ĐỀ TÀI : XÂY DỰNG HỆ THỐNG GPS TRACKER TRÊN CÁC THIẾT BỊ DI ĐỘNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Tel (84-511) 736 949, Fax (84-511) 842 771 Website: itf.ud.edu.vn, E-mail: cntt@edu.ud.vn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MÃ NGÀNH : 05115 ĐỀ TÀI : XÂY DỰNG HỆ THỐNG GPS TRACKER TRÊN CÁC THIẾT BỊ DI ĐỘNG Mã số : 06T3-047 Ngày bảo vệ : 15-16/06/2011 SINH VIÊN : NGÔ VĂN TRUNG LỚP : 06T3 CBHD : ThS TRỊNH CÔNG DUY ĐÀ NẴNG, 06/2011 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng truyền đạt kiến thức quý báu cho năm học vừa qua tạo điều kiện thuận lợi cho học tập, thực đề tài tốt nghiệp Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn Thầy giáo ThS Trịnh Công Duy trực tiếp, tận tình giúp đỡ hướng dẫn chúng tơi suốt thời gian thực đề tài Và để có kết ngày hơm tơi biết ơn gia đình Ơng Bà, Cha Mẹ người thân gia đình động viên, khích lệ, tạo điều kiện thuận lợi vật chất lẫn tinh thần suốt trình học tập trình thực đề tài tốt nghiệp Mặc dù cố gắng hoàn thành đồ án phạm vi khả cho phép chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận thơng cảm, góp ý tận tình bảo quý Thầy Cô bạn Một lần xin chân thành cám ơn! Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực Ngô Văn Trung LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan : Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp thầy giáo Ths.Trịnh Công Duy Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, xin chịu hồn tồn trách nhiệm Sinh viên thực hiện, Ngơ Văn Trung MỤC LỤC MỞ ĐẦU I BỐI CẢNH ĐỀ TÀI .1 II MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA III NHIỆM VỤ THỰC HIỆN IV PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 I Giới thiệu Android I.1 Tính mở android I.2 Các thành phần Android Các thư viện hỗ trợ android I.2.1 Quá trình thực thi chương trình android I.2.2 Cấu trúc ứng dụng android .6 II Nghiên cứu tảng android .7 II.1 Bộ khung ứng dụng android II.1.1 Android Activity II.1.2 Intent Broadcast Receiver 11 II.1.3 Android Service 14 II.1.4 Content provider 16 II.1.5 Android SQLite Database 18 II.2 Vòng đời ứng dụng android 21 II.3 Các công cụ phát triển ứng dụng android 23 II.3.1 Bộ giả lập androidccvc 23 II.3.2 Những công cụ phát triển Android dành cho Eclipse IDE 28 II.3.3 Dalvik Debug Monitor Service (ddms) 28 II.3.4 Android Debug Bridge (adb) .28 II.3.5 Android Asset Packaging Tool (aapt) 29 II.3.6 Android Interface Description Language (aidl) 29 II.3.7 sqlite3 29 II.3.8 Traceview 29 II.3.9 mksdcard 29 II.3.10 dx 29 II.3.11 activityCreator 29 III Các chế độ bảo mật ứng dụng android .29 III.1 Truy cập tập tin định danh người dùng .29 III.2 Các quyền sử dụng .30 III.3 Các quyền việc khai báo có tính bắt buột .31 III.4 Những quyền bắt buột có AndroidManifest.xml 33 III.5 Việc tuân theo quyền quảng bá intent 33 III.6 Cho phép thực thi quyền khác .34 III.7 Các tài nguyên quốc tế hóa .34 IV Tìm hiểu GPS .36 IV.1 Khái niệm GPS .36 IV.2 Phân loại .37 IV.3 Sự hoạt động Gps 37 i .IV.4 Hệ thống vệ tinh Gps 37 IV.4.1 Phần không gian 38 IV.4.2 Phần kiểm soát 38 IV.4.3 Phần sử dụng .38 IV.5 Tín hiệu Gps 38 IV.6 Nguồn lỗi tín hiệu GPS 39 IV.7 Ứng dụng GPS dân dụng 40 IV.7.1 Ứng dụng lĩnh vực giáo dục .40 IV.7.2 Ứng dụng gps lĩnh vực tài nguyên thiên nhiên 41 IV.7.3 Ứng dụng GPS lĩnh vực Dầu & Khí đốt 41 IV.7.4 Ứng dụng GPS Cơ quan phủ 42 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 43 I KHẢO SÁT, MƠ TẢ BÀI TỐN .43 I.1 Xây dựng biểu đồ use case .43 I.1.1 Các tác nhân hệ thống 43 I.1.2 Phân tích Use Case .44 I.2 Biều đồ 50 I.3 Biều đồ lớp 52 I.3.1 Class gpsdevicesList 52 I.3.2 Class gpsDevices 52 I.3.3 Class gpsHistory 53 II XÂY DỰNG CƠ SỞ DŨ LIỆU 54 CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM 57 I Yêu cầu hệ thống 57 II Cài đặt Android Eclipse .58 II.1 Download Android SDK 58 II.2 Tích hợp Android SDK vào Eclipse 60 II.3 Android Virtual Devices 62 II.4 Cài đặt chương trình Gps_Tracker 63 II.4.1 Cài đặt chương trình Emulator 63 II.4.2 Cài đặt chương trình vào Eclipse 64 III Kết Demo chương trình 66 III.1 Kết client ( thiết bị android) .66 III.1.1 Màn hình khởi động chương trình 66 III.1.2 Màn hình About 67 III.1.3 Màn hình Login 68 III.1.4 Màn hình View Map 69 III.2 Kết server .71 III.2.1 Giao diện người sử dụng server .71 III.2.2 Thêm thiết bị 72 III.2.3 Xem lại history thiết bị .73 III.2.4 Xem lại đường thiết bị 73 III.2.5 Xem vị trí thiết bị .74 KẾT LUẬN 75 I Kết đạt .75 II Hướng phát triển .75 [1] W Frank Ableson, Charlie Collins, Robin Unlocking Android ii Mục lục iii [2] Mark L Murphy Beginning Android [3] Mark L Murphy The Busy Coder’s Guide to Android Development [4] ThS Trịnh Công Duy Sildes Android .1 [5] Trang web : http://www.android.com/ [6] Trang web: http://vietandroid.com/ [7] Và số diễn đàn android Mục lục iv DANH MỤC HÌNH HÌNH GIỚI THIỆU ANDROID .3 HÌNH KIẾN TRÚC ANDROID HÌNH BIỂU ĐỒ MÔ TẢ ACTIVITY STATE HÌNH SERVICE LIFECYCLE .15 HÌNH VÍ DỤ CONTENT PROVIDER 17 HÌNH CÁC TÁC NHÂN CỦA HỆ THỐNG 43 HÌNH USE CASE NGƯỜI SỬ DỤNG Ở CLIENT .44 HÌNH USE CASE NGƯỜI SỬ DỤNG Ở SERVER 47 HÌNH BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ NGƯỜI DÙNG Ở CLIENT .50 HÌNH 10 BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ NGƯỜI DÙNG Ở SERVER 51 HÌNH 11 BIỂU ĐỒ LỚP .52 HÌNH 12 CƠ SỞ DỮ LIỆU 54 HÌNH 13 CÀI ĐẶT SDK .58 HÌNH 14 TÍCH HỢP SDK VÀO ECLIPSE 60 HÌNH 15 CREATE VÀ START AVD 63 HÌNH 16 MÀN HÌNH KHỞI ĐỘNG CHƯƠNG TRÌNH .66 HÌNH 17 MÀN HÌNH ABOUT 67 HÌNH 18 MÀN HÌNH LOGIN 68 HÌNH 19 MÀN HÌNH VIEW MAP 69 HÌNH 20 MÀN HÌNH CONFIG 70 HÌNH 21 GIAO DIỆN CHÍNH CỦA NGƯỜI SỬ DỤNG TRÊN SERVER 71 HÌNH 22 FORM THÊM MỚI MỘT THIẾT BỊ .72 HÌNH 23 TRANG XEM HISTORY CỦA THIẾT BỊ .73 HÌNH 24 TRANG XEM LẠI ĐƯỜNG ĐI CỦA THIẾT BỊ 73 HÌNH 25 TRANG XEM VỊ TRÍ HIỆN THỜI CỦA MỘT THIẾT BỊ 74 MỞ ĐẦU I BỐI CẢNH ĐỀ TÀI Trong nhu cầu thực tế sống, việc quản lý xác định vị trí thơng tin người sử dụng lĩnh vực cần quản lý ngày lớn Ví dụ việc quản lý loại hang hóa vận chuyển, quản lý cái, quản lý tiến trình, lộ trình dịch vụ vận chuyển EMS, DHL Với phát triễn thiết bị di động Đặt biệt thiết bị di động chạy hệ điều hành Android google Android thu hút ý giới cơng nghệ khắp tồn cầu đứa Google sử dụng giấy phép mã nguồn mở Đó sản phẩm kết tinh từ ý tưởng Khối Liên minh thiết bị cầm tay mở Google dẫn đầu, gồm 34 thành viên với công ty hàng đầu cơng nghệ di động tồn cầu Qualcomm, Intel, Motorola, Texas Instruments LG Electronics, nhà mạng T-Mobile, Sprint Nextel, NTT DoCoMo China Mobile Các nhà phát triển sử dụng miễn phí Android Software Development Kit (SDK) để xây dựng ứng dụng Android lĩnh vực Việt Nam, để phục vụ cho nhu cầu thực tế tìm hiểu công nghệ Android, em chọn đề tài “ Gps – Tracker “ II MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA Luận văn nhằm mục đích xây dựng chương trình chạy hệ điều hành Android để cung cấp địa thời người sử dụng lên Server Người quản lý thiết bị server đăng nhập để xem vị trí thiết bị quản lý vị trí nào, xem lại lịch trình, đường thiết bị .III NHIỆM VỤ THỰC HIỆN Cần thực hai bước: • Bước 1: Xây dựng chương trình cho client ( thiết bị di động sử dụng hệ điều hành android) • Bước 2: Xây dựng web server để hiển thơng tin cho người quản lý .IV PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Nghiên cứu vấn đề lý thuyết sở andoid Tìm hiều api google map để xây dựng hệ thống gps_tracker dựa vào Api google Xây dựng chương trình android để thu thập cập nhật liệu cho server Xây dựng trang web sử dụng tảng Joomla để hiển thị thông tin cập cập nhật Nghiên cứu plugin google map joomla để vẽ đồ đường thiết bị CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Giới thiệu Android Hình Giới thiệu android Android tên tảng mở cho thiết bị di động Google (gồm hệ điều hành – [linux base], middleware số ứng dụng bản) Androind đương đầu với số hệ điều hành dành cho thiết bị di dộng khác hâm nóng thị trường Windows Mobile, Symbian dĩ nhiên OS X (iPhone) Android thu hút ý giới công nghệ khắp toàn cầu đứa Google sử dụng giấy phép mã nguồn mở Đó sản phẩm kết tinh từ ý tưởng Khối Liên minh thiết bị cầm tay mở Google dẫn đầu, gồm 34 thành viên với công ty hàng đầu cơng nghệ di động tồn cầu Qualcomm, Intel, Motorola, Texas Instruments LG Electronics, nhà mạng T-Mobile, Sprint Nextel, NTT DoCoMo China Mobile Các nhà phát triển sử dụng miễn phí Android Software Development Kit (SDK) để xây dựng ứng dụng I.1 Tính mở android Android xây dựng phép nhà phát triển để tạo ứng dụng di động hấp dẫn tận dụng tất điện thoại cung cấp Nó xây dựng để thực mở Ví dụ, ứng dụng kêu gọi chức lõi điện thoại thực gọi, gửi tin nhắn văn bản, cách sử dụng máy ảnh, cho phép nhà phát triển để tạo phong phú nhiều kinh nghiệm cố kết cho người dùng Android xây dựng mở Linux Kernel Hơn nữa, sử dụng máy ảo tuỳ chỉnh thiết kế để tối ưu hóa nhớ tài nguyên phần cứng môi trường di động Android mã nguồn mở, liberally mở rộng Nền tảng tiếp tục Ngô Văn Trung, Lớp: 06T3 tiến triển cộng đồng nhà phát triển công việc để xây dựng ứng dụng di động sáng tạo Android không phân biệt ứng dụng lõi điện thoại ứng dụng bên thứ ba Họ tất xây dựng để truy cập khả người cung cấp cho người sử dụng điện thoại với dải rộng ứng dụng dịch vụ Với thiết bị xây dựng Hệ điều hành Android, người dùng hồn tồn thích ứng với điện thoại đến lợi ích họ Họ trao đổi hình điện thoại, phong cách dialer, ứng dụng Họ chí hướng dẫn điện thoại họ để sử dụng hình ảnh ưa thích họ xem ứng dụng để xử lý xem tất hình ảnh Android phá bỏ rào cản để xây dựng ứng dụng sáng tạo Ví dụ, nhà phát triển kết hợp thơng tin từ trang web với liệu điện thoại di động cá nhân – ví dụ địa liên hệ người dùng, lịch, vị trí địa lý – để cung cấp trải nghiệm người dùng có liên quan Với Android, nhà phát triển xây dựng ứng dụng cho phép người dùng xem vị trí bạn bè họ cảnh báo họ có vùng phụ cận cho họ hội để kết nối Nền tảng Android cho phép xây dựng ứng dụng dựa vào tính chất sau: - Khung ứng dụng (application framework): cho phép dùng lại thay thành phần - Máy ảo Dalvik: tùy chọn cho di động.Cơ chế hoạt động tương tự máy ảo Java thực thi dex (dalvik executable) bytecode nhờ cơng cụ dx chuyển đổi mã bytecode thành dex bytecode - Trình duyệt tích hợp (integrated browser): dựa cơng cụ nguồn mở WebKit - Đồ họa: trang bị thư viện 2D thông thường, đồ họa 3D dựa đặc tả OpenGL ES 1.0 (để máy chạy nhanh tùy chọn phần cứng) - Cơ sở liệu SQLite: dùng cho cấu trúc lưu trữ liệu - Môi trường truyền thông: cung cấp tiếng, hình ảnh thơng dụng, số định dạng ảnh MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF - Môi trường phát triển đầy đủ: chứa thiết bị mô phỏng, công cụ phát lỗi, nhớ, trạng thực thi, phần mềm cài đặt dùng IDE Eclipse Ngồi hỗ trợ ứng dụng tích hợp cơng nghệ hệ thống truyền thơng di động tồn cầu GMS, Bluetooth, EDGE, 3G, WiFi, Camera, GPS, compass, accelerometer (các cơng nghệ dùng phụ thuộc vào thiết bị) Ngô Văn Trung, Lớp: 06T3 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động II.4 Cài đặt chương trình Gps_Tracker II.4.1 Cài đặt chương trình Emulator Bước 1: Khởi động Emulator có Target GoogleAPIs 2.1 Level ( Vào Eclipse -> Window/Adroid SDK and AVD Manage -> Chọn AVD phù hợp chọn start Hình 15 Create start AVD Bước 2: Đưa file gpstracker.apk vào thư mục tool SDK VD: C:\android-sdkwindows\tools -> Copy here Bước 3: Mở command shell di chuyển đến thư mục có chứa file apk Ví dụ: Trong window vào Run gõ CMD, dùng lệnh CD để chuyển đến folder tools Bước 4: Nhập lệnh adb install < tên file apk> Ví dụ: adb install gpstracker.apk Bước 5: Vào Emulator click vào icon biểu tượng ứng dụng để chạy chương trình Ngơ Văn Trung, Lớp 06T3 63 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động II.4.2 Cài đặt chương trình vào Eclipse Bước 1: Khởi động chương trình Eclipse, vào menu file -> chọn tạo new android project, chọn create project from exiting source.Ở phần location, browes đến folder chứa thư mục source project Điền đầy đủ thông tin phiên android, packeg name, application name Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 64 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động Bước 2: Click chuột phải lên project chọn run as -> android application Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 65 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động III Kết Demo chương trình III.1 Kết client ( thiết bị android) Giao diện thân thiện, dể sử dụng, xây dựng để hỗ trợ tối đa cho người dùng .III.1.1 Màn hình khởi động chương trình Hình 16 Màn hình khởi động chương trình Khi người dùng chọn vào biểu tượng about trang about chứa thông tin phiên phần mềm, thơng tin khác có liên quan đến phần mềm Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 66 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động Khi người dùng click vào biểu tượng login trang login để người dùng đăng nhập thực chức chương trình .III.1.2 Màn hình About Hình 17 Màn hình About Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 67 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động III.1.3 Màn hình Login Hình 18 Màn hình Login Màn hình login chứa texbox để nhập liệu đăng nhập, check box để lưu lại thông tin gps id cho lần khởi động chương trình sau Ngơ Văn Trung, Lớp 06T3 68 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động III.1.4 Màn hình View Map Hình 19 Màn hình View Map Sau login thành cơng người sử dụng chuyển qua hình view map để xem vị trí đâu cách touch vào hình Tại có option menu gồm có menu cancle để khỏi chương trình menu config để cầu hình thời gian cập nhật location cho server Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 69 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động Khi nhấn vào menu config lên hình chứa thời gian người sử dụng chọn Nếu khơng chọn thời gian mặc định để cập nhật location 5s Hình 20 Màn hình config Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 70 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động III.2 Kết server Server xây dựng dựa framework joomla 1.6 Sau người dùng login thành cơng vào chức gps_manager .III.2.1 Giao diện người sử dụng server Hình 21 Giao diện người sử dụng server Giao diện người sử dụng đơn giản, dể quản lý Gồm có menu Manager Addnew Devices Ở giao diện ban đầu lẽ load tất thiết bị trạng thái thiết bị người sử dụng login quản lý Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 71 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động III.2.2 Thêm thiết bị Hình 22 Form thêm thiết bị Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 72 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động III.2.3 Xem lại history thiết bị Hình 23 Trang xem history thiết bị III.2.4 Xem lại đường thiết bị Hình 24 Trang xem lại đường thiết bị Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 73 Xây dựng hệ thống Gps_Tracker thiết bị di động III.2.5 Xem vị trí thiết bị Hình 25 Trang xem vị trí thời thiết bị Ngô Văn Trung, Lớp 06T3 74 KẾT LUẬN Android công nghệ liên tục phát triển Hiện android phát triển đến phiên 2.3 theo dự kiến đến hè năm google tung thị trường phiên android 2.4 với tên ICE Cream Qua trình tìm hiểu hướng dẫn thầy ThS Trịnh Công Duy, em phát triển thành công gps_tracker thiết bị di động sử dụng hệ điều hành Android .I Kết đạt • Xây dựng thành cơng hệ thống gps_tracker • Xây dựng thành cơng chương trình thiết bị di động sử dụng hệ điều hành android để cập nhật tọa độ thiết bị lên server • Xây dựng thành công server để nhận hiển thị liệu .II Hướng phát triển • Hiện chương trình thiết bị di động hỗ trợ cho thiết bị android Trong tương lai phát triển chương trình để chạy thiết bị di động với J2ME • Xây dựng hồn chỉnh trang web bao gồm dịch vụ khác có liên quan joomla để đưa đề tài vào hoạt động thực tế Ngô Văn Trung, Lớp: 06T3 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] W Frank Ableson, Charlie Collins, Robin Unlocking Android Mark L Murphy Beginning Android Mark L Murphy The Busy Coder’s Guide to Android Development ThS Trịnh Công Duy Sildes Android Trang web : http://www.android.com/ Trang web: http://vietandroid.com/ Và số diễn đàn android TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: Xây dựng hệ thống gps_tracker thiết bị di động Trong nhu cầu thực tế sống, việc quản lý xác định vị trí thơng tin người sử dụng lĩnh vực cần quản lý ngày lớn Do việc phát triển chương trình ứng dụng cho phép quản lý vị trí đối tượng quản lý cần thiết Bên cạnh phát triển thiết bị di động ngày nhanh đời điện thoại cầm tay, nhỏ, gọn, nhiều chức đổi mẫu mã thiết bị người tâm hàng đầu Google, nhà quản lý mạnh Internet bắt đầu xâm nhập vào làng di động cho đời tảng Android với phiên bảng ngày cải thiện cách mạnh mẽ, hỗ trợ ngày nhiều chức cho nhà lập trình Nhằm tận dụng tính lúc nới điện thoại di động khả hổ trợ mạnh mẽ api google với nhu cầu thực tế chọn thực đề tài Để xây dựng hệ thống : • Nghiên cứu lý thuyết, tảng Android SDK • Nghiên cứu sử dụng api google • Xây dựng thành cơng chương trình mobile để cập nhật tọa độ trạng thái thiết bị • Tìm hiều joomla 1.6 cách xây dựng component cho joomla • Xây dựng thành cơng web server với framework joomla • Xây dựng component cho joomla để hiển thị thông tin loaction, thiết bị quản lý, vẽ lại đường thiết bị, xem vị trí thiết bị Chương trình ứng dụng vào thực tế trường hợp: quản lý vận chuyển hàng hóa, quản lý lộ trình thiết bị đó, ứng dụng để quản lý Ngô Văn Trung, Lớp 06T3