Nghiên cứu kiến trúc hệ thống tích hợp điện toán đám mây và LBS

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐỖ THỊ NHUNG NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍCH HỢP ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ LBS Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS ĐẶNG VĂN ĐỨC Thái Nguyên - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu thân Luận văn hồn tồn khơng phải chép cơng trình nghiên cứu ngƣời khác, mang tính độc lập định với tất cơng trình nghiên cứu trƣớc Nếu có vi phạm, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, ngày 20 tháng năm 2014 Học viên ĐỖ THỊ NHUNG Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo, cán hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Đặng Văn Đức, ngƣời thầy tận tình hƣớng dẫn từ buổi tiếp cận với đề tài khoa học Thầy hƣớng dẫn, bảo tận tình cho tơi phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, cách làm việc khoa học suốt thời gian qua Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thầy cô giáo trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, cán Trung tâm Công nghệ phần mềm – Sở Thông tin Truyền thông thành phố Hải Phịng tạo điều kiện cho tơi học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn bạn học viên K11B – Khoa học máy tính giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp bạn bè tôi, ngƣời động viên, tạo điều kiện cho lao động học tập suốt thời gian qua Thái Nguyên, ngày 20 tháng năm 2014 Học viên ĐỖ THỊ NHUNG Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN .8 MỞ ĐẦU .10 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LBS VÀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 12 1.1 Giới thiệu chung LBS 12 1.2 Các thành phần LBS .14 1.3 Các kiểu dịch vụ LBS .16 1.4 Cách thức xử lý yêu cầu LBS 16 1.5 Hệ thống định vị .18 1.5.1 Giới thiệu chung 18 1.5.2 Hệ thống định vị toàn cầu GPS 20 1.5.3 Các loại thiết bị có tính định vị ứng dụng LBS 21 1.5.4 Khác biệt hệ thống định vị đƣợc ứng dụng LBS với hệ thống tƣơng tự 22 1.6 Công nghệ truyền tải liệu 24 1.6.1 WAP/ GPRS/ EDGE 24 1.6.2 Bluetooth/ Wifi/ WiMax 25 1.6.3 Truyền thông vệ tinh 26 1.7 Các mơ hình dịch vụ LBS 27 1.8 Điện toán đám mây 28 1.8.1 Khái niệm chung điện toán đám mây .28 1.8.2 Các tính chất điện tốn đám mây 30 1.8.3 Kiến trúc, mơ hình thành phần điện toán đám mây 32 1.8.4 Ƣu, nhƣợc điểm điện toán đám mây .36 1.9 Kết luận chƣơng 37 CHƢƠNG II: KIẾN TRÚC TÍCH HỢP LBS VÀ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY .39 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.1 Hình thức tổ chức LBS truyền thống .39 2.2 Lợi ích ứng dụng việc tích hợp điện tốn đám mây LBS xã hội 43 2.3 Lựa chọn nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 45 2.3.1 Các nhà cung cấp 45 2.3.2 Ƣu điểm dịch vụ điện toán đám mây Google 46 2.4 Google App Engine (GAE) 47 2.4.1 Tổng quan Google App Engine 47 2.4.2 Môi trƣờng chạy thực lƣu trữ liệu .49 2.4.3 Phát triển ứng dụng App Engine tảng ngôn ngữ Java 50 2.4.4 Môi trƣờng ứng dụng 51 2.5 Nghiên cứu mơ hình tổ chức liệu đám mây 51 2.6 Nghiên cứu kiến trúc tích hợp điện tốn đám mây LBS .57 2.6.1 Kiến trúc chung 57 2.6.2 Chức hệ thống 59 2.7 Kết luận chƣơng 62 CHƢƠNG III: CÀI ĐẶT CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 63 TRÊN NỀN TẢNG GOOGLE APP ENGINE 63 3.1 Giới thiệu, lựa chọn công nghệ cho lƣu trữ liệu 63 3.2 Đặt toán phân tích thiết kế hệ thống 65 3.2.1 Đặt tốn mơ tả thuật toán 65 3.2.2 Phân tích hệ thống .69 3.2.3 Thiết kế hệ thống 69 3.3 Cài đặt toán giao diện chƣơng trình .75 3.3.1 Thu thập liệu 75 3.3.2 Giao diện chƣơng trình 75 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO .79 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Đƣờng truyền thuê bao số ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line API Application Programming Interface CSDL EDGE E-OTD Enhanced observed time difference GAE Google App Engine Google App Engine GIS Geographical Information System Hệ thống thông tin địa lý 10 GPRS General Packet Radio Service 11 GPS Global Position System 12 HTML HyperText Markup Language 13 HTTP Hypertext Transfer Protocol 14 JDBC Java Database Connectivity 15 JSON JavaScript Object Notation 16 LBS Location-based Services Dịch vụ dựa vị trí 24 OOP Object Oriented Programming Lập trình hƣớng đối tƣợng 17 PDA Personal Digital Assistant 18 TDOA Time difference of arrival 19 TOA Time of arrival 20 WAP Wireless Application Protocol bất đối xứng Giao diện lập trình ứng dụng Cơ sở liệu Enhanced Data rates for GSM Công nghệ di động đƣợc Evolution nâng cấp từ GPRS Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Hệ thống định vị tồn cầu Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn Giao thức truyền siêu văn Kết nối sở liệu Java Ký pháp đối tƣợng JavaScript Thiết bị di động số cá nhân Giao thức ứng dụng không dây http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 21 WLAN Wireless Local Area Network 22 WML Wireless Mark-up Language 23 XHTML Mạng nội không dây Ngôn ngữ đánh dấu vô tuyến Extensible HyperText Markup Ngôn ngữ đánh dấu siêu Language văn mở rộng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN Bảng 1: Các hoạt động ngƣời dùng dịch vụ LBS .13 Bảng 1: Mô tả giới hạn sử dụng ứng dụng GAE miễn phí 48 Bảng 2: Bảng mô tả free quota ứng dụng GAE miễn phí 49 Bảng 1: Tập liệu thử nghiệm 75 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN Hình 1: Các hệ thống thơng tin tích hợp 12 Hình 2: Các thành phần LBS 14 Hình 3: Luồng thơng tin trao đổi thành phần LBS .17 Hình 4: Định vị dựa mạng truyền thơng 19 Hình 5: Định vị dựa thiết bị đầu cuối 20 Hình 6: Các phần hệ thống GPS 20 Hình 7: Quỹ đạo vệ tinh hệ thống GPS 21 Hình 8: Thiết bị dẫn đƣờng dành cho ô tô 22 Hình 9: Thiết bị điện thoại thông minh (Smartphone) 22 Hình 10: Sơ đồ hệ thống định vị Radar .24 Hình 11: Mọi thiết bị, nội dung tập trung vào đám mây 28 Hình 12: Hình ảnh Cloud Computing .29 Hình 13: Sơ đồ điện toán đám mây, với dịch vụ đƣợc cung cấp nằm bên đám mây đƣợc truy cập từ máy tính nằm bên ngồi .30 Hình 14: Các loại dịch vụ Cloud Computing 32 Hình 15: Dịch vụ Public Cloud, Private Cloud Hybrid Cloud .35 Hình 16: Kiến trúc Cloud Computing .35 Hình 1: Kiến trúc truyền thống LBS 40 Hình 2: Phần trung gian LBS 42 Hình 3: Kiến trúc Single-tenant .44 Hình 4: Kiến trúc Multi-tenant 44 Hình 5: Doanh thu dịch vụ điện toán đám mây theo giai đoạn 45 Hình 6: Dịch vụ điện tốn đám mây – thị phần nhà cung cấp 46 Hình 7: Kiến trúc cổ điển 52 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 8: Kiến trúc phân đoạn .53 Hình 9: Kiến trúc lặp 55 Hình 10: Kiến trúc phân tán 56 Hình 11: Kiến trúc caching 57 Hình 12: Sơ đồ kiến trúc ứng dụng điện toán đám mây 58 Hình 13: Ứng dụng di động phát triển điện toán đám mây 59 Hình 14: Sơ đồ chức nhà cung cấp dịch vụ dựa vị trí (LSP) 60 Hình 15: Sơ đồ chức ngƣời dùng .60 Hình 16: Sơ đồ chức nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 61 Hình 17: Sơ đồ chức đám mây 61 Hình 1: Mơ hình hệ thống 70 Hình 2: Biểu đồ ca sử dụng quản trị liệu địa điểm 72 Hình 3: Biểu đồ ca sử dụng hiển thị đồ 72 Hình 4: Biểu đồ ca sử dụng truy vấn địa điểm 73 Hình 5: Biểu đồ triển khai hệ thống 74 Hình 6: Quan hệ đối tƣợng sở liệu 74 Hình 7: Giao diện web – Đăng nhập hệ thống 76 Hình 8: Giao diện cập nhật địa điểm 76 Hình 9: Tìm nhà hàng có phạm vi 6km, trả kết dẫn đƣờng 77 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 65 thực thể, App Engine biết đƣợc thực thể phân tán nhƣ qua server, khẳng định chắn phiên giao dịch thành công hay thất bại App Engine hỗ trợ phiên giao dịch nội (local transaction) Nếu ngƣời dùng cố gắng cập nhật thực thể ngƣời khác cập nhật thực thể Datastore trả biệt lệ báo lỗi Trong thuật ngữ database, ta nói App Engine sử dụng “optimistic concurrency control” Với mục “optimistic concurrency control”, App Engine đƣợc thiết kế giúp cho ứng dụng đọc liệu nhanh đảm bảo So sánh Google Cloud Datastore với CSDL truyền thống Không giống nhƣ CSDL quan hệ truyền thống, Google Cloud Datastore sử dụng kiến trúc phân tán để tự động quản lý việc phân chia tập liệu lớn Trong giao diện Datastore có nhiều điểm tƣơng đồng với CSDL truyền thống, khác biệt miêu tả mối quan hệ đối tƣợng liệu Các thực thể loại có thuộc tính khác nhau, cịn thực thể khác có thuộc tính tên nhƣng có kiểu giá trị khác Cloud Datastore khác với CSDL quan hệ truyền thống đặc điểm sau: - Do tất truy vấn App Engine đƣợc phục vụ mục đƣợc xây dựng trƣớc nên loại truy vấn đƣợc thực có nhiều hạn chế so với CSDL truyền thống Cụ thể, số truy vấn sau không đƣợc hỗ trợ: + Thao tác join + Thao tác lọc khác nhiều thuộc tính + Lọc liệu dựa truy vấn khác - Không giống CSDL quan hệ truyền thống, Datastore không yêu cầu thực thể kiểu phải quán với tập thuộc tính 3.2 Đặt tốn phân tích thiết kế hệ thống 3.2.1 Đặt tốn mơ tả thuật tốn Đặt tốn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 66 Bài toán đặt là: “Phát triển dịch vụ vị trí tảng điện tốn đám mây việc tìm kiếm trạm xăng, ATM, siêu thị… xung quanh vị trí đồ” Mơ tả thuật tốn[8] - Quy trình đăng ký: Khi ngƣời dùng vào vùng phủ sóng nhà cung cấp dịch vụ, ngƣời dùng đăng ký với nhà cung cấp dịch vụ để đƣợc truy xuất vào dịch vụ mà mong muốn Ngƣời dùng nhập thơng tin để đăng ký nhà cung cấp dịch vụ dựa vị trí gán cho ngƣời dùng userID - Xác thực người dùng: Nhà cung cấp dịch vụ LSP thực việc chứng thực có khách hàng đăng ký dịch vụ Nếu ngƣời dùng đƣợc xác thực, LSP cung cấp danh sách dịch vụ cho khách hàng Và khách hàng lựa chọn dịch vụ số dịch vụ đƣợc liệt kê Danh sách bao gồm tất dịch vụ mà khách hàng đƣợc đăng ký có sẵn khu vực khách hàng Mỗi khu vực có đám mây cung cấp dịch vụ tới khách hàng khách hàng truy cập vào dịch vụ đăng ký trực tiếp từ đám mây Với dịch vụ chƣa đăng ký, khách hàng cần liên lạc tới đám mây có vị trí Điều đƣợc giải thích rõ phần mã giả đƣợc nêu Thuật toán Thuật tốn mơ tả tồn tiến trình làm việc hệ thống Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 67 - Xác định vị trí người dùng: Ở thuật tốn 2, vị trí ngƣời dùng đƣợc xác định thông qua RFID GPS Khi ví trí đƣợc xác định cụ thể, hàng loạt ngƣời dùng vị trí đƣợc tính tốn Thực tính tốn xong, vị trí gắn với ngƣời dùng cụ thể đƣợc gửi tới LSP Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 68 - Tìm kiếm lọc thơng tin xung quanh vị trí: Ở thuật tốn 3, vị trí ngƣời dùng đƣợc trả từ thuật toán đƣợc sử dụng làm tham số để xác định danh sách tất cửa hàng, siêu thị, địa điểm… có khu vực - Trả kết quả: Ở thuật toán 4, số danh sách cửa hàng, siêu thị, trạm xăng…đƣợc liệt kê có khu vực đó, LSP kiểm tra xem ngƣời dùng có quyền sử dụng dịch vụ hay khơng Đối với dịch vụ mà ngƣời dùng đƣợc cấp phép, danh sách địa điểm tƣơng ứng đƣợc liệt kê gửi tới khách hàng Mục đích cung cấp dịch vụ dựa vị trí động tăng tính xác thơng tin truy cập đƣợc giới hạn hình điện thoại cách truy cập vào ứng dụng đám mây Mỗi vị trí cho phép cung cấp nhiều dịch vụ Mỗi vị trí có nhiều đám mây Các đám mây lƣu trữ thông tin liên quan tới địa điểm nhƣ: loại địa điểm, địa chỉ… Chúng ta chia toàn hệ thống thành module nhỏ khác hệ thống Trên yêu cầu toán cho hệ thống LBS chuẩn mực Tuy nhiên, khuôn khổ luận văn nhƣ hạn chế tài chính, phƣơng tiện kỹ thuật, tác giả phát triển đƣợc nội dung hoạt động hệ thống mà bỏ qua bƣớc đăng nhập, xác thực ngƣời dùng khuôn viên, khu vực định Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 69 3.2.2 Phân tích hệ thống Với yêu cầu toán,hệ thống cần đáp ứng đƣợc yêu cầu sau: - Sử dụng cơng nghệ điện tốn đám mây để phát triển hệ thống - Có chức ứng dụng đồ số - Có nguồn liệu riêng bên cạnh nguồn liệu Google điểm đặt siêu thị, nhà hàng, trạm xăng, ATM… cung cấp chức quản trị nguồn liệu riêng - Cho phép chuyển đổi khoảng cách địa lý (tọa độ: kinh độ, vĩ độ) khoảng cách hình học (kilomet) - Việc tìm kiếm địa điểm theo yêu cầu cho phép lấy liệu từ đám mây để trả kết - Việc sử dụng hệ thống thiết bị cầm tay di động cần có định vị GPS có kết nối mạng (GPRS, 3G Wifi); thiết bị sử dụng trình duyệt u cầu có kết nối mạng Internet 3.2.3 Thiết kế hệ thống Với toán đặt đƣợc phân tích trên, hệ thống thiết kế chia làm 02 module bao gồm: Module Server Module Client, đó:  Module Server: ứng dụng web (web application) cung cấp dịch vụ khai thác liệu đƣợc chạy trực tuyến Internet, có khả năng: - Truy vấn thơng tin vị trí điểm có siêu thị, nhà hàng, trạm xăng… - Lƣu trữ quản lý thông tin địa lý điểm có siêu thị, nhà hàng, trạm xăng… - Cập nhật liệu cho hệ thống - Đƣợc đặt máy chủ Google, đƣợc cài đặt trì thông qua GAE Công nghệ sử dụng: Java Serverlet, Javascript, Google Maps Javascript API v3, Google Maps Services, Google Cloud Datastore API  Module Client:là ứng dụng dạng apk chạy thiết bị di động cài đặt hệ điều hành Android có khả năng: - Cung cấp thơng tin vị trí - Cho phép tìm kiếm theo yêu cầu xung quanh vị trí Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 70 - Dẫn đƣờng đến vị trí ngƣời dùng mong muốn - Đƣợc cài đặt dƣới dạng ứng dụng Android Sơ đồ mơ hình hệ thống đƣợc mơ tả nhƣ hình 3.1 dƣới đây: Hình 1: Mơ hình hệ thống 3.2.3.1 Cơng cụ sử dụng Hệ thống đƣợc phát triển tảng công nghệ sau: Công nghệ lƣu trữ: Trong phần demo tác giả sử dụng hệ thống quản lý liệu phẳng Google Cloud Datastore Là công nghệ quản lý liệu dạng đối tƣợng miễn phí, ln sẵn sàng ngƣời dùng Cơng nghệ lập trình giao tiếp với CSDL Cloud Datastore: Java Servlet thành phần đƣợc sử dụng để phát triển chƣơng trình dịch vụ Java phía máy chủ Các Servlet chƣơng trình Java thực ứng dụng Server (tên gọi “Servlet” gần giống “Applet” phía máy Client) để trả lời cho yêu cầu Client Các Servlet không bị ràng buộc chặt với giao thức Client-Server cụ thể cả, nhƣng giao thức thƣờng đƣợc sử dụng HTTP, vậy, nói tới Servlet nghĩa nói tới HTTP Servlet Servlet phát triển mở rộng CGI để đảm bảo Server thực đƣợc chức Có thể sử dụng Servlet Java để tuỳ chỉnh lại dịch vụ bất kỳ, nhƣ Web Server, Mail Server, v.v Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 71 Web Server hiển thị tƣ liệu đƣợc viết HTML hồi đáp cho yêu cầu ngƣời sử dụng qua HTTP Các tƣ liệu HTML chứa văn đƣợc đánh dấu (định dạng) để trình duyệt nhƣ Google Chrome, Internet Explorer, Netscape… đọc đƣợc.Nhƣ với Serverlet dễ dàng cho phép tác giả giao tiếp với CSDL Google Cloud Datastore, trả liệu cho ngƣời dùng cách nhanh chóng Cơng nghệ lập trình ứng dụng chạy Android: Java ngơn ngữ lập trình dạng lập trình hƣớng đối tƣợng (OOP) Khác với phần lớn ngôn ngữ lập trình thơng thƣờng, thay biên dịch mã nguồn thành mã máy thông dịch mã nguồn chạy, Java đƣợc thiết kế để biên dịch mã nguồn thành bytecode, bytecode sau đƣợc mơi trƣờng thực thi chạy Đặc điểm bật Java không phụ thuộc vào hệ điều hành xử lý Điều cho phép ứng dụng viết Java đƣợc thực hệ điều hành hệ xử lý có hỗ trợ Java Do vậy, đƣợc chọn cho việc xây dựng ứng dụng Android Tuy nhiên ngƣời phát triển ứng dụng Android sử dụng phần nhỏ thƣ viện J2EE đƣợc xem máy ảo Dalvik 3.2.3.2 Biểu đồ Ca sử dụng (Use case) hệ thống a Các tác nhân pha sử dụng Hệ thống có hai nhóm tác nhân Nhà quản trị (Admin) Ngƣời dùng cuối (Thiết bị) Trong đó: - Nhà quản trị (Admin): có nhiệm vụ quản trị tồn hệ thống, cập nhật chỉnh sửa liệu cửa hàng, trạm xăng, ATM, liệu Ngƣời dùng cuối Nhà quản trị nhóm tác nhân có quyền sử dụng cao hệ thống, có pha sử dụng nhƣ sau: + Đăng nhập + Quản trị liệu cửa hàng, trạm xăng, siêu thị… + Tìm kiếm thơng tin + Hiển thị đồ + Quản lý trang tin - Ngƣời dùng cuối (Thiết bị): nhóm tác nhân đƣợc sử dụng chức hệ thống thông qua thiết bị di động có GPS Internet Nhóm Ngƣời dùng cuối có pha sử dụng nhƣ sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 72 + Truy vấn địa điểm thông tin địa điểm đồng thời dẫn đƣờng tới điểm Biểu đồ Use case tổng quát tồn hệ thống đƣợc mơ tả nhƣ hình 3.3: b Biểu đồ Ca sử dụng Quản trị liệu địa điểm Hình 2: Biểu đồ ca sử dụng quản trị liệu địa điểm c Biểu đồ Ca sử dụng Hiển thị đồ Hình 3: Biểu đồ ca sử dụng hiển thị đồ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 73 d Biểu đồ Ca sử dụng Truy vấn địa điểm Hình 4: Biểu đồ ca sử dụng truy vấn địa điểm 3.2.3.3 Biểu đồ triển khai hệ thống Hệ thống đƣợc triển khai nút Server Client Các thành phần cài đặt Server tồn sử dụng tảng điện tốn đám mây Google (Google Cloud) Nó bao gồm module cung cấp liệu địa điểm dạng JSON cho Client, module cập nhật liệu địa điểm cho ngƣời quản trị liệu, module Cơ sở liệu địa điểm để lƣu liệu Cloud Datastore Ở phía Client thiết bị smartphone dùng hệ điều hành Android đƣợc cài đặt module module Cập nhật thơng tin vị trí, module Tùy chọn tiêu chí tìm kiếm, module Hiển thị đồ số, module Dẫn đƣờng đồ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 74 Hình 5: Biểu đồ triển khai hệ thống 3.2.3.4 Thiết kế sở liệu Hình 6: Quan hệ đối tượng sở liệu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 75 3.3 Cài đặt toán giao diện chƣơng trình 3.3.1 Thu thập liệu Việc thu thập liệu nhằm xác định thông số cần thiết cho thực thể (các ATM, siêu thị, trạm xăng…) theo cấu trúc xác định trƣớc Đặc biệt liệu quan trọng vị trí địa lý thực thể (kinh độ, vĩ độ) Đầu thu đƣợc công việc bảng chứa thông số cần thiết tất thực thể Tập liệu thử nghiệm đƣợc tác giả lựa chọn địa điểm siêu thị, ATM, trạm xăng… vịng bán kính 5km xung quanh Trung tâm Cơng nghệ phần mềm Hải Phòng ID Tên địa điểm Kinh độ (Latitude) Vĩ độ (Longtitude) 20.840957509689275 106.70201629400253 DTNhung 20.82658926596152 106.73152327537537 DTNhung 20.840960158808333 106.70166353784225 DTNhung Khách sạn Hải Phòng 20.841961132900973 106.70180439949036 DTNhung ATM ACB 20.8391069149684 106.69756650924683 DTNhung ATM Agribank 20.834681814489382 106.69677257537842 DTNhung 20.83263623477575 106.7023515701294 DTNhung HSP 10 Khách sạn Hữu Nghị Nhà hàng Quốc tế Hƣớng Dƣơng Cửa hàng xăng dầu khu vực User Siêu thị BigC 20.831141828475154 106.71946406364441 DTNhung Siêu thị Metro 20.828865564420628 106.73372268676758 DTNhung 20.823831589587815 106.73190951347351 DTNhung Nhà hàng Trung Hoa dinh dƣỡng Bảng 1: Tập liệu thử nghiệm 3.3.2 Giao diện chƣơng trình Giao diện Server Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 76 Tác giả tạo lập ứng dụng Google App Engine đặt tên LBSinCloud Đồng thời, xây dựng website quản lý liệu hệ thống LBSinCloud, website có tên miền đƣợc Google App Engine cung cấp http://2-dotdtnlbsincloud.appspot.com/#positionplacecho phép ngƣời sử dụng đƣa liệu lên CSDL Google Cloud Datastore trả lại cho ngƣời dùng liệu dạng JSON Hình 7: Giao diện web – Đăng nhập hệ thống Hình 8: Giao diện cập nhật địa điểm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 77 Giao diện Client Tác giả xây dựng ứng dụng chạy di động cho tảng hệ điều hành Android 4.0 trở lên Mục tiêu ứng dụng lấy liệu Cloud Datastore dƣới dạng JSON, từ trả lại kết tìm kiếm dựa vị trí ngƣời dùng tƣơng ứng với yêu cầu tìm kiếm (loại địa điểm, bán kính) Ngƣời dùng lựa chọn địa điểm mong muốn hệ thống có nhiệm vụ dẫn đƣờng từ vị trí tới đích.Hệ thống hiển thị có chấp nhận sai lệch phạm vi bán kính 20m đến 30m Hình 9: Tìm nhà hàng có phạm vi 6km, trả kết dẫn đường Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 78 KẾT LUẬN Trong trình thực hiện, luận văn đạt đƣợc kết sau: Kết đạt được: Tổng quát hóa lý thuyết dịch vụ dựa vị trí LBS, cơng nghệ điện tốn đám mây (Cloud Computing) nói chung cơng nghệ điện tốn đám mây Google - Google App Engine nói riêng Tổng hợp kiến trúc sở liệu phân tán, mô hình tổ chức liệu đám mây Đã làm rõ kiến trúc tích hợp điện tốn đám mây LBS, phân tích khác biệt ƣu điểm kiến trúc so với kiến trúc truyền thống Tác giả thực xây dựng thành công hệ thống LBS tích hợp cơng nghệ điện tốn đám mây Google việc xây dựng đƣợc ứng dụng web cho phép giao tiếp với CSDL Google để nhập quản lý thơng tin vị trí thông tin liên quan, đồng thời xây dựng đƣợc ứng dụng chạy thiết bị di động chạy hệ điều hành Android kết nối với CSDL Google cho tốn tìm kiếm điểm đặt cột ATM, nhà hàng, siêu thị, trạm xăng… xung quanh vị trí đồ (vị trí ngƣời dùng) Tác giả đánh giá sơ tác động hệ thống với xã hội, từ có nhìn tổng quát cho hƣớng phát triển hệ thống đề xuất Hạn chế luận văn: Do thời gian kinh nghiệm tác giả hạn chế, hoạt động hệ thống tích hợp LBS điện toán đám mây chƣa đƣợc đánh giá thực tiễn mà đƣợc thử nghiệm CSDL chuẩn mực Hướng phát triển luận văn: Trong thời gian tới tác giả tiếp tục nghiên cứu để hồn thành phần cịn thiếu giới hạn thời gian, làm luận văn tơi chƣa hồn thành đƣợc, cụ thể: Luận văn phát triển theo hƣớng cung cấp hệ thống dịch vụ LBS hoàn chỉnh Google App Engine nhằm mục đích ứng dụng vào thực tế phục vụ cho công ty vận tải Cài đặt thêm thuật tốn tìm kiếm nhằm tối ƣu truy vấn, cung cấp câu truy vấn nâng cao Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đặng Văn Đức (2001), “Hệ thống thông tin địa lý”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Đặng Văn Đức, Nguyễn Tiến Phƣơng, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Sơn, Trần MạnhTrƣờng (2008), “Một số kỹ thuật áp dụng việc phát triển mơ hình dịch vụ sở vị trí địa lý”, Báo cáo khoa học Hội nghị khoa học ICT.rda08, Hà Nội Tiếng Anh [3] Ahmed El-Rabbany (2002), Introduction to GPS – The Global Positing System, Artech House, Boston [4] Rajkumar Buyya, Chee Shin Yeo, and Srikumar Venugopal (2008), “MarketOriented Cloud Computing: Vision, Hype, and Reality for Delivering IT Services as Computing Utilities”, International Conference on High Performance Computing [5] Cloud Security Alliance (12/2009), “Security Guidance for Critical Areas of Focus in Cloud Computing V2.1” [6]Ian Foster, Yong Zhao, Ioan Raicu, Shiyong Lu (2008), “Cloud Computing and Grid Computing 360-Degree Compared”, Grid Computing Environments Workshop [7]Thamer Abulleif,Abdulwahab Al-Dossary, “Location Based Services (LBS)”, Surveying Services Division, Saudi Aramco Dhahran, Saudi Arabia [8] Keerthi S Shetty, Sanjay Singh, “Cloud Based Application Development for Accessing Restaurant Information on Mobile Device using LBS”, Department of Information and Communication Technology Manipal Institute of Technology, Manipal University, Manipal-576104, India [9] Balqies Sadoun, Omar Al-Bayari (2007), “Location based services using geographical information systems” [10] Stefan Steiniger, Moritz Neun and Alistair Edwardes (2006), “Lecture Notes on LBS”, Foundations of Location Based Services, V 1.0 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... 51 2.5 Nghiên cứu mơ hình tổ chức liệu đám mây 51 2.6 Nghiên cứu kiến trúc tích hợp điện toán đám mây LBS .57 2.6.1 Kiến trúc chung 57 2.6.2 Chức hệ thống 59... Điện tốn đám mây, lợi ích hạn chế áp dụng Điện toán đám mây thực tiễn Chƣơng 2: Kiến trúc tích hợp điện toán đám mây LBS Tổng quan nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cơng nghệ Google App... vụ LBS 27 1.8 Điện toán đám mây 28 1.8.1 Khái niệm chung điện toán đám mây .28 1.8.2 Các tính chất điện toán đám mây 30 1.8.3 Kiến trúc, mơ hình thành phần điện toán