3.2.1 Thu thập dữ liệu trong LBS
Những hệ thống định vị khác nhau cung cấp dữ liệu định vị với những đặc trưng khác nhau. Dưới đây là một số thuộc tính của bộ dữ liệu định vị trong LBS
Hệ tọa độ : Có 2 loại
+ Vĩ độ, kinh độ và cao độ (LLA) sử dụng 2 góc và một chiều cao.
+ Hệ thống sử dụng tọa độ Đề Các với gốc tọa độ O là trọng tâm của trái đất
Phạm vi : Một hệ thống định vị có phạm vi bao phủ nhất định. Phạm vi thực tế của 1 hệ thống định vị có thể nhỏ hơn so với phạm vi mà hệ thống có thể cung cấp.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Ví dụ : Hệ thống định vị trong nhà phạm vi cung cấp cho ứng dụng có thể là toàn bộ tòa nhà hay 1 góc nhất định nào đó của tòa nhà (Tại 1 số phòng nào đó không được trang bị hệ thống nó sẽ nằm ngoài vùng phạm vi của hệ thống).
Sự chính xác : Một hệ thống định vị không thể lúc nào cũng cho kết quả chính xác tuyệt đối, sự không chính xác này do những điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, điều kiện khí quyển,…
Thu thập dữ trong LBS
Dữ liệu trong các dịch vụ trên nền định vị LBS được cập nhật từ những hệ thống như GPS, GIS,…. Dữ liệu ở đây bao gồm các hệ thống, dịch vụ và thông tin trên bề mặt trái đất.
3.2.2 Sự trao đổi dữ liệu trong di động
Sự trao đổi dữ liệu trong Ứng dụng LBS được thực hiện theo 2 cách : đồng bộ và không đồng bộ
Phương pháp đồng bộ
Khi người người dùng gửi một yêu cầu định vị cụ thể nào đó đến các nhà cung cấp dịch vụ và sẽ nhận được câu trả lời ngay
Phương pháp không đồng bộ
Ngườid sử dụng dịch vụ LBS cần đăng ký trước các dịch vụ, sự kiện cần quan tâm và chỉ khi nào có sự kiện xảy ra thì các nhà cung cấp mới tự động kích hoạt gửi thông tin định vị tới cho người dùng
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Phần II Ứng dụng
Chương 4 Giới thiệu về công cụ lập trình và phần mềm MIDP 4.1 Tổng quan về lập trình J2ME và MIDP
4.1.1 Lịch sử phát triển
Công nghệ Java cho công nghiệp di động (Java Technology Wireless Industry ] JTWI) ngày càng phát triển và thu hút sự quan tâm của nhiều người. Nhằm đáp ứng nhu cầu này, Tin CNTT mở chuyên mục J2ME Tutorial cố gắng đề cập đầy đủ nhiều khía cạnh của công nghệ Java cho di động. J2ME được phát triển từ kiến trúc Java Card, Embeded Java và Personal Java của phiên bản Java 1.1. Đến sự ra đời của Java 2 thì Sun quyết định thay thế Personal Java và đươc gọi với tên mới là Java 2 Micro Edition, hay viết tắt là J2ME.
Lý do chọn J2ME
Java ban đầu được thiết kế dành cho các máy với tài nguyên bộ nhớ hạn chế. Thị trường của J2ME được mở rộng ra cho nhiều chủng loại thiết bị như:
• Các loại thẻ cá nhân như Java Card
• Máy điện thoại di động
• Máy PDA (Personal Digital Assistant ] thiết bị trợ giúp cá nhân)
• Các hộp điều khiển dành cho tivi, thiết bị giải trí gia dụng … 4.1.2 Khái quát các lớp (tầng) của J2ME
Mục tiêu của J2ME là cho phép người lập trình viết các ứng dụng độc lập với thiết bị di động, không cần quan tâm đến phần cứng thật sự. Để đạt được mục tiêu này, J2ME được xây dựng bằng các tầng (layer) khác nhau để giấu đi việc thực hiện phần cứng khỏi nhà phát triển. Sau đây là các tầng của J2ME được xây dựng trên CLDC:
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Hình 4.1: Các tầng của CLDC J2ME Tầng phần cứng thiết bị (Device Hardware Layer)
Đây chính là thiết bị di động thật sự với cấu hình phần cứng của nó về bộ nhớ và tốc độ xử lý. Dĩ nhiên thật ra nó không phải là một phần của J2ME nhưng nó là nơi xuất phát. Các thiết bị di động khác nhau có thể có các bộ vi xử lý khác nhau với các tập mã lệnh khác nhau. Mục tiêu của J2ME là cung cấp một chuẩn cho tất cả các loại thiết bị di động khác nhau.
Tầng máy ảo Java (Java Virtual Machine Layer)
Khi mã nguồn Java được biên dịch nó được chuyển đổi thành mã bytecode. Mã bytecode này sau đó được chuyển thành mã ngôn ngữ máy của thiết bị di động. Tầng máy ảo Java bao gồm KVM (K Virtual Machine) là bộ biên dịch mã bytecode có nhiệm vụ chuyển mã bytecode của chương trình Java thành ngôn ngữ máy để chạy trên thiết bị di động. Tầng này cung cấp một sự chuẩn hóa cho các thiết bị di động để ứng dụng J2ME sau khi đã biên dịch có thể hoạt động trên bất kỳ thiết bị di động nào có J2ME KVM.
Tầng cấu hình (Configuration Layer)
Tầng cấu hình của CLDC định nghĩa giao diện ngôn ngữ Java (Java language interface) cơ bản để cho phép chương trình Java chạy trên thiết bị di động. Đây là một tập các API định nghĩa lõi của ngôn ngữ J2ME. Lập trình viên có thể sử dụng các lớp và phương thức của các API này tuy nhiên tập các API hữu dụng hơn được chứa trong tầng hiện trạng (profile layer).
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Tầng hiện trạng hay MIDP (Hiện trạng thiết bị thông tin di động]Mobile Information Device Profile) cung cấp tập các API hữu dụng hơn cho lập trình viên. Mục đích của hiện trạng là xây dựng trên lớp cấu hình và cung cấp nhiều thư viện ứng dụng hơn. MIDP định nghĩa các API riêng biệt cho thiết bị di động. Cũng có thể có các hiện trạng và các API khác ngoài MIDP được dùng cho ứng dụng. Ví dụ, có thể có hiện trạng PDA định nghĩa các lớp và phương thức hữu dụng cho việc tạo các ứng dụng PDA (lịch, sổ hẹn, sổ địa chỉ,…). Cũng có thể có một hiện trạng định nghĩa các API cho việc tạo các ứng dụng Bluetooth. Thực tế, các hiện trạng kể trên và tập các API đang được xây dựng. Chuẩn hiện trạng PDA là đặc tả JSR ] 75 và chuẩn bluetooth API là đặc tả JSR ] 82 với JSR là viết tắt của Java Specification Request.
4.1.3 Kiến trúc của J2ME
Hình 4.2: Sơ đồ kiến trúc của J2ME 4.1.3.1 Máy ảo Java(hay KVM)
Vai trò của máy ảo Java hay KVM là dịch mã bytecode được sinh ra từ chương trình Java đã biên dịch sang ngôn ngữ máy. Chính KVM sẽ chuẩn hóa output của các chương trình Java cho các thiết bị di động khác nhau có thể có bộ vi xử lý và tập lệnh khác nhau. Không có KVM, các chương trình Java phải được biên dịch thành tập lệnh cho mỗi thiết bị di động. Như vậy lập trình viên phải xây dựng nhiều đích cho mỗi loại thiết bị di động. Tiến trình xây dựng ứng dụng MIDlet hoàn chỉnh và vai trò của KVM.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Hình 4.3: Mô tả tiến trình xây dựng MIDlet 4.1.3.2 Tầng Configuration Level
Là đặc tả định nghĩa một môi trường phần mềm cho một dòng các thiết bị được phân loại bởi tập hợp các đặc tính, ví dụ như:
• Kiểu và số lượng bộ nhớ
• Kiểu và tốc độ bộ vi xử lý
• Kiểu mạng kết nối
Do đây là đặc tả nên các nhà sản xuất thiết bị như Samsung, Nokia …bắt buộc phải thực thi đầy đủ các đặc tả do Sun qui định để các lập trình viên có thể dựa vào môi trường lập trình nhất quán và thông qua sự nhất quán này, các ứng dụng được tạo ra có thể mang tính độc lập thiết bị cao nhất có thể. Hiện nay Sun đã đưa ra 2 dạng Configuration:
CLDC (Connected Limited Device Configuration[Cấu hình thiết bị kết nối giới hạn): Được thiết kế để nhắm vào thị trường các thiết bị cấp thấp (low]end), các thiết bị này thông thường là máy điện thoại di động và PDA với khoảng 512 KB bộ nhớ. Vì tài nguyên bộ nhớ hạn chế nên CLDC được gắn với Java không dây (Java Wireless ), dạng như cho phép người sử dụng mua và tải về các ứng dụng Java, ví dụ như là Midlet.
CDC [ Connected Device Configuration (Cấu hình thiết bị kết nối): CDC được đưa ra nhắm đến các thiết bị có tính năng mạnh hơn dòng thiết bị thuộc CLDC nhưng vẫn yếu hơn các hệ thống máy để bàn sử dụng J2SE. Những thiết bị này có nhiều
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
bộ nhớ hơn (thông thường là trên 2Mb) và có bộ xử lý mạnh hơn. Các sản phẩm này có thể kể đến như các máy PDA cấp cao, điện thoại web, các thiết bị gia dụng trong gia đình …
4.1.3.3 Tầng Profile Level
Profile mở rộng Configuration bằng cách thêm vào các class để bổ trợ các tính năng cho từng thiết bị chuyên biệt. Cả 2 Configuration đều có những profile liên quan và từ những profile này có thể dùng các class lẫn nhau. Đến đây ta có thể nhận thấy do mỗi profile định nghĩa một tập hợp các class khác nhau, nên thường ta không thể chuyển một ứng dụng Java viết cho một profile này và chạy trên một máy hỗ trợ một profile khác. Cũng với lý do đó, bạn không thể lấy một ứng dụng viết trên J2SE hay J2EE và chạy trên các máy hỗ trợ J2ME. Sau đây là các profile tiêu biểu:
Mobile Information Device Profile (MIDP): Profile này sẽ bổ sung các tính năng như hỗ trợ kết nối, các thành phần hỗ trợ giao diện người dùng … vào CLDC. Profile này được thiết kế chủ yếu để nhắm vào điện thọai di động với đặc tính là màn hình hiển thị hạn chế, dung lượng chứa có hạn. Do đó MIDP sẽ cung cấp một giao diện người dùng đơn giản và các tính năng mạng đơn giản dựa trên HTTP. Có thể nói MIDP là profile nổi tiếng nhất bởi vì nó là kiến thức cơ bản cho lập trình Java trên các máy di động (Wireless Java).
4.1.4 Giới thiệu về MIDP Định nghĩa Định nghĩa
Đây là Profile được định nghĩa dành riêng cho các thiết bị di động và là thành phần chính trong J2ME. MIDP cung cấp các chức năng cơ bản cho hầu hết các dòng thiết bị di động phổ biến nhất như các máy điện thoại di động và các máy PDA. Tuy nhiên MIDP không phải là cây đũa thần cho mọi lập trình viên vì như chúng ta đã biết, MIDP được thiết kế cho các máy di động có cấu hình thấp
Những chức năng MIDP cung cấp
Các lớp và kiểu dữ liệu : Các lớp trong gói java.unit như Stack, Vector, Hastable cũng như Enumeration.
Hỗ trợ đối tượng Display : Một chương trình MIDPsẽ hỗ trợ duy nhất một đối tượng Display, đối tượng quản lý việc hiển thị dữ liệu trên màn hình điện thoại .
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Hỗ trợ Form và các giao diện người dùng. Hỗ trợ Timer và Alert.
Cung cấp tính năng Record Management System (RMS) cho việc lưu trữ dữ liệu.
Tháng 11 năm 2003 Sun đã tung ra MIDP 2.0 với hàng loạt tính năng khác được cung cấp thêm so với bản 1.0.
MIDP cung cấp các API cho phép thay đổi trạng thái chu kỳ sống ứng dụng, đồ hoạ (mức cao, mức thấp), tuyến đoạn, timer, lưu trữ bền vững và mạng.
Những cải tiến nổi bật so với MIDP 1.0 :
Nâng cấp các tính năng bảo mật như : Download qua mạng an toàn hơn qua việc hỗ trợ giao thức HTTPS, kiểm soát việc kết nối giữa máy di động và Server
Thêm các API hỗ trợ Multimedia. Cải tiến hẫp dẫn nhất của MIDP 2.0 là tập các API Media, các API này là một tập con chỉ hỗ trợ âm thanh của Mobile Media API (MMAPI).
Mở rộng tính năng của Form. Nhiều cải tiến được đưa vào API javax.microedition.lcdui trong MIDP 2.0, nhưng các thay đổi lớn nhất ngoài (API cho game) là Form và Item
Hỗ trợ các lập trình viên Game bằng cách tung ra Game API.Với MIDP 1.0 thì các lập trình viên phải tự mình viết code để quản lý các hành động của nhân vật cũng như quản lý đồ họa. Việc này sẽ làm tăng kích thước file của sản phẩm cũng như việc xuất hiện các đoạn mã bị lỗi. Được hưởng lợi nhất từ Game API trong MIDP 2.0 không chỉ là các lập trình viên Game mà còn là các lập trình viên cần sử dụng các tính năng đồ họa cao cấp. Ý tưởng cơ bản của Game API là việc giả định rằng một màn hình game là tập hợp các layer (lớp). Ví dụ như: trong một game đua xe thì màn hình nền là một layer, con đường là một layer và chiếc xe được xem như đang nằm trên layer khác. Với Game API nhà phát triển còn được cung cấp các tính năng như quản lý các thao tác bàn phím.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Hỗ trợ kiểu ảnh RGB: một trong những cải tiến hấp dẫn cho các nhà phát triển MIDP là việc biểu diễn hình ảnh dưới dạng các mảng số nguyên, cho phép MIDlet thao tác với dữ liệu hình ảnh một cách trực tiếp.
Những chức năng MIDP không thực hiện được
Phép tích dấu phảy động : Phép tính này đòi hỏi rất nhiều tài nguyên CPU và phần lớn các CPU cho thiết bị di động không hỗ trợ phép tính này, do đó MIDP cũng không có.
Bộ nạp lớp
Hỗ trợ từ khoá finalize() như trong J2SE : Việc dọn dẹp tài nguyên trước khi nó bị xoá được đẩy về phía các lập trình viên.
Không hỗ trợ JNI
Hỗ trợ hạn chế thao tác bắt lỗi.
Phần lớn các API cho Swing và AWT không thể sử dụng được trong MIDP
Không hỗ trợ các tính năng quản lý file và thư mục 4.2 Môi trường phát triển J2ME
Một môi trường phát triển tích hợp (IDE) nhằm để cải thiện năng suất của lập trình viên bằng cách cung cấp một tập các công cụ lập trình tích hợp thông qua một giao diện người dùng đồ hoạ (GUI).
Một IDE cho J2ME cần phải cung cấp các tiện ích sau :
Quản lý Project : Quản lý các tập tin nguồn và các thông số MIDlet Trình soạn thảo : Soạn thảo mã nguồn và các tài nguyên
Build (Biên dịch ) :
+ obfuseate (tuỳ chọn): Sẽ loại bỏ các thông tin không cần thiết trong class (như tên của các biến cục bộ, các lớp, phương thức). Ngoài việc bảo vệ mã nguồn obfuseate làm giảm kích thước của các tập tin class làm cho kích thước của tập tin JAD cũng giảm đi
+ pre – verify : Tiền kiểm tra
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Giả lập (emulation ) : Thực thi các MIDlet với một trình giả lập Gỡ rối (debugger) : Gỡ rối MIDlet
Các J2ME IDE phổ biến và nổi tiếng sau : Sun J2ME Wireless Toolkit 2.5 Borland Jbuilder
NetBeans IDE
Eclipse với EclipseME plug – in
Sun J2ME Wireless Toolkit 2.5 (WTK)
WTK là một bộ công cụ phát triển Java J2ME (Java Development Kit ] JDK) cung cấp cho các lập trình viên môi trường giả lập, công cụ, tài liệu và các ví dụ cần thiết để phát triển các Ứng dụng MIDP.
WTK không phải là một IDE hoàn chỉnh, vì nó đã bỏ các tính năng soạn thảo và gỡ rối vốn được xem là bắt buộc phải có trong một IDE. Nhưng KToolbar được cung cấp trong bộ WTK là một môi trường phát triển tối thiểu cung cấp một GUIdành cho việc biên dịch, đóng gói và thực thi các ứng dụng MIDP.
WTK 2.5 cung cấp các bộ giả lập đã được cải tiến với các tính năng giả lập monitor và debug mới. Có một cơ chế được thêm vào tiến trình build của KToolbar để cho phép việc tích hợp và thực thi bộ obfuseate Java byte code khi đóng gói MIDlet suite 4.3 Một số phần mềm và công nghệ sử dụng trong ứng dụng
Ngôn ngữ lập trình java
Phần mềm lập trình Eclipse J2ME Bộ mô phỏng MIPlet
Cơ sở dữ liệu MySQL Thư viện lập trình J2ME
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Chương 5 Phát triển ứng dụng
5.1 Sơ đồ giải pháp chung cho Ứng dụng Location Based Services
Trạm thu phát sóng Máy định vị Người sử dụng Bộ CSDL Vệ tinh GPS Bản đồ số Bản đồ số Truyền trực tiếp
Truyền gián tiếp Ghi chú
Hình 5.1. Mô hình chung cho ứng dụng LBS 5.2 Đặt vấn đề cho ứng dụng
Hiện nay, đất nước ta đang trên đà phát triển hướng tới mục tiêu công nghiệp hoá