Trong mô hình Independent BSS, các Client liên lạc trực tiếp với nhau mà không phải thông qua AP nhưng phải trong phạm vi cho phép. Mạng nhỏ nhất theo chuẩn 802.11 này bao gồm 2 máy liên lạc trực tiếp với nhau. Thông thường mô hình này được thiết lập bao gồm một số Client được cài đặt dùng cho một mục đích cụ thể trong khoảng thời gian ngắn. Khi mà sự liên lạc kết thúc thì mô hình IBSS này cũng được giải phóng. Mô hình IBSS còn được gọi với tên là mạng ad]hoc. Hình dưới đây mô tả cách thức hoạt động của mạng ad]hoc.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Hình 2.10. Mô hình mạng độc lập Hoạt động của mô hình Independent BSS/ Ad[hoc
Các nút di động(máy tính có hỗ trợ card mạng không dây) tập trung lại trong một không gian nhỏ để hình thành nên kết nối ngang cấp (peer]to]peer) giữa chúng. Các nút di động có card mạng wireless là chúng có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau , không cần phải quản trị mạng.
Ứng dụng của mạng
Vì các mạng ad]hoc này có thể thực hiện nhanh và dễ dàng nên chúng thường được thiết lập mà không cần một công cụ hay kỹ năng đặc biệt nào vì vậy nó rất thích hợp để sử dụng trong các hội nghị thương mại hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời.
Hạn chế của mạng
Vùng phủ sóng bị giới hạn, mọi người sử dụng đều phải nghe được lẫn nhau. 2.4.4.2 Mô hình mạng cơ sở BSS/Infracstructure BSS
Trong mô hình Infrastructure BSS các Client muốn liên lạc với nhau phải thông qua một thiết bị đặc biệt gọi là Access Point (AP). AP là điểm trung tâm quản lý mọi sự giao tiếp trong mạng, khi đó các Client không thể liên lạc trực tiếp với nhau như trong mạng Independent BSS. Để giao tiếp với nhau các Client phải gửi các Frame dữ liệu đến AP, sau đó AP sẽ gửi đến máy nhận.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Hình 2.11. Mô hình mạng cơ sở 2.4.4.3 Mô hình mạng mở rộng ESS/Extend Service Set
Nhiều mô hình BSS kết hợp với nhau gọi là mô hình mạng ESS. Là mô hình sử dụng từ 2 AP trở lên để kết nối mạng. Khi đó các AP sẽ kết nối với nhau thành một mạng lớn hơn, phạm vi phủ sóng rộng hơn, thuận lợi và đáp ứng tốt cho các Client di động. Đảm bảo sự hoạt động của tất cả các Client.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Chương 3 Nền tảng phát triển dịch vụ LBS 3.1 Nền tảng phát triển ứng dụng MiddleWare 3.1.1 Giới thiệu chung
Sự phổ biến của thiết bị di động và công nghệ định vị như GPS làm gia tăng thêm sự quan tâm đến những ứng dụng trên nền định vị. Những ứng dụng như vậy sử dụng thiết bị định vị để xác định thông tin hoặc dịch vụ của người sử dụng.
Những dịch vụ và ứng dụng trên nền định vị đặc biệt hữu ích trong môi trường sử dụng di động. Tuy nhiên, môi trường sử dụng di động thực chất rất hỗn tạp, công nghệ mạng khác nhau có thể cùng được sử dụng, giống như GPRS và 802.11. Thách thức cho những nhà nghiên cứu và phát triển công nghệ là xây dựng một cấu trúc (nền tảng công nghệ) chung cho phép phát triển những ứng dụng trên di động.
Trong một hội thảo gần đây, những nhà nghiên cứu về sử dụng di động kết luận đa số môi trường di động cung cấp cấu trúc gần giống MiddleWare cho phép truyền thông như Client – Server .
Varshney và Vetter tranh luận và đưa ra rằng Middleware là nền tảng cho phép phát triển những ứng dụng di động độc lập hoặc các phương tiện truyền thông.
Một số nền tảng Middleware được phát triển cho việc phát triển ứng dụng trên di động. Mặc dù nền tảng Middleware có chung mục đích cho phát triển những ứng dụng trên nền định vị.
3.1.2 Định nghĩa MiddleWare
Một hệ thống MiddleWare được định nghĩa là một tập hợp những dịch vụ nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển và triển khai những ứng dụng phân tán trong những môi trường không đồng nhất.
Một Middleware là một lớp phần mềm được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển và triển khai cho những hệ thống phân tán.
Chẳng hạn, trong môi trường LBS một cấu trúc di động có thể được thực hiện bởi mạng 802.11 hoặc mạng di động tế bào. Bởi vậy những công nghệ định vị được chấp nhận cũng khác nhau, như Cell ID và GPS. Sự lựa chọn các kỹ thuật khác nhau này làm hạn chế sự hợp tác với nhau trong các môi trường di động. Trước tình hình như vậy tập
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
đoàn OpenGIS và Liên minh di động mở (Open Mobile Alliance) đã đưa ra được một vài tiêu chuẩn chung cho những ứng dụng di động
3.1.3 Nền tảng MiddleWare trong LBS
3.1.3.1 Những mô tả, khía cạnh và kiến trúc của MiddleWare LBS
MiddleWare LBS chuyên dụng hơn cho nhiều mục tiêu tương tự nhau. Nó tập chung vào tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển và triển khai những ứng dụng của LBS trong môi trường mạng không đồng nhất .
MiddleWare LBS phải khắc phục được giao thức, công nghệ mạng trong thế giới viễn thông với công nghệ mạng không dây và công nghệ mạng Internet. Đó là phần cơ bản mà MiddleWare LBS phải hợp nhất hệ thống, kết nối qua hệ thống báo hiệu 7 (SS7), công nghệ mạng, mạng Internet và công nghệ không dây .
MiddleWare LBS cũng được triển khai trong các nhà điều hành mạng di động hay nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng.
Trong ngữ cảnh triển khai, MiddleWare LBS kết nối những khách hàng trên thiết bị di động đầu cuối và Internet, nhà cung cấp ứng dụng thứ 3 và nhà điều hành mạng.
Những khía cạnh xử lý của 1 hệ thống LBS
Khía cạnh về không gian : Một MiddleWare LBS phải có khả năng tập hợp thông tin quanh vị trí và những phần tử cố định
Khía cạnh tạm thời : Thông tin định vị thể hiện trong một khoảng thời gian (không phải là vĩnh viễn)
Khía cạnh không chính xác, không đúng và không chắc chắn : LBS phải giải quyết được vấn đề thông tin không chính xác hay sai số liên quan đến những công nghệ định vị vị trí khác nhau.
Khía cạnh về quy mô dung lượng : LBS phải xử lý được dữ liệu quy mô lớn, bởi vậy tính chuyển đổi là một vấn đề rất quan trọng .
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD 3.1.3.2 Kiến trúc của MiddleWare LBS
Hình 3.1. Sơ đồ MiddleWare LBS
MiddleWare LBS bao gồm nhiều lớp khác nhau, nằm giữa tầng Application LBS và Positioning methods – Geographic content & GIS functions. Ứng dụng LBS thông thường bao gồm nhà cung cấp LBS và người dùng.
Trên cùng là Core services :
Lớp ‘Core services’ trong MiddleWare LBS là chức năng xây dựng những khối để xử lý bất kỳ loại thông tin nào như: geocoding, point] of] interest search, navigation data hoặc tính toán khoảng cách.
Core Services xử lý thông tin định vị suy ra từ dịch vụ định vị và nội dung bản đồ sau đó trả lại kết quả cho ứng dụng.
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Management services là một lớp quan trọng trong MiddleWare LBS chịu trách nhiệm về hỗ trợ và điều khiển cho những ứng dụng và liên quan đến core services như : chất lượng dịch vụ, sự riêng tư của dịch vụ, báo cáo, truy vấn ….
Lớp thấp hơn trong MiddleWare LBS là các dịch vụ định vị (Location services) và ngôn ngữ/giao thức trao đổi thông tin địa lý. Giao thức và ngôn ngữ cho trao đổi nội dung địa lý được yêu cầu khi cần tiếp nhận nội dung đến từ một nhà cung cấp nội dung bên ngoài.
3.1.3.3 Tìm hiểu về middleware Open GIS Consortium (OGC)
Tập đoàn Open GIS là một trong những nhà phát triển tiên phong trong việc xây dựng middleware cho ứng dụng LBS, và được biết đến với tên gọi Open GIS Location Services(OpenLS). Thành phần lõi là GeoMobility services, làm việc kết nối giữa ứng dụng và server trong phạm vi cung cấp dịch vụ của nhà cung cấp LBS
Hình 3.2. Sơ đồ của GeoMobility server
GeoMobility server được trang bị một không gian cơ sở dữ liệu cho việc lưu trữ và truy nhập vào nội dung địa lý. Để chọn, middleware có thể được nối tới những cơ sở dữ liệu không gian khác của nhà cung cấp nội dung bên ngoài.
Nhiệm vụ chính của GeoMobility server sẽ điều khiển và thi hành những ứng dụng LBS cài đặt lên server. Phạm vi của những ứng dụng có thể bao gồm bất kỳ loại ứng dụng nào như tra cứu địa điểm quán ăn, dịch vụ dẫn đường, tiếp thị di động …
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Kiến trúc của OpenLS
Hình 3.3. Sơ đồ kiến trúc OpenLS Phiên bản OpenLS Version 1.0 dịch vụ lõi bao gồm các thành phần :
directory service : Dịch vụ Directory cho phép tìm kiếm địa chỉ đường phố, tên địa điểm dịch vụ hoặc nhóm dịch vụ, từ khóa
gateway service : Gửi yêu cầu và nhận dữ liệu định vị từ một GMLC qua MLP geocoder service : Trả về vị trí địa lý của 1 địa chỉ cụ thể (tên đường phố hoặc tên địa điểm dịch vụ)
reverse geocoder service : Chuyển đổi tọa độ không gian thành mô tả về địa điểm có tọa độ tương ứng (Phép chuyển đổi ngược với geocoder).
route service : Được sử dụng để thực thi những ứng dụng dẫn đường. Một đường đi được tính toán từ điềm bắt đầu đến điểm kết thúc
presentation service : Chuyển và hiển thị bản đồ lên màn hình thiết bị di động đầu cuối. Mỗi bản đồ có thể kết hợp nhiều lớp (layer)
Chu trình gửi nhận trong OpenLS
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
+ Thông qua bộ trình duyệt WAP phối hợp với một WAP được uỷ nhiệm định vị trong mạng di động tế bào, thể hiện bằng ký tự A trong sơ đồ
+ Thông qua một ứng dụng J2ME chuyên dụng phía khách (client), thể hiện bằng ký tự B trong sơ đồ
+ Chức năng SMS trên thiết bị đầu cuối phối hợp với một mạng di động tế bào thông qua trung tâm SMS (SMS – C), thể hiện bằng ký tự C trong sơ đồ.
Phụ thuộc vào từng cách thể hiện tương ứng mà ứng dụng gửi yêu cầu thông qua giao thức HTTP, thông báo WSP hay bằng việc gửi 1 SMS.
Hình 3.4. Sơ đồ gửi nhận thông tin trong OpenLS
Trong trường hợp A và B, ứng dụng có lẽ được thực hiện bởi Common Gateway Interface (CGI – giao diện cổng vào chung) của 1 web server, 1 serverlet hay một giải pháp công nghệ mạng.
Trong trường hợp C, ứng dụng kết nối đến SMS]C của nhà điều hành mạng tương ứng theo những giao thức khác nhau
Trong bước tiếp theo, ứng dụng sẽ mã hoá yêu cầu từ người sử dụng Mô hình thông tin của OpenLS
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Những dịch vụ lõi được đề cập trước đó dựa vào mô hình thông tin OpenLS, định nghĩa các ADT để chỉ rõ những phần tử dữ liệu XML được dùng làm tham số đầu vào hay tham số đầu ra của dịch vụ lõi
Định nghĩa về ADT : Cấu trúc dữ liệu có thể chỉ được truy nhập với những thao tác được định nghĩa. Tập hợp những thao tác này được gọi là giao diện và được sinh ra bởi thực thể. Một thực thể với những thuộc tính chỉ mô tả kiểu được gọi một dữ liệu trừu tượng là (ADT).
Position ADT : ADT này được dùng để đại diện cho một không gian định vị
Address ADT : ADT này được dùng để đại diện cho sự mô tả vị trí theo địa chỉ đường phố. Người sử dụng có thể quyết định chỉ rõ một địa chỉ cụ thể hoặc sử dụng một cấu trúc mô tả gần đúng địa chỉ như: tên đường phố, sự giao nhau giữa đường phố, địa điểm, bưu điện,…
PointOfInterest ADT : Cung cấp phương tiện mô tả địa điểm mà người dùng quan tâm.
AreaOfInterest ADT : Đơn giản là một phương tiện để mô tả hình dạng và vị trí của một vùng nhất định nào đó. Nó có thể xác định bởi một đường tròn, hình nhiều cạnh và không chứa bất kỳ thuột tính miêu tả nào.
Location ADT : ADT này là một ADT phụ trừu tượng
RouteSummary ADT : Được dùng để mô tả toàn bộ đặc trưng của 1 tuyến đường, bao gồm cả việc ước lượng thời gian cần để đi hết tuyến đường.
RouteGeometry ADT : ADT này được dùng để đại diện cho một tuyến đường như một danh sách phân đoạn tuyến tính.
RouteInstructionList ADT Map ADT
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
Hình 3.5. Mô hình thông tin OpenLS
3.1.3.4 Các tính năng quản lý của MiddleWare trên nền định vị
Quản lý sự lưu động vốn có với tất cả ứng dụng LBS theo cách hỗ trợ hoạt động không kết nối (connectionless)
Quản lý hàng triệu thông tin khách hàng Quản lý nhà cung cấp dịch vụ thông tin.
Quản lý số lượng lớn nội dung gửi đến hệ thống có chọn lọc, thích ứng và tương quan.
Quản lý tính không ổn định cao của người sử dụng.
Hỗ trợ những khuôn dạng nội dung khác nhau (như XML, HTML, WML hay ASCII)
Hỗ trợ tốc độ của thông tin vào cao (như tin tức, sự định vị, thông tin người sử dụng)
Hỗ trợ những kênh thông báo hỗn tạp (như Email, giao thức Internet, Fax, điện thoại, WAP, SMS) và giao thức giao vận (như UDP, TCP, RMI, SOAP, SMTP, WAP)
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD Hỗ trợ tính sẵn sàng cao
3.1.4 Một số mô hình MiddleWare LBS 3.1.4.1 Mô hình Publish/Subscribe 3.1.4.1 Mô hình Publish/Subscribe
Mô hình Publish/Subscribe là một trong phương thức MiddleWare nổi bật nhất được dùng trong di động. Sự quan trọng của mô hình này là sử dụng một dạng thức truyền thông phù hợp cho sự hoạt động không kết nối và phân phối thông tin hiệu quả.
Mô hình Publish/Subcribe gồm các thành phần cung cấp thông tin về các sự kiện (trong đó bao gồm thông tin về location và các dữ liệu khác) gọi là event producer và một bên là các đối tượng đăng ký để được cung cấp thông tin về các sự kiện mà nó quan tâm gọi là event consumer.
Publish : Là thuật ngữ chỉ thành phần cung cấp thông tin về các sự kiện
Subcribe : Là thuật ngữ chỉ các đối tượng phải đăng ký để được cung cấp thông tin về các sự kiện.
Những đặc trưng chính của mô hình Publish/Subscribe :
Không đồng bộ : Một truyền thông có thể nối tiếp sự kiện nếu nơi đến không sẵn sàng để dùng.
Truyền thông nhiều điểm : Sự truyền thông tin là bản chất bởi vì nhiều hơn một khách hàng có thể đăng ký sự quan tâm cho đồng thời một sự kiện.
Tuyệt đối : Nơi đến thực của những sự kiện là tuyệt đối.( khi biết mục tiêu mà một sự kiện cần gửi đến, sự kiện đó chắc chắn được gửi mục tiêu đó)
Tồn tại của sự kiện : Sự kiện không được lưu lại trong hệ thống sau khi gửi đến người đăng ký.
Những mô hình trên nền nội dung và không gian phụ thuộc là một cách tiếp cận đầy đủ nhất những yêu cầu của một hệ thống trên nền định vị.
a. Mô hình trên nền nội dung
Trong mô hình trên nền nội dung, một sự kiện được thể hiện bằng 1 cặp (thuộc tính, giá trị).
Mô hình này thích hợp cho phân phối thông tin. Ví dụ như một ứng dụng hay một khách hàng có thể nhận được những thông báo về sự thay đồi trạng thái của hệ
Sinh viên TH : Nguyễn Nho Bình – Lớp 49PM2 ĐHXD
thống. Thông tin vị trí là những toạ độ được biểu diễn như: vĩ độ, kinh độ, độ cao. Tương tự như thiết bị di động, thông tin xác định nó là số hiệu
Mô hình hệ thống Publish/Subscribe hỗ trợ những dịch vụ trên nền định vị
Hình 3.6. Mô hình hệ thống Pblish/subscribe Mỗi khối là một thành phần của mô hình Publish/subscribe .
Khối Publish/Subscribe filter engine : Là bộ lọc Publish/subscribe Khối Repository : Là kho dữ liệu.
Khối Notification : Đưa ra thông báo và gửi cho người sử dụng.
Khối Location constraint matching engine : Sự đối sánh có ràng buộc về vị trí.