thiet bị không dây và di đông*
Ngô Lê Minh
Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà nội m inhnl@vnu.edu. vn
Tóm tắt
Truyen thong khong day là một xu thê phát triên và ngày càng phát triển. Hiện tại rất nhiều người sử dụng đa q u e n th u ọ c VƠI các m ạ n g k h ô n g dây, các thiết bị tính toán và truy nhập k h ô n g dây. Họ không còn b| rang buọc bơi day dận trong việc kêt nôi vào mạng và có thể thực hiện các tác vụ mọi lúc mọi nơi su dụng thiet bj di đọng. Các nhà cung câp thiêt bị không dây luôn phát triển các thế hệ thiểt hị cầm tay mới VỚI cac tính năng rât đa dạng và phong phú. Sự đa dạng của các thiết bị di động đã !à một cản trờ lớn cho các hệ thông ứng dụng trong việc phục vụ mọi đối tượng người dùng mặc dù số lượng người sử dụng thiêt b] đi động thường xuyên lớn hơn sô người sử dụng máy tính. Thêm vào đó hiện tại vẫn tồn tại song song m ột sô chuân công nghệ ứng dụng không dây cho thiết bị di động. Trước mát, sự hợp nhất cùa các chuân công nghệ này sệ không xảy ra. Vợi tham vọng cung cấp dịch vụ hay xây dựng hệ thống có thê áp dụng cho mọi loại thiêt bị, nảy sinh ra vấn đề thiết kế và xây dựng hệ thống có khả năng tương thích hay thích ứng với bât kỳ thiêt bị di động nào. Bài báo tìm hiểu sự đa dạng cùa các thiết bị không dây và đưa ra m ột phương pháp phân tích và thiết kế module hướng phù hợp tính năng cho các thiết bị. Bài báo cũng dưạ ra m ột giải pháp cung câp truy nhập đển hệ thống phù hợp nhất với tính năng cùa thiết bị di động, hệ thống phù hợp chức năng.
1. Giới thiệu
Thế giới không dây là một thế giới rộng lớn và rất đa dạng, từ các tiêu chuẩn mạng di động, các ứng dụng, cho d ên các thiêt bị di động. Sự da dạng của thiêt bị di động cân dược quan tâm dên trong những hệ thống có phạm vi bao phù lớn hay các đối tượng được phục vụ cùa hệ thống là rộng. Những hệ thống như thế dần dần sê xuất hiện nhiều hơn. [5] đề cập đến hệ thống thanh toán toàn cầu tạo ra khá năng thanh toán sử dụng điện thoại đi động cho mọi người dùng. [5] cũng nói đến những thách thức của môi trường truyền thông không dây đuợc đặc trưng bởi sự muôn màu muôn vẻ của các thiết bị và các tiêu chuẩn.
Liên quan đến các nhược điểm và ưu điểm của thiết bị không dây, có khá nhiều nghiên cứu về phương pháp thiết kế giao diện người dùng cho thiết bị di động thích nghi với các hạn chế cùa thiết bị
[6] [7]. “
Tính sử dụng của thiết bị không dây được tìm hiêu trong [2], [3], [7]. [2] phân tích các vấn dê then chốt liên quan đến tính sử dụng của các ứng dụng m-commerce. [3] dựa trên các con số khảo sát đê chì ra rằng những hạn chế của thiết bị không dây ảnh hưởng đên tính sử dụng cùa thiết bị. Người dùng vẫn thiên về sử dụng PC để chạy các ứng dụng hơn là dùng thiết bị di động. [7] thào luận về tính sử dụng của các giao diện vào và ra cho thiết bị di động, đề cập đên những nghiên cứu trong vân đê này.
Nội dung cùa bài báo này nói về quá trình hình thành một hệ thông, được gọi là hệ thông phù hợp chức năng, có thể đáp ứng nhu cầu của mọi người sử dụng không dây, bất kề họ được trang bị loại thiết bị di động và công nghệ ứng dụng nào. Sự đa dạng cùa thiêt bị di động và của các chuân ứng dụng không dây là trở ngại chính đối với một hệ thống có thê đáp ứng nhu câu sử dụng cùa mọi người dùng.
Bài báo đưa ra m ộ t phương pháp thiết kế giao diện người dùng cho module chính sau khi được chuyển sang từ m ộ t chức năng hệ thống. Phương pháp thiẽt kê giao diện này hướng vào ứng dụng nghiệp vụ khác với các phương pháp thiết kế khác ví dụ thiên vê việc trình bày thông tin của một trang Web trên m à n hình giói hạn của thiết bị di động.
’ Báo cáo được tlụrc hiện trong khuôn khố đề tài QC.06.04 1
Bài báo được b ỗ tri thành các mục sau đây: 1. Giói thiệu, 2. nói vê Sự đa dạng của thiết bị di của ,các CÔng nghệ ứng duns. khỗn8 dây> 4 - Giai đoạn phân tích. 5 Giãi đoạn thiêt kê modu e: thiêt kẽ giao diện người dùng cho thiết bị di động, 6. trinh bày vê Hệ thống phù hạp chức nãng, 7. Kêt luận.
2. Sự đa dạng cùa các thiết bị di động
Các thiêt bị không dãy và di động được sản xuất ra với một sự phong phú và đa dạng về chủng loại va tinh nang đang kinh ngạc. Đây là loại thiêt bị mang tính cá nhân hóa và phát triển không ngừng tlieo thơi gian. Co rat nhiêu hãng sản xuât thiêt bị di động và bản thân trong mỗi hãng cũng có rầt nhiều dòng san pham khac nhau thích ứng với mọi đôi tượng khách hàng. Yêu cầu đặt ra là phân loại các thiết bị không dây dựa trên các đặc tính về tính năng cùa chung.
Các thiêt b| không dây có thê được chia thành 2 chùng loại chính: thiết bị cầm tay (handheld dcvice) và điện thoại di động (mobile phone hay cell phone).
Diện thoại (li đ ộ n g ( M o b i lc p h o n e hay Ccll ph on e)
Điện thoại di đ ộ n g ngoài chức năng chính điện thoại có thể hỗ trợ các chức năng khác như âm thanh, dạ phương tiện, trao đôi thông điệp, chạy ứng dụng, kết nối. Điện thoại di động đã tiến hóa rất nhanh kẽ từ những chiếc điện thoại di động đầu tiên.
Những chiếc điện thoại hiện đại kết nối với mạng di động iheo các chuẩn như GSỈvi 850/900/1800/1900, U M TS, HSDPA 850/1900/2100, AMPS 800, CDMA 800/1900 ... Chúng có kích thước thay đôi, từ những chiêc rât nhỏ cho đên chiếc lớn nhất thuộc loại PDA. Chúng sử đụng ăng ten đê thu phát sóng, dùng nguôn năng lượng pin, có chip vi xử lý và chip xử lý tín hiệu, có bộ nhớ lưu hệ điều hành và d ữ liệu. De nhận dữ liệu vào, phần lớn điện thoại di dộng dùng bàn phim tiêu chuẩn cùa thiết bị di .động, một sô có thể được trang bị bàn phím QWERTY. Smarlphone dùng bút chấm, màn hình cám ứng và cà bàn phím hoặc bàn phím Q W E R T Y cho việc nhập dữ liệu vào. Đe hiển thị dữ liệu, diện thoại di động sử đụng màn hình, m ột sổ có hai màn hình, một màn hình chính và một màn hinh phụ hên ngoài. Điện thoại di dộng có thê cung câp các chức năng âm thanh (audio) như MP3 player, đài FM ... Điện thoại di động có thể có các chức năng đa phương tiện như game, nhạc chuông, streaming mụltimedia, theme, screen saver, wallpaper ... Các chức năng trao đồi thông điệp bao gồm gửi tin nhan (SMS, EMS, M M S ), th ư điện tử, chat ... Các ứng dụng trong thiết bị di động có thể bao gồm danh bạ điện thoại, lịch, To-D o List, WAP (dành cho truy nhập Internet), voice commands, calculator. Ngoài kêt nổi với mạng điện thoại di động, máy di động có thể có các khả năng kết nối khác như Bluetooth, công hồng ngoại (IniYared Port), truyền dữ liệu (GPRS, EDGE, U M Ĩ S . IISDPA, CDMA2000 ...), LAN không dây WiFi (802.11 b/g), GPS ....
Không tồn tại một mô hình duy nhất trong các máy điện Ihoại hiện dang được sử dụng. Chúng khác nhau bởi các nhà sản xuất, các model, và theo thời gian các thiết bị di động cũng không ngừng biến đồi với tốc độ nhanh chóng. Bộ nhớ có thể thay đổi từ hàng trăm KB cho đên vài GB. Màn hinh cùa điện thoại di động cũng thực sự phong phú. Điện thoại di động cô điên có màn hình đơn sắc (monochrome). Điện thoại di độna gần dây đều có màn hình màu. Kích thước của màn hinh rât da dạng Neoài việc màn hình có thể rộng theo chiêu ngang hoặc theo chiêu dọc, kích thước cùa bẽ ngang hoặc hề dọc cùa màn hình có thể thay đồi từ 40 pxl cho đên 640 pxl.
Kích thước cùa màn hình tăng ti lệ với các tính năng mà điện thoại di động được trang bị. Màn hình càng lớn thì thiết bị di động càng mạnh. Dựa trên dặc điểm này, có thê phân loại thiêt bị di dộng
thành 5 chùng loại chính. # , ,
' Loại th ứ nhất gồm các thiết bị di động có màn hình đơn săc. Đặc điêm cùa cac thiet bị di dọng thuọc loại này là lạc hậu so với các thiết bị hiện đại hoặc, có màn hình nhỏ, ít tính năng. _
’ Loại t h ứ hai g ồ m các Ihict bị di d ộ n g có m à n h ìn h m àu , kich th ư ớ c be ngang va he dọc nh o hơ n )()
pxl. Tính năng ít. , .
■ Loại thứ ba gom các thiết bị di động có mận hình màu, kích thước bẽ ngang và bê dọc lớn hơn 90 pxl và nhỏ hơn 170 pxl. Đáy là loại rât phô bièn trong các thiêt b| được dưa ra thị trương hiẹn nay
^ ,hif t ^ động của. 10-' này phong Phú vẻ hãng sản xuất và model. Màn hình hiền thị có rất
n h iê u c á c k íc h th ư ớ c k h á c n h a u .
• Loại th ứ lư gồm các thiết bị di động có màn hĩnh màu, kích thước bề ngarm và bề dọc lớn hơn 170 pxl và nhỏ hơn 220 pxl. Các thiêt bị di dộng thuộc loại này có màn hình khá lớn va đưac tráng bi khá nhiêu tính năng.
■ Loại t h ứ năm gôm các t h i ẻ t bị di động cỏ màn hình màu, kích thước bề ngang và bề dọc lớn hơn 220 pxl. Các thiêt bị thuộc loại này chù yếu là Smartphone, rắt hiện đại. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Loại t h ứ 1 L o ạ i t h ứ 2 Loại thú'3 Loại th ứ 4
<ị ị' r-' !<&■%; <£> N okia 3310 - M Q K I A p s ả ã i N O K I A Ị < ) U i â k j U « U U # Loại th ứ 5 iỉr ĩĩĩ' É Ễ Í M o to ro la V60t M o to ro la Í265 130x130 Nokia 3250 176x208 A T & T 8525 240x320 U U x U U 1 7 ( ) X 2 0 N
Bàng ]: Ví dụ về các phân loại điện thoại di động
Các thiết bị di động ngày càng trở nên phổ biến, với các tính năng ưu việt hơn. Điện thoại di động và thiết bị câm tay đang có chiều hướng hội tụ. Các tính năng của điện thoại di động được tích hợp váo thiết bị câm lay và ngược lại. Điện ihoại di động có thể được phân loại theo rất nhiều các tiêu chí khác nhưng việc phân loại llico kích thước của màn binh phù hợp với mục tiêu cùa bài báo do sự tương dương giữa kích tluróc màn hình và các tinh năng đi kèm theo thiết bị di động.
3. Sự đa dạng của các công nghệ ứng dụng không dây
Hiện tại có rất nhiều lựa chọn cho các công cụ phát triển ứng dụng không dây. Mục này cùa hài báo sẽ giới hạn trong phạm vi giới thiệu ngán ngọn ba công cụ rất phổ biến trong phát triển ứng dụng cho thiết bị di động đó là SMS, W A P và .Ỉ2ME. Các công cụ này vân tôn tại song song và chưa có công nghệ nào tó ra chiếm ưu th ế tuyệt dối do mỗi c ô n g nghệ đ ề u có các ưu điểm riêng đư ợc người dùng di động chấp nhận và được các nhà cung cấp hậu thuẫn.
SMS (S lio rt M c ssagc Service)
SM S là một công nghệ cho phép gửi và nhận các tin nhắn giữa các thiết bị di động. SMS xuất hiện đ ầ u tiên tại châu Âu năm 1992 và dược đưa vào chuẩn GSM (Global System for Mobile Communications). MỘI tin nhấn SMS có thề chứa được nhiều nhất 140 byte dữ liệu tức là 160 ký tự nếu sú dụng mã hoá 7 bit.
SM S là một công nchệ được sử dụng nhiều trong phái triển các ứng dụng không dây chù yếu lã do tinh phổ cập cùa còng nehệ này. Hiện tại, mọi điện thoại di động GSM và các công nghệ khác như
CDMA đều hỗ trợ SMS. Ncirời s ử dụng có nhể nhận và gửi tin nhăn trên toàn câu nhờ có sự két nôi cùa các nhà khai thác. Với SMS. người sứ dụng có thế nhận được tin nhăn khi đang ngoại tuyên. Việc nhặn và lỉửi tin nhản trên diện thoại di dộng rất đon giản.
\VAP (YVirelcss A p p lic a t io n P ro to co l)
WAP là một môi trường ứng dụng và tập các giao thức cho phép thiêt bị khộng dây truy nhập Internet. Rất nhiều nhà khai thác và cunc cấp dịch vụ liô trợ WAP. Các thiẻt bị không dã) ho Irạ \VAI’
cập Intcrncl kh, mà HTTP haỵ IP, TCP không được thiết kế tối ưu cho mạng không dây. WAP được Ihiẻt kê phù hợp với các đặc điêm của môi trường ứng dụno khôn° d â y
■ TỐC dộ truyền dữ liệu cùa mạng di dộnẹ tháp Mạng 3G cung cấp tốc độ truyền dĩr liệu cao han. ■ C ung câp một chuân chung cho các thiết bị không dây
Khác phục các dặc _l inh chung của lliiết bị di động: màn hĩnh nhỏ, bộ nhớ giới hạn, giao diện ngirời
d ù n g đ ơ n g ià n , n g u ô n c u n g n ă n g lư ợ n g n h ỏ
.I2ME (Java 2 P la tf o r m , M ic r o E(lition)
J 2 M E la moi trương phát triên ứng dụng cùa hãng Sun Microsystems cho các thiết bị không phái là maỵ tinh trong đo co các thiêt b| không dây. Do các thiẽt bị mà J2ME hỗ trợ có đặc điềm là: rất phong phú vc chung loại, các công nghệ cho thiêt bị thường xuyên được thay đổi và cài tiến, các đặc tính cùa
ứng d ụ n g t iệ n c á c th iẽ t hị n à y k h ô n g đ ư ợ c g iữ n g u ỵ ê n m à th a y đ ổ i th e o n h u c ầ u c ù a n g ư ờ i d ù n g , d o d ó
.I2MIĨ có kiên trúc dựa trên ba khái niệm cơ bản: câu hình (coníiguration), đặc thù (proíĩle), gói tuỳ chọn (oplional package).
Uu diêm cùa ứng dụng .Ĩ2ME là ỏ' khả năng download tự động các ứng dụng mới về máy. Các img dụng có thê dược cập nhật và thay đổi một cách mềm dẻo. ứ n g dụng không giới hạn trong phạm vi CIÌÍ1 nhà khai thác di động hay nhà sàn xuất thiết bị. Bên thứ ba bất kỳ có thể khai thác ứng dụng trẽn J2ME. J2M E hỗ trợ kết nối đến Web server qua HTTP/HTTPS.
4. Giai đoạn phân tích
Phân này trình bày bữơc phân tích cùa quá trình phát triẽn ứng dụng cho thiết bị di động. Bài báo chi dê cập đên phân tích chức năng do nó dược chi phôi bời các tính năng cùa thiêt bị di động. Ngoái ra, công nghệ ứng dụng không dây cũng ành hường đến các chức năng cùa hệ thống.
Có một số nghiên cứu liên quan đến tính sử dụng (usability) của thiết bị di động đối với người sử dụng hay là những yếu tô mang lại lợi ích sử dụng cho người dùng di dộng từ các ứng dụng không dây. Do những nhược điểm vốn có cùa thiết bị di động, máy tính để bàn hay máy tính xách tay vẫn lá những thiết bị không thể 1 hay thể. Các nhược điểm chính cùa thiết bị di động được liệt kê trong [3] nlnr sau:
* Bộ nhớ hạn chế
■ Nàng lực xử lý giới hạn
* Các công nghệ và tiêu cluiân khác nhau
* Bàn phím nhò và phương pháp nhập liệu bất tiện và không chinh xác cho người dùng di động ■ Kích thước mãn hình nhò và ít mâu
■ Nguồn cung cấp năng lượng nhỏ ■ Băng thông giới hạn
Với những giới hạn như (rên thì việc cung cấp một hệ thống ứng dụng cho thiết bị di động giống như cho máy tính đề bàn h ay hay m á y lính xách tay là điều k h ô n g thể. C ác yếu điểm cùa thiết bị di đ ộ n g có ánh hường đến việc phân tích chức năng, cụ thể là ảnh hườr.g đèn việc xác định những chức năng náo sẽ cung cắp và được thực thi như thế náo Irên chiếc điện thoại. Cũng theo một sô nghiên cứu vê tinh SỪ dụng cún ứng dụng không dây đối với người dùng [2], một sô dịcli vụ không dây dược xác định là đáp ửnii tốt nhất cho người dùng di động dựa trên tính năng cùa thiẻt bị và tính chât của người sử dụng không dây. Các dịch vụ này dựa trên 5 nhu câu sau đây cùa người dùng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
' Nhu cầu có tính thời điểm: ứng dụng di động có ý nghĩa trong việc phát thông tin có tính chái nhậy cám về thời gian, ứ n g dụng gửi thông tin xuống máy di động sử dụng công nghệ dây (push) như SMS cho những ứng dụng như nhác họp, nliắc hẹn hay nhăc Ihông tin chứng khoán phù hợp với những người dùng luôn trực tuyến qua kết nôi không dây.
* Nhu cầu tự phát: ứng dụng đáp ứng các nhu phát sinh ra tự nhiên. Các nhu cảu lớn cùa ứng dụng không dày cỏ các dặc trung cùa tính tự phát ví dụ đâu giá, e-mail, mua vé (máy bay, tàu thuỷ, tàu h(W. xe khách, xem phim, ca nhạc ...). báo chí. tin tức. game trực tuyên, kiêm tra tai khoan n'jan