Kiến trúc hệ thống tích hợp media và dịch vụ LBS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ THỊ HUYỀN KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍCH HỢP MEDIA VÀ DỊCH VỤ LBS LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ THỊ HUYỀN KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍCH HỢP MEDIA VÀ DỊCH VỤ LBS Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 60480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đặng Văn Đức Hà Nội - 2015 i LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ thực Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội hướng dẫn PGS.TS Đặng Văn Đức Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy định hướng khoa học, liên tục quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo, Cô giáo Bộ môn Hệ thống thông tin Thầy giáo, Cô giáo Khoa Công nghệ thông tin mang lại cho kiến thức vô quý giá bổ ích trình theo học trường Tôi xin trân thành cảm ơn đến gia đình tôi, quan tâm động viên gia đình giúp có thêm nghị lực, cố gắng để hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn học K19, bạn đồng nghiệp, bạn nhóm nghiên cứu giúp đỡ suốt năm học tập Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2015 Học viên Đỗ Thị Huyền ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Kiến trúc hệ thống tích hợp Media dịch vụ LBS” công trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn PGS.TS Đặng Văn Đức, trung thực không chép tác giả khác Trong toàn nội dung nghiên cứu luận văn, vấn đề trình bày tìm hiểu nghiên cứu cá nhân trích dẫn từ nguồn tài liệu có ghi tham khảo rõ ràng, hợp pháp Tôi xin chịu trách nhiệm hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2015 Học viên Đỗ Thị Huyền ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi PHẦN MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Kiến trúc tổng thể LBS 1.1.1 Giới thiệu dịch vụ dựa vị trí (LBS) 1.1.2 Các thành phần LBS 1.1.3 Mô hình hoạt động hệ thống LBS 1.1.4 Các ứng dụng phổ biến dịch vụ LBS 1.2 Hệ thống định vị toàn cầu 1.2.1 Giới thiệu hệ thống định vị sử dụng vệ tinh 1.2.2 Cấu trúc hệ thống GPS 10 1.2.3 Ứng dụng hệ thống GPS 11 1.3 Công nghệ định vị 12 1.3.1 Kỹ thuật định danh tế bào (Cell identification) 12 1.3.2 Định vị vệ tinh: hệ thống định vị toàn cầu (GPS) 14 1.4 Các công nghệ truyền tin 16 1.4.1 WAP / GPRS / EDGE / 3G 16 1.4.2 Bluetooth / Wifi / WiMax 18 1.4.3 Truyền thông vệ tinh 18 1.5 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 19 1.5.1 Giới thiệu GIS 19 1.5.2 Thành phần chức GIS 19 1.5.3 Mô hình liệu địa lý 23 1.5.4 Trình diễn thông tin địa lý 24 1.6 Kết chương 24 Chương KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍCH HỢP MEDIA - LBS 25 2.1 Giới thiệu MEDIA - LBS 25 iii 2.2 Cơ sở hạ tầng 27 2.3 Công nghệ điện toán đám mây 28 2.3.1 Giới thiệu điện toán đám mây 28 2.3.2 Những tính chất điện toán đám mây 30 2.3.3 Ưu nhược điểm điện toán đám mây 31 2.3.4 Dịch vụ điện toán đám mây Google App Engine 33 2.3.4 Mô hình công nghệ cho việc lưu trữ liệu đa phương tiện đám mây 36 2.4 Ngôn ngữ lập trình Java số công nghệ phụ trợ 40 Chương 3: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM MEDIA - LBS 42 3.1 Mô hình hệ thống thử nghiệm Media - LBS 42 3.2 Phân tích thiết kế hệ thống quản lý liệu đa phương tiện đám mây 44 3.2.1 Các biểu đồ ca sử dụng hệ thống 45 3.2.2 Đặc tả chi tiết số ca sử dụng 48 3.3 Phân tích thiết kế phần mềm Media-LBS điện thoại thông minh 51 3.3.1 Phân tích phần mềm Media-LBS điện thoại thông minh 51 3.3.2 Thiết kế phần mềm Media-LBS điện thoại thông minh 53 3.4 Xây dựng hệ thống thử nghiệm 59 3.4.1 Giới thiệu hệ thống thử nghiệm 59 3.4.2 Kết thử nghiệm 60 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 iv DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1: LBS kết hợp nhiều công nghệ Hình 1.2: Các thành phần LBS Hình 1.3: Trao đổi thông tin thành phần hệ thống LBS Hình 1.4 Ứng dụng địa điểm nhà hàng Hình 1.5: Mô tả hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GNSS [11] 10 Hình 1.6: Các thành phần hệ thống GPS 10 Hình 1.7: Mạng lưới trạm giám sát điều khiển trung tâm hệ thống GPS.11 Hình 1.8: Định vị sử dụng BTS (Cell ID) 13 Hình 1.9: Định vị sử dụng Cell ID gần 13 Hình 1.10: Mô hình hệ thống GPS 14 Hình 1.11: Cách xác định vị trí không gian 2D 14 Hình 1.12: Cách xác định vị trí không gian 3D 15 Hình 1.13: Cách xác định vị trí có vệ tinh 15 Hình 1.14: Hệ thống A - GPS 16 Hình 1.15: Các nhóm chức GIS 22 Hình 1.16: Mô hình raster vector biểu diễn Thế giới thực 23 Hình 2.1: Mô hình tổng quát Media LBS 25 Hình 2.2: Ứng dụng King's Cross Streetstories [12] 26 Hình 2.3: Cơ sở hạ tầng Media LBS 27 Hình 2.4: Đặc điểm điện toán đám mây nhóm mô hình phân loại 30 Hình 2.5 Hiện tượng thắt cổ chai ứng dụng Google App Engine có nhiều truy cập đến thời điểm 33 Hình 3.1: Mô hình hệ thống Media LBS 42 Hình 3.2: Mô hình thử nghiệm hệ thống Media LBS 59 Hình 3.3: Giao diện khởi động chương trình chạy di động mediatour 62 Hình 3.4: Danh sách địa điểm thăm quan sau nhấn nút “Bắt đầu” 63 Hình 3.5: Giao diện người sử dụng lựa chọn video tương ứng với địa điểm cần thăm quan 63 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng theo dõi hoạt động ứng dụng GAEError! Bookmark not defined Bảng 2.2: Bảng mô tả giới hạn sử dụng ứng dụng GAE miễn phí 35 Bảng 2.3: Bảng mô tả free quota ứng dụng GAE miễn phí 36 Bảng 3.1: Bảng liệu thử nghiệm 61 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ VIẾT TÊN TIẾNG ANH TẮT 2G Second Generation Technology 3G Third Generation Technology A-GPS Assisted - Global Positioning System AP Access Point API Application Program Interface BTS Base Transceiver Station CA Coarse Acquisition DCT Discrete Cosine Transform DGPS Differential Global Positioning System 10 EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution 11 EU European Union 12 FAA Federal Aviation Administration 13 FIFO First In First Out 14 GAE Google App Engine 15 GIS Geographic Information Systems 16 GLONASS GLObal NAvigation Satellite System 17 GNSS Global Navigation Satellite System 18 GPRS Stands for General Packet Radio Service 19 GPS Global Positioning System 20 GSM Global System for Mobile 21 IaaS Infrastructure as a Service 22 IP Internet Protocol 23 JSON JavaScript Object Notation 24 JSP Java Scripting Preprocessor 25 LAAS Local Area Augmentation Systems 26 LBS Location Based Services 27 Media LBS Media Location Based Services vii 28 MCS Master Control Station 29 MMS 30 MS Monitor Station 31 OS Operating system 32 PaaS Platform as a Service 33 PPP Point to Point Protocol 34 PPS Precise Positioning Service 35 QZSS Quasi-Zenith System 36 RFID Radio-frequency identification 37 RPC Remote Procedure Call 38 RSS Relative Signal Strength 39 RTLS Real-Time Locating Systems 40 Saas Software as a Service 41 SDK Software Development Kit 42 SMS Short Message Services 43 SPS Standard Positioning Service 44 SQL Structured Query Language 45 TDMA Time division multiple access 46 TDOA Time Difference Of Arrival 47 UMTS Universal Mobile Telecommunications System 48 WAAS Wide Area Augmentation System 49 WAP Wireless Application Protocol 50 WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access 51 WLAN Wireless Local Area Network 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đặng Văn Đức, Hệ thống thông tin địa lý, NXB Khoa học kỹ thuật, 2001 [2] Đặng Văn Đức, Nguyễn Tiến Phương, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Sơn, Trần Mạnh Trường (2008), Một số kỹ thuật áp dụng việc phát triển mô hình dịch vụ sở vị trí địa lý, Báo cáo khoa học Hội nghị khoa học ICT.rda08, Hà Nội [3] Vũ Dương Tùng, Nguyễn Tiến Phương cộng sự, Phát triển dịch vụ dựa vị trí (LBS) tảng điện toán đám mây, Kỷ yếu hội thảo Quốc gia vấn đề chọn lọc CNTT, Hà Nội, 2012 Tiếng nước [4] Balqies Sadoun, Omar Al-Bayari (2007), “Location based services using geographical information systems” [5] Dang Van Duc, MapOnline – A Geographical Information Service on Internet The Journal of Cities and Regions, GIS Special, International Statistical Institute, The Netherlands, November 2000, pp 78-83 [6] David Munoz, Frantz Bouchereau, Cesar Vargas and Rogerio Enriquez, Position Location Techniques and Applications, Elsevier Inc, 2009 [7] Google App Engine, http://code.google.com/appengine/ [8] Ian Foster, Yong Zhao, Ioan Raicu, Shiyong Lu (2008), “Cloud Computing and Grid Computing 360-Degree Compared”, Grid Computing Environments Workshop [9] GSM Association, Location Based Services, Permanent Reference Document SE.23, 2006 [10] Jinesh Varia, Architecting for the Cloud: Best Practices, Amazon, May 2010 Website [11] Navstar GPS Interface Specification IS-GPS-200 revision F Technical report, Navstart GPS Joint Program Office, Sep 2011 [12] Ronald Lenz, Locative Media, 2011 [13] Stefan Steiniger, Moritz Neun and Alistair Edwardes (2006), “Lecture Notes on LBS”, Foundations of Location Based Services, V 1.0 66 [14] http://www.gartner.com/newsroom/id/1035013 [15] http://sandeepkejriwal.com/2012/04/01/what-is-cloud-computing/ [...]... Đặng Văn Đức, Hệ thống thông tin địa lý, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2001 [2] Đặng Văn Đức, Nguyễn Tiến Phương, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Sơn, Trần Mạnh Trường (2008), Một số kỹ thuật áp dụng trong việc phát triển mô hình dịch vụ trên cơ sở vị trí địa lý, Báo cáo khoa học tại Hội nghị khoa học ICT.rda08, Hà Nội [3] Vũ Dương Tùng, Nguyễn Tiến Phương và cộng sự, Phát triển dịch vụ dựa trên vị trí (LBS) trên nền... Website [11] Navstar GPS Interface Specification IS-GPS-200 revision F Technical report, Navstart GPS Joint Program Office, Sep 2011 [12] Ronald Lenz, Locative Media, 2011 [13] Stefan Steiniger, Moritz Neun and Alistair Edwardes (2006), “Lecture Notes on LBS , Foundations of Location Based Services, V 1.0 66 [14] http://www.gartner.com/newsroom/id/1035013 [15] http://sandeepkejriwal.com/2012/04/01/what-is-cloud-computing/