS 47 2.4.1. Quá trình định vị giữa LCS client và MS thuộc mạng GSM 48 2.4.2. Quá trình định vị thuê bao MS thuộc mạng khách CDMA 51 2.5. Tăng độ chính xác 54 2.6. Kết luận chương 2 55 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MODUL CHỨC NĂNG TRÊN HỆ THỐNG VÀ MÔ PHỎNG 57 3.1. Yêu cầu modul chức năng 57 3.1.1. ID-PassWord 57 3.1.2. Màn hình hiển thị 57 3.2. Chức năng chương trình 58 3.2.1. Chức năng thêm bớt đối tượng 58 3.2.2. Chức năng hiển thị trên bản đồ 58 3.2.3. Chức năng ghi log file theo dõi 59 3.2.4. Hiển thị lịch sử theo dõi 59 3.2.5. Cập nhật thông tin thuê bao 59 3.2.6. Gửi tin SMS vị trí đối tượng 59 3.3. Thiết kế mô phỏng 60 Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 ii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 3.3.1. Các phương thức trong bản mô phỏng 60 3.3.2. Các file lưu trữ trong mô phỏng 62 3.3.3. Những sự kiện trong bản mô phỏng 63 3.4. Xây dựng chương trình 63 3.4.1. Quy trình thực hiện 63 3.4.2. Mô tả chi tiết sơ đồ 63 3.5. Giao diện thực hiện các chức năng chính 64 3.5.1. Xem log 65 3.5.2. Theo dõi 66 3.6. Kết luận chương 3 68 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC A: CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 72 A.1. Dữ liệu không gian 72 A.1.1. Hệ thống dữ liệu dạng Vector 72 A.1.2. Hệ thống dữ liệu dạng raster 74 A.1.2. Quan hệ giữa Dữ liệu Vector và Dữ liệu Raster 75 A.2. Dữ liệu phi không gian 76 PHỤ LỤC B: CÁCH ĐẶT TÊN LỚP ẢNH RASTER 77 PHỤ LỤC C: CƠ SỞ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ TẠI SERVER GIS 79 C.1. Cơ sở dữ liệu bản đồ Raster 79 C.1.1. Cấu trúc của raster 79 C.1.2. Bản đồ Raster Việt Nam 80 Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục C.2. Bản đồ Vector 80 C.2.1. Giới thiệu chung 80 C.2.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu 81 Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 iv Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mục tiêu giải pháp 13 Hình 2.1: Mô hình cung cấp ứng dụng LBS 16 Hình 2.2: Phương pháp CGI đơn giản 18 Hình 2.3: Phương pháp CGI với sector 19 Hình 2.4: Ví dụ phương pháp CGI sector 19 Hình 2.5: Phương CGI + TA 20 Hình 2.6: Mô hình hệ thống chi tiết 21 Hình 2.7: Đối chiếu mô hình tổng quát 22 Hình 2.8: Các mô hình của SMLC 23 Hình 2.8: Chức năng của Location Engine 27 Hình 2.9: Mô hình BTS đơn giản 29 Hình 2.10: Mô hình hệ thống 31 Hình 2.11: Monitor Server 35 Hình 2.12: Tiến trình hoạt động của hệ thống đề xuất 40 Hình 2.13: Vị trí hiển thị trên LCS client 42 Hình 2.14: Vị trí hiển thị tại trung tâm 43 Hình 2.15: Vị trí hiển thị từ xa qua Internet 43 Hình 2.16: Quá trình chuyển đổi giữa các trạng thái trong GMLC 44 Hình 2.17: Các quá trình chuyển đổi trạng thái SMLC 46 Hình 2.18: LCS thuộc mạng nhà, MS là thuê bao thuộc mạng khách 49 Hình 2.19: Tiến trình Roaming trong quá trình định vị giữa LCS và MS 50 Hình 2.20: Quá trình định vị thuê bao MS thuộc mạng CDMA 53 Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục hình vẽ Hình 2.21: Phát hiện MS thông qua nhiều BTS khác nhau 55 Hình 3.1: Các chức năng định vị di động 58 Hình 3.2: Mô hình tính năng gửi SMS của máy chủ ứng dụng 59 Hình 3.3: Quy trình thực hiện định vị di động 63 Hình 3.4 Giao diện thực hiện 64 Hình 3.5 Log file 65 66 Hình 3.6: Chức năng hiển thị log hình ảnh 66 Hình 3.7: Cập nhật thông tin thuê bao cần theo dõi 67 Hình 3.8: Thuê bao bị theo dõi xuất hiện trên bản đồ 68 Hình A.1: Dữ liệu Vector dưới dạng điểm 73 Hình A.2: Dữ liệu vector dưới dạng đường 73 Hình A.3: Dữ liệu vector dưới dạng vùng 74 Hình A.4: Biểu diễn bản đồ dưới dạng Raster 75 Hình A.5: Chuyển đổi dữ liệu dưới dạng Vector/Raster 75 Hình C.1: Lớp 1 Raster 79 Hình C.2: Lớp 2 (Góc trái trên) 80 Hình C.3: Quan hệ Quận/Huyện – Tỉnh/Thành phố 82 Hình C.4: Quan hệ Phường/Xãn - Quận/Huyện 82 Hình C.5: Quan hệ Đường/Phố – Tỉnh/Thành phố 83 Hình C.6: Lược đồ mô tả thực thể và quan hệ giữa các thực thể 84 Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 iv Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng dữ liệu cố định cho BTS 24 Bảng 2.2: Các thông tin cố định được quản lý cho mỗi LCS Client tại GMLC 27 Bảng 3.1: Các Class trong mô phỏng 61 Bảng 3.2 Các phương thức thực hiện trong các class của MapAction 62 Bảng B.1: Quy ước tên ký tự sang số thập phân 77 Bảng B.2: Quy ước tên ký tự sang số nhị phân 77 Bảng B.3: Biến đổi từ tên ảnh sang tọa độ lưu trữ 77 Bảng C.1: Các trường dữ liệu 83 Bảng C.2: Các thuộc tính của người quản trị 84 Bảng C.3: Các thuộc tính của Tỉnh/Thành phố 85 Bảng C.4: Các thuộc tính của Quận/Huyện 85 Bảng C.5: Các thuộc tính của Phường/Xã 85 Bảng C.6: Các thuộc tính của Đường/Phố 86 Bảng C.7: Các thuộc tính của Sông suối 86 Bảng C.8: Các thuộc tính của số nhà 86 Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AoA Angle of Arrival Góc tín hiệu đến AMPS Advance Mobile Phone Service Dịch vụ di động tiên tiến ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền giao không đồng bộ BM domain Broadcast Messaging domain Miền nhắn tin quảng bá CGI Cell Global ID Số nhận dạng ô toàn cầu CPICH Common Pilot Channel Kênh điều khiển CRNC Controlling RNC RNC điều khiển CS domain Circuit-Switched domain Miền chuyển mạch kênh CS-MGW Circuit-Switched Media Gateway Cổng phương tiện chuyển mạch gói DRNC Drift RNC RNC trôi E-CGI Enhance Cell Global ID Nhận dạng ô toàn cầu có tiên tiến EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận thực thiết bị E-OTD Enhance Observed Time Difference Sai khác thời gian quan sát được FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi chuyển tiếp FER Frame Error Rate Tỷ lệ lỗi khung GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ cổng GPRS GMSC Gateway Mobile Services Switching Cổng chuyển mạch dịch vụ di động GPS Gobal Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System of Mobile communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu HSCSD High Speed Circuit Switched Data Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP IMSI International Mobile Subscriber Identity Số nhận dạng thuê bao đi động quốc tế IMT International Mobile Telecommunication Chuẩn viễn thông di động quốc tế IPDL Idle Period Downlink Đường xuống thời gian rỗi Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 iv Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt ITU International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế LCS Location Service Dịch vụ định vị LMU Location Measurement Unit Thiết bị tính toán ví trí MPS Mobile Positioning System Hệ thống định vị di động OTD Observed Time Difference Khác biệt thời gian được quan sát PDP Package Data Protocol Giao thức dữ liệu gói PS domain Package-Switched domain Miền chuyền mạch gói RAB Radio Access Bearer Kênh mang truy nhập vô tuyến RIT Radio Interface Timming Định thời giao diện vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến RTT Round Trip Time Thời gian quay vòng SFN Super Frame Number Số siêu khung SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ SLMC Serving Mobile Location Center Trung tâm định vị di động SMS Short Message Services Dịch vụ bản tin ngắn SN domain Serving Network domain Miền mạng phục vụ SRNC Serving RNC RNC phục vụ TA Timing Advance Định thời tiên tiến TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối UICC Universal Integrated Circuit Card Thẻ vi mạch tích hợp toàn cầu UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu U-TDoA Uplink Time Diffirence of Arrival Sai khác thời gian của tín hiệu đến ở đường lên UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị tạm trú WCDMA Wide-band Code Devision Multi- Access Đa truy nhập băng thông rộng phân chia theo mã WMP Wireless Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu không dây Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 v Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời mở đầu LỜI MỞ ĐẦU Dịch vụ định vị điện thoại di động hiện nay đã chiếm một vị trí rất quan trọng trong các loại hình dịch vụ gia tăng, và đặc biệt là an ninh nhân dân. Hiện tại, dịch vụ này đã rất phát triển ở Mỹ, Singapore, Malaysia… và được ứng dụng cho hệ thống an ninh các nước này. Từ dịch vụ định vị di động này, nhà khai thác mạng có thể thực hiện rất nhiều các hỗ trợ cho nó như tìm người cứu nạn, theo dõi đối tượng (như kidcare, truy tìm tội phạm …), dịch vụ dò tìm (tracking). Ước tính trong bốn năm trở lại đây, dịch vụ Location Base Service đã mang lại doanh thu từ 7-8 triệu USD. Đây là một loại hình dịch vụ rất phát triển ở các nước lớn như Mỹ. Trong khi ở Việt Nam mới có những loại hình định vị phương tiện giao thông như taxi, xe bus … yêu cầu phải liên lạc thông qua vệ tinh GPS. Nhằm bắt kịp với sự phát triển công nghệ trên thế giới, và đưa ra một loại hình dịch vụ có thể coi là Killer Application cho tương lai, đồ án này sẽ tập trung nghiên cứu công nghệ này và đề ra giải pháp thực hiện. Nội dung chính của đồ án gồm ba phần chính sau đây: Chương 1: Giới thiệu về giải pháp định vị di động Chương 2: Thiết kế hệ thống Chương 3: Thiết kế modul chức năng trên hệ thống và mô phỏng. Trong suốt thời kỳ làm đồ án, em đã nhận được sự tận tình giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô giáo và bạn bè. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Lê Nhật Thăng, người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án. Em cũng xin cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa Viễn thông đã chỉ bảo em trong các năm học vừa qua để em có được kiến thức hoàn thành đồ án này. Em mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ phía thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn, có khả năng đưa dự án này vào thực tế. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 03 tháng 10 năm 2008 Người thực hiện Hoàng Anh Tuấn – D04VT1 6 [...]... của hoạt động định vị, mô hình này không phải là một chuẩn chung cho tất cả các phương pháp định vị, hay chuẩn nhất thiết phải liên quan đến định vị, mà chỉ đóng vai trò giúp chúng ta hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động và các giao thức mà dịch vụ định vị sẽ sử dụng: Hình 2.1: Mô hình cung cấp ứng dụng LBS Trong mô hình trên mỗi khối giữ một vai trò quan trọng góp phần tạo nên mô hình hoạt động định vị hoàn... và sử dụng Có khối chỉ giữ vai trò cung cấp dữ liệu hoặc là chỉ sử dụng dữ liệu đó Để hiểu rõ quá trình định vị xem chi tiết các bước trong mô hình: • Bước đầu tiên trong mô hình bắt đầu bằng việc định vị, quá trình này được di n ra giữa mục tiêu cần định vị và khối tạo ra thông tin định vị (PO) để có được thông tin về vị trí mục tiêu dưới dạng thô, quá trình này di n ra với một phương pháp định vị. .. THIỆU VỀ GIẢI PHÁP ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG 1.1 Giới thiệu dịch vụ LBS Ứng dụng dịch vụ viễn thông dựa trên công nghệ định vị là một trong các bài toán phức tạp nhất của công nghệ viễn thông di động Công nghệ định vị đang bắt đầu phát triển và rất nhiều các ứng dụng được xây dựng nhằm phục vụ cho các nhà cung cấp dịch vụ mạng di động và các khách hàng có yêu cầu Sự khác biệt giữa Công nghệ định vị toàn cầu (Global... nghiên cứu về phát triển các dịch vụ dựa vào định vị di động Có những phương pháp phức tạp và đắt đỏ như GPS, A -GPS nhưng cũng có những phương pháp định vị đơn giản sử dụng các báo hiệu của GSM Báo hiệu trong GSM bao gồm rất nhiều nội dung, Cell ID là một trong các thông tin báo hiệu cùa BTS Nó được sử dụng để kiểm tra thiết bị di động có được kết nối tới BTS hay không Hình 2.9 mô tả một BTS có thể bao... ngày nay điện thoại di động đang trở nên phổ biến, là một phương tiện liên lạc chủ yếu của xã hội Hiện nay, Việt Nam có 6 nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động GSM và CDMA với trên 20 triệu thuê bao di động Trong tương lai không xa số thuê bao di động sẽ vượt xa số thuê bao điện thoại cố định và chiếm khoảng 50% dân số Vì vậy, việc xác định vị trí đối tượng thông qua mạng di động là một trong các... cứu toàn di n , hoặc áp dụng có tính khả thi nào đối với giải pháp định vị các thuê bao di động phục vụ công tác nghiệp vụ Công An cũng như các dịch vụ cho dân sự - Về góc độ nghiên cứu triển khai áp dụng thực tế : Các nghiên cứu về định vị di động đã được thực hiện bước đầu tại Tổng cục Kỹ thuật – Bộ Công An Đối với các đơn vị nghiệp vụ của Bộ Công An đã áp dụng các phương pháp lấy số liệu vị trí thuê... thông qua mạng di động (GSM hoặc CDMA) - Các thiết bị phần cứng tại trung tâm quản lý bao gồm hệ thống bản đồ số hỗ trợ định vị GIS; các máy chủ ứng dụng cho phép nhận và xác thực các yêu cầu, trao đổi các thông tin với mạng di động (GSM hoặc CDMA) để lấy thông tin định vị, kết hợp với các thông tin từ GIS để thực hiện tính toán xác định vị trí chính xác của mục tiêu, gửi các kết quả định vị về client... đối tượng chống đối sử dụng điện thoại di động để tiếp nhận thông tin từ bên ngoài và chỉ đạo các hoạt động gây rối từ bên trong, song việc kịp thời xác định vị trí các đối tượng này của các lực lượng Công An để có biện pháp xử lý là rất khó khăn và chưa thực hiện được - Các loại tội phạm sau khi gây án thường chạy trốn (có sử dụng điện thoại di động) nên các đơn vị Công An phải huy động lực lượng, triển... có khi không thành công - Việc tổ chức theo dõi, trinh sát di biến động của các loại tội phạm sử dụng điện thoại di động trong quá trình điều tra hiện nay được thực hiện chủ yếu bằng nhân công do đó không kịp thời phản ứng trước các di biến động của đối tượng và hiệu quả thấp, để lọt đối tượng - Bên cạnh các hoạt động nghiệp vụ nêu trên, hiện nay lực lượng Công An chưa có các phương tiện định vị để... cấp thông tin định vị thô này cho khối Location Provider, tại đây thông tin thô được xử lý, và định nghĩa lại dưới dạng dữ liệu định vị rồi cung cấp cho nhà cung cấp dịch vụ LBS • Nhà cung cấp dịch vụ LBS đóng 2 vai trò: Sử dụng dữ liệu định vị từ thành phần cung cấp vị trí và tham chiếu thêm thông tin từ nhà cung cấp nội dung, tổng hợp 2 nguồn thông tin này xử lý đưa ra được ứng dụng định vị chính xác . khung SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ SLMC Serving Mobile Location Center Trung tâm định vị di động SMS Short Message Services Dịch vụ bản tin ngắn SN domain Serving Network. Gateway Mobile Services Switching Cổng chuyển mạch dịch vụ di động GPS Gobal Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System of Mobile communications Hệ thống thông tin di động toàn. Bearer Kênh mang truy nhập vô tuyến RIT Radio Interface Timming Định thời giao di n vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến RTT