Nghiên cứu mô hình dịch vụ dựa trên vị trí và ứng dụng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG






NGUYỄN THỊ THU GIANG


NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH DỊCH VỤ DỰA TRÊN VỊ TRÍ
VÀ ỨNG DỤNG
Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính
Mã số: 60.48.15

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS ĐẶNG VĂN ĐỨC


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ







HÀ NỘI – 2013


1

MỞ ĐẦU
Điện thoại di động và Internet đã tạo nên cuộc cách mạng trong lĩnh vực truyền
thông và có tác động lớn đến đời sống xã hội, làm thay đổi lối sống của nhiều người. Việc
gia tăng về số lượng điện thoại di động, điện thoại thông minh, các thiết bị trợ giúp cá nhân
kỹ thuật số (PDA- Personal Digital Assistants), cho phép chúng ta có thể truy cập Internet
bất cứ đâu, ở bất cứ thời điểm nào mong muốn. Với các hỗ trợ từ Internet, mạng di động,
thiết bị định vị toàn cầu, bản đồ số đã làm cho các ứng dụng trên thiết bị di động càng trở
lên phong phú đa dạng, đặc biệt là các ứng dụng dịch vụ dựa trên vị trí địa lý như các hệ
thống dẫn đường ô tô, hướng dẫn người đi bộ, tìm kiếm các tiện ích, quảng cáo, Mặc dù
đã có nhiều sản phẩm phần mềm, dịch vụ dựa trên vị trí địa lý được triển khai khá hiệu quả
nhưng những sản phẩm, dịch vụ mang đặc thù riêng, phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội
hiện tại của Việt Nam thì vẫn còn rất thiếu. Việc nghiên cứu, xây dựng và triển khai các
dịch vụ này cho phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam là rất cần thiết.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài “Nghiên cứu mô hình dịch vụ dựa trên vị
trí và ứng dụng” nhằm mục tiêu tiếp cận, nghiên cứu các đặc điểm, ứng dụng, cơ sở hạ
tầng, các mô hình triển khai dịch vụ dựa trên vị trí địa lý. Trên cơ sở đó, đề tài đưa ra đề
xuất giải pháp mô hình ứng dụng LBS hỗ trợ quản lý, theo dõi phương tiện taxi.
Cấu trúc nội dung của luận văn bao gồm các phần sau:
Chương 1: Tổng quan về LBS
Chương 2: Cơ sở hạ tầng của hệ thống LBS
Chương 3: Đề xuất mô hình ứng dụng LBS hỗ trợ quản lý theo dõi taxi.
Chương 4: Kết quả và bàn luận
Kết luận: Phần này tóm tắt những kết quả mà luận văn đã đạt được và đề xuất hướng
nghiên cứu trong thời gian tới.

2

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LBS
Giới thiệu tổng quan về LBS, trình bày các định nghĩa về LBS, các lĩnh vực liên quan,
khả năng nghiên cứu, ứng dụng hiện nay của LBS.
1.1. Định nghĩa LBS
LBS viết tắt của Location-based Service (dịch vụ dựa trên vị trí địa lý) là dịch vụ
được tạo ra từ sự kết hợp của công nghệ GPS (Global Positioning System – Hệ thống định
vị toàn cầu), công nghệ truyền thông không dây, công nghệ GIS (Geographic Information
Systems - Hệ thống thông tin địa lý) và công nghệ Internet.
LBS là phần giao giữa ba nhóm công nghệ là các công nghệ thông tin và truyền
thông hiện đại như các hệ thống truyền thông di động, thiết bị di động cầm tay với Internet
và các hệ thống thông tin địa lý (GIS)/cơ sở dữ liệu (CSDL) không gian.






Hình 1.1: LBS là phần giao của các công nghệ
Luận văn tập trung nghiên cứu về LBS, các thành phần, các mô hình triển khai của
LBS, trên cơ sở đó thiết kế mô hình ứng dụng LBS trong quản lí phương tiện taxi.
1.2. Các thành phần cơ bản của LBS
Theo [9], LBS bao gồm các thành phần chính sau (thể hiện trên hình 1.2):

Hình 1.2: Các thành phần cơ bản của LBS
GIS/CSDL
không gian

Các thi
ết bị
di đ
ộng

Internet

Các thành
phần của
LBS
Các thành
phần của
LBS
Thiết bị di động
Mạng truyền thông
Nhà cun
g c
ấp dịch vụ
và nội dung
Hệ thống định vị

3

Các thiết bị di động: Là các công cụ để người dùng yêu cầu và truy cập các thông
tin mong muốn. Kết quả trả về có thể là lời nói, tranh ảnh hay văn bản Các thiết bị có thể
là điện thoại di động, thiết bị hỗ trợ cá nhân kỹ thuật số (PDA), máy tính xách tay, thậm chí
là thiết bị dẫn đường trên ô tô
Mạng truyền thông: thành phần thứ hai là mạng truyền thông với vai trò truyền các
dữ liệu người dùng, các yêu cầu dịch vụ từ các thiết bị di động đầu cuối đến các nhà cung
cấp dịch vụ và sau đó tải các thông tin về phía người dùng.
Hệ thống định vị: Để dịch vụ có thể hoạt động được, cần thiết phải xác định được vị
trí của người dùng
Các nhà cung cấp dịch vụ và ứng dụng: Các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp
các dịch vụ khác nhau cho người dùng và có trách nhiệm xử lý các yêu cầu dịch vụ của
người dùng
Nhà cung cấp dữ liệu và nội dung: Các dữ liệu và nội dung liên quan như bản đồ,
dữ liệu về giao thông đều được lưu trữ tại các công ty, các cơ quan có thẩm quyền.
1.3. Các kiểu dịch vụ LBS
Có hai kiểu dịch vụ là Push (đẩy) và Pull (kéo) được phân biệt dựa vào đặc điểm là
thông tin được cung cấp có tương tác với người dùng hay không [9]:
Dịch vụ kiểu Pull: cung cấp thông tin theo các yêu cầu trực tiếp của người dùng.
Dịch vụ kiểu Push: cung cấp thông tin theo yêu cầu trực tiếp hoặc không trực tiếp
của người dùng
1.4. Các mô hình dịch vụ LBS
Tùy thuộc vào khả năng của các thành phần tham gia trong hệ thống dịch vụ LBS
như tốc độ và băng thông của đường truyền, tài nguyên và khả năng xử lý của các thiết bị di
động, khả năng của máy chủ cung cấp dịch vụ các dịch vụ LBS có thể được triển khai
theo các mô hình khác nhau như:
Mô hình nặng máy chủ, nhẹ máy trạm
Mô hình nhẹ máy chủ, nặng máy trạm
Mô hình cân bằng

1.5. Khả năng ứng dụng của LBS
1.5.1. Tính hữu dụng của LBS
1.5.2. Khả năng ứng dụng

4

Các ứng dụng phổ biến hiện nay của các dịch vụ LBS là rất phong phú và đa dạng.
Chúng được phân chia thành các nhóm chính sau đây:
Dẫn đường ô tô, hướng dẫn người đi bộ; Theo dõi (tracking), quản lý đội ngũ xe cơ
giới, các gói bưu phẩm…
Các dịch vụ cứu nạn/cứu hộ (Emergency Services): cứu nạn xe cộ hỏng hóc trên
đường, hỏa hoạn, cấp cứu sức khỏe.
Tìm kiếm các tiện ích, quảng cáo, dịch vụ du lịch, vận tải, tìm kiếm nội dung (trang
vàng); Người sử dụng phát sinh nội dung bản đồ.
Chia sẻ nội dung bản đồ; Tìm kiếm thông tin, truyền thông điệp trong mạng xã hội
1.5.3. Ví dụ về ứng dụng LBS

5

Chương 2: CƠ SỞ HẠ TẦNG CỦA HỆ THỐNG LBS
Chương 2 giới thiệu kiến trúc tổng thể và các kiểu thiết dịch vụ LBS, các thành phần
cơ bản của LBS: Các thiết bị di động, hệ thống định vị toàn cầu, truyền tin không dây, tích
hợp Web-GIS…
2.1. Kiến trúc tổng thể LBS









Hình 2.1: Luồng thông tin giữa các thành phần của LBS
2.2. Các mô hình dịch vụ thiết kế
2.2.1. Mô hình triển khai trên nền dịch vụ Web
Mô hình này đòi hỏi cả hai phía cung cấp dịch vụ (máy chủ) và phía khai thác dịch
vụ (máy khách) phải có cấu hình phần cứng đủ mạnh, khả năng xử lý tốt.

Các thành phần chính trong mô hình này bao gồm: Máy chủ cung cấp dịch vụ, Máy
khách, Môi trường truyền thông.

Hình 2.2: Mô hình dịch vụ LBS trên nền Web
Các dịch vụ:
- Tìm nhà hàng
- Dẫn đường xe
- Tìm bạn
- Bàn đồ
- Trợ giúp khách
du lịch

Công ty X

Nhà cung cấp dữ
liệu/nội dung
Thiết bị/
người dùng

M
ạng truyền
thông
Internet
Hệ thống
định vị

6

Một số đặc điểm chính của mô hình này:
- Giao diện người dùng, dữ liệu, thông tin được thể hiện trên nền web.

- Môi trường truyền tải thông tin chính là Internet.
- Máy chủ phải có cấu hình đủ mạnh để cung cấp dịch vụ và lưu trữ dữ liệu.
- Máy khách cần có cấu hình đủ mạnh để có thể duyệt web và thể hiện thông tin dưới
dạng hình ảnh (bản đồ).
Ưu điểm:
Do được triển khai trên nền web nên có khả năng cung cấp dịch vụ phong phú, tính
tương thích cao (ít bị phụ thuộc vào nền tảng phần cứng hay phần mềm). Dữ liệu có thể
được biểu diễn trực quan bằng hình ảnh, kết hợp văn bản, thậm chí cả âm thanh.
Nhược điểm:
Đòi hỏi máy chủ phải có cấu hình đủ mạnh; Máy khách cũng phải có cấu hình đủ
mạnh với khả năng kết nối Internet, hỗ trợ trình duyệt web. Theo yêu cầu này, một số loại
máy điện thoại cấu hình thấp nhưng đang được sử dụng khá phổ biến hiện nay khó có thể
khai thác được dịch vụ. Đòi hỏi tốc độ truyền dữ liệu cao, băng thông lớn.
2.2.2. Mô hình triển khai dựa trên dịch vụ SMS
Mô hình này dựa vào mạng truyền thông GSM (dịch vụ SMS). Máy chủ cung cấp
dịch vụ cũng như máy khách khai thác dịch vụ đều phải có khả năng gửi nhận thông tin qua
mạng GSM.

Hình 2.3: Mô hình dịch vụ LBS trên dịch vụ tin nhắn SMS

7

- Máy khách: thông thường là các loại điện thoại di động, smart phone hay các PDA
có khả năng đàm thoại, gửi nhận tin nhắn SMS. Nếu là máy tính hay thiết bị chuyên dụng
khác thì yêu cầu phải có khả năng gửi nhận tin nhắn SMS
- Môi trường truyền thông: mô hình này được sử dụng SMS của mạng GSM để
truyền dữ liệu. Khả năng khai thác dịch vụ SMS là mặc định cho hầu hết các thiết bị đàm
thoại trong mạng truyền thông di động.
- Dịch vụ định vị: giống mô hình trên.
Một số đặc điểm của mô hình này:

- Môi trường truyền tải thông tin chính là mạng SMS, băng thông hẹp.
- Máy chủ ngoài khả năng lưu trữ dữ liệu, xử lý, đáp ứng các yêu cầu dịch vụ đến từ
máy khách còn phải có khả năng kết nối và khai thác dịch vụ của mạng GSM.
- Cấu hình yêu cầu phía máy khách phải khá linh hoạt, tuỳ thuộc lựa chọn giao diện,
chất lượng dịch vụ.
Ưu điểm:
Yêu cầu về phần cứng nói chung và môi trường truyền thông là đơn giản.
Mô hình này dễ triển khai rộng do yêu cầu phần cứng cho máy khách linh hoạt, các
máy cấu hình thấp cũng có thể đáp ứng được.
Nhược điểm:
Tốc độ thấp và băng thông sử dụng hẹp nên khó triển khai được các dịch vụ chất
lượng cao. Yêu cầu cài đặt giao diện phía khách trên từng máy, phụ thuộc nhiều vào cấu
hình phần cứng và hệ điều hành của máy khách.
2.2.3. Mô hình kết hợp dịch vụ web và SMS
Hai mô hình dịch vụ triển khai trên nền web và mô hình dựa trên SMS được giới
thiệu ở trên đều có các ưu nhược điểm riêng. Việc kết hợp hai mô hình này sẽ mang lại một
mô hình dịch vụ mới linh hoạt, phát huy được các ưu điểm của mỗi mô hình riêng lẻ đồng
thời giúp hạn chế bớt các nhược điểm. Đặc biệt là khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác dịch
vụ cho máy khách sẽ được nâng cao vì không đòi hỏi khắt khe về yêu cầu phần cứng phía
máy khách.
Mô hình kết hợp này sẽ cung cấp dịch vụ qua mạng Internet dựa trên công nghệ web
đồng thời cho phép người dùng có thể khai thác dịch vụ thông qua tin nhắn SMS.

8


Hình 2.4: Mô hình dịch vụ LBS trên nền Web và SMS
2.3. Các thiết bị di động
2.3.1. Các loại thiết bị
2.3.2. Các hạn chế của thiết bị

2.4. Hệ thống định vị toàn cầu
2.4.1. Giới thiệu chung
2.4.2. Hệ thống định vị toàn cầu GPS
2.5. Truyền tin không dây
2.5.1. Mạng thông tin di động không dây
2.5.2. Mạng không dây diện rộng
2.5.3. Mạng không dây cục bộ
2.5.4. Mạng không dây cá nhân
2.6. Tích hợp Web-GIS
2.6.1. Công nghệ bản đồ trực tuyến
Công nghệ GIS trên nền Web (hay còn gọi là WebGIS) là hệ thống thông tin địa lý
phân tán trên một mạng các máy tính để tích hợp, trao đổi các thông tin địa lý trên mạng
Internet. Công nghệ WebGIS này tương tự kiến trúc Client - Server của web. Xử lý thông
tin không gian địa lý được xử lý ở cả phía Server và phía Client. Điều này cho phép người
dùng có thể khai thác thông tin GIS qua trình duyệt web. Để WebGIS có thể chạy được trên

9

tất cả các trình duyệt web thì các ứng dụng GIS trên nền web phải được thiết kế theo các kỹ
thuật của mạng Internet.

Hình 2.14: Sơ đồ hoạt động của WebGIS
Khi nhu cầu phát sinh, phía máy khách sẽ gửi yêu cầu đến Web Server, nếu yêu cầu
là dữ liệu không gian địa lý thì Web Server sẽ gửi tiếp yêu cầu đến ứng dụng GIS, và tại đây
nó sẽ truy vấn để lấy dữ liệu cần thiết từ kho dữ liệu. Sau đó dữ liệu bản đồ sẽ được gửi trả
lại WebServer. Dữ liệu sẽ được định dạng lại và hiển thị lên web brower của Client.
2.6.2.

Các giải pháp bản đồ trực tuyến

Ngày nay, có rất nhiều giải pháp bản đồ trực tuyến như MapBuilder, Mapbender,
MapServer, GeoServer, OpenLayers … tuy nhiên trong khuôn khổ luận văn sẽ nghiên cứu
về GeoServer, OpenLayers.
2.6.2.1. Công nghệ GeoServer
GeoServer là máy chủ mã nguồn mở dùng để kết nối những thông tin địa lý có sẵn
tới các trang Web địa lý (Geoweb) sử dụng chuẩn mở.
GeoServer cho phép xuất dữ liệu địa lý ra các dạng bản đồ/ảnh (sử dụng Web Map
Server), dữ liệu thực tế (sử dụng Web Feature Server), và cho phép người sử dụng cập nhật,
thêm, xóa các thuộc tính (sử dụng Web Feature Server-Transactional).
2.6.2.2 Thư viện JavaScript nguồn mở OpenLayers
OpenLayers là một dự án của Open Source Geospatial Foundation.
OpenLayers cho phép đưa bản đồ động lên bất kỳ trang Web nào một cách dễ dàng.

OpenLayers là thư viện JavaScript hoàn chỉnh để hiển thị dữ liệu bản đồ lên tất cả các trình
duyệt Web mà không phụ thuộc vào phía server. OpenLayers cung cấp thư viện JavaScript
API hỗ trợ hoàn chỉnh việc xây dựng các ứng dụng bản đồ trên nền Web, tương tự như
Google Maps hay MSN Virtual Earth APIs.






10

Chương 3: ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH ỨNG DỤNG LBS HỖ TRỢ
QUẢN LÝ THEO DÕI TAXI
Trình bày các nội dung: xác định nhiệm vụ, xây dựng mô hình hệ thống từ tổng quát
đến chi tiết các thành phần, phân tích thiết kế hệ thống
3.1. Nhiệm vụ chính của hệ thống

Luận văn bước đầu đề xuất mô hình ứng dụng LBS hỗ trợ việc quản lý, theo dõi, điều
hành taxi. Với nhiệm vụ chính của hệ thống là: Quản lý thông tin, vị trí của các xe taxi theo
thời gian thực thông qua các dịch vụ bản đồ trên nền web kết hợp với hệ thống định vị toàn
cầu (GPS) và hệ thống tin nhắn của các mạng di động.
3.2. Mô hình hệ thống
3.2.1. Mô hình tổng quát của hệ thống
Hệ thống xây dựng dựa theo mô hình phối hợp sử dụng công nghệ web, mạng
Internet với hệ thống thông tin di động GSM thông qua dịch vụ SMS.

Hình 3.1: Mô hình hệ thống LBS
Hệ thống bao gồm một trung tâm điều khiển có tác dụng điều phối mọi hoạt động của
hệ thống, các xe taxi được gắn thiết bị thu tín hiệu GPS, các máy trạm có kết nối mạng LAN
hoặc Internet. Cả trung tâm điều khiển và taxi đều được kết nối tới các mạng di động. Cụ
thể trong mô hình thử nghiệm:
Mỗi xe có gắn 1 điện thoại di động có chức năng thu tín hiệu GPS, trên điện thoại
này được cài đặt chương trình gửi tin nhắn riêng để xử lý và gửi các thông số thu được từ
GPS về trung tâm điều khiển.

11

Tại trung tâm điều khiển, máy tính chủ được kết nối với thiết bị Modem
GSM/GPRS. Thiết bị Modem này cùng với chương trình xử lý được cài đặt trên máy tính
chủ có nhiệm vụ thu thập, xử lý các số liệu từ các xe gửi về.
Đồng thời tại máy tính chủ được cài đặt module GIS Server cung cấp các dịch vụ
GIS qua mạng LAN hay Internet.
Các máy trạm chỉ đơn giản sử dụng các trình duyệt Web để truy vấn và hiển thị các
thông tin cần thiết về các xe taxi mà hệ thống quản lý.
3.2.2. Các thành phần trong hệ thống
3.2.2.1.Trung tâm điều khiển
Hình 3.2: Mô hình trung tâm điều khiển

Trung tâm điều khiển có chức năng quản lý và theo dõi toàn bộ hoạt động của hệ
thống, dựa trên kiến trúc client/server. Trung tâm điều khiển bao gồm một GIS Server và
các trạm làm việc kết nối với GIS Server qua Internet/Intranet.
Các trạm làm việc là các máy tính cá nhân của người quản lý, sử dụng trình duyệt
web (Web Browser) để tương tác với GIS Server qua giao diện web. Trạm làm việc có các
chức năng: duyệt bản đồ, hiển thị thông tin các phương tiện một các trực quan theo thời gian
thực, tìm kiếm và theo dõi đường đi (tracking) của các phương tiện, GIS Server có nhiệm
vụ xử lý các yêu cầu từ trạm làm việc và trả về các thông tin bản đồ tương ứng thông qua
các dịch vụ trên server


SMS

Mạng GSM/CDMA
GPRS
(Internet)
GPRS




GIS SERVER

GPRS
Modem

Internet/intranet

Internet/intranet

Internet/intranet

Internet/intranet










WiFi


Trung tâm điều khiển
Máy trạm 1

Máy trạm 2

Máy trạm 3

Máy trạm 4

12

Sau mỗi khoảng thời gian qui định, các phương tiện giao thông trong hệ thống tự
động cập nhật thông tin (tọa độ, tốc độ, trạng thái, ) tới GIS Server dưới dạng tin nhắn SMS
hoặc qua giao thức HTTP nhờ dịch vụ GPRS trên mạng GSM.
Đối với phương pháp gửi thông tin qua tin nhắn SMS, Trên GIS Server có lắp đặt
thiết bị gửi/nhận tin nhắn (GSM/GPRS Modem) và cài đặt chương trình để xử lý tin nhắn từ
các phương tiện mà hệ thống đang quản lý gửi về và cho hiển thị tại trạm làm việc như là
một layer của bản đồ.
Đối với phương pháp gửi thông tin qua giao thức HTTP nhờ GPRS, trên GIS Server
được cài đặt các trang Java Server Page dạng Web services để nhận và xử lý thông tin từ
phương tiện gửi về.
Các thông tin gửi về sau khi được xử lý và hiển thị lên bản đồ là cơ sở trợ giúp cho
người điều hành trong việc ra các quyết định điều hành hoạt động của hệ thống.
3.2.2.2. Giao tiếp giữa phương tiện với trung tâm điều khiển
Dựa trên thực trạng về công nghệ hiện nay và các yêu cầu của hệ thống, các phương
tiện có thể cập nhật thông tin tới GIS Server qua tin nhắn SMS hoặc qua giao thức HTTP
dựa trên dịch vụ GPRS.
Giao tiếp qua SMS
- Nguyên lý của hệ thống
Module SMS: Được cài đặt trên thiết bị di động. Có 2 chức năng chính:
Thu thập các thông tin đo lường cần thiết theo yêu cầu quản lý như vị trí, trạng thái,…
Gửi các thông tin thu được về trung tâm qua dịch vụ SMS của mạng GSM.
Module nhận và xử lý tin nhắn: Tại trung tâm, module này sử dụng một Modem
GSM/GPRS kết nối với máy chủ qua chuẩn USB hay RS232 có nhiệm vụ nhận tin nhắn gửi
về. Chương trình xử lý tin nhắn gửi tín hiệu ra cổng USB hay RS232 tùy thuộc loại kết nối
để điều khiển Modem đọc nội dung tin nhắn bằng các lệnh AT commands. Thông tin chứa
trong nội dung tin nhắn được phân tích, tách và lưu vào vị trí cần thiết trên máy chủ để GIS
Server có thể quản lý.

13


Hình 3.3: Hệ thống với kết nối qua SMS
Mô hình hệ thống sử dụng GPRS:
- Nguyên lý của hệ thống (hình 3.4)
Trên các phương tiện, được trang bị thiết bị và phần mềm có khả năng kết nối dịch vụ
GPRS, thiết bị định vị GPS,… Sau mỗi khoảng thời gian nhất định phần mềm sẽ gửi thông
tin tới trang xử lý (dạng Web Services) trên máy chủ GIS Server qua giao thức HTTP.
Trên GIS Server, được cài đặt dịch vụ Web Services với các trang .JSP (Java Server
Page) được lập trình để thu thập và xử lý thông tin từ phương tiện gửi về. Sau đó cập nhật
thông tin về tọa độ, tốc độ, trạng thái… của phương tiện về trạm làm việc.

Hình 3.4: Hệ thống với kết nối GPRS








S
M
S
M
S
M
S
M

Mạng
GSM/CDMA


GPRS Modem
GIS
SERVER






14

3.3. Các công nghệ sử dụng trong hệ thống
3.3.1. Các công nghệ dự kiến sử dụng
Công nghệ dự kiến sử dụng phía Server:
- Phần mềm nguồn mở GeoServer .
- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL: MySQL là cơ sở dữ liệu tốc độ cao, ổn định và
dễ sử dụng, có tính khả chuyển, hoạt động trên nhiều hệ điều hành cung cấp một hệ thống
lớn các hàm tiện ích rất mạnh.Với tốc độ và tính bảo mật cao, MySQL rất thích hợp cho các
ứng dụng có truy cập CSDL trên Internet.
- Hệ thống thiết bị và phần mềm xử lý tin nhắn gửi về từ các xe được quản lý
(Modem GSM/GPRS, phần mềm xử lý tin nhắn được viết bằng C#).
- Ngôn ngữ lập trình web Java Server Page (JSP): Sử dụng ngôn ngữ lập trình JSP để
lập trình tương tác giữa client và server.
- Phần mềm bản đồ VietMap
Công nghệ dự kiến sử dụng phía client:
- Thư viện JavaScript nguồn mở OpenLayers.

- Công nghệ Ajax (Asynchronous Javascript and XML):
Ajax là một nhóm các công nghệ phát triển web được sử dụng để tạo các ứng dụng
web động hay các ứng dụng giàu tính Internet. Hệ thống sử dụng Ajax cho việc gửi yêu cầu
thông tin từ client lên server. Sau đó phân tích kết quả trả về từ Server.
- Các JavaScript plugins khác để xây dựng giao diện cho website.
- Phần mềm bản đồ VietMap.
3.3.2. Modem GSM/GPRS và phần mềm xử lý tin nhắn
Sử dụng modem GSM/GPRS G2403R1 tại Server làm nhiệm vụ gửi nhận tin nhắn.
Hệ lệnh AT Command: Hệ lệnh AT Command là hệ lệnh thực hiện trên cơ sở các
tin nhắn trao đổi giữa một ứng dụng và các chíp không dây Wavecom để quản lý các sự
kiện hoặc dịch vụ liên quan đến GSM/GPRS.
Phần mềm xử lý tin nhắn (viết bằng c#)
Phần mềm xử lý tin nhắn chạy phía Server có các chức năng:

15

- Chức năng thêm, sửa, xóa một số thông tin cơ bản về phương tiện và người điều
khiển phương tiện như: tên, số điện thoại, địa chỉ người điều khiển phương tiện, số hiệu
phương tiện.
- Chức năng cấu hình kết nối Server tới Modem GSM/GRPS.
- Chức năng gửi tin nhắn: Yêu cầu nhập số cần gửi đến và nội dung tin cần gửi và
nhấn “Gửi tin”. Tin gửi đi sẽ được đưa vào mục “Tin đã gửi”.
- Chức năng nhận tin: chức năng nhận tin có nhiệm vụ kiểm tra, lọc nội dung tin
nhắn và lưu vào tệp tin .gml. Những thay đổi trong thông tin của tin nhắn gửi về sẽ được hệ
thống xử lý và hiển thị lên phía client.
3.4. Phân tích thiết kế hệ thống

3.4.1. Các chức năng chính của hệ thống
- Chức năng hiển thị bản đồ: phóng to, thu nhỏ, di chuyển bản đồ, ẩn/hiện các layer
trên bản đồ.

- Chức năng tìm kiếm: tìm kiếm thông tin về các đối tượng trên bản đồ theo những
tiêu chí khác nhau.
- Chức năng cảnh báo.
- Chức năng xem vết.
- Chức năng quản trị các thông tin phía người dùng khác: quản trị user, tin tức.
- Chức năng xử lý thông tin gửi về từ các đối tượng.
3.4.2. Các biểu đồ ca sử dụng của hệ thống
3.4.2.1. Xác định các tác nhân và các ca sử dụng
Các tác nhân chính bao gồm: Người quản lý và Taxi
+ Nhà quản lý: là các nhân viên làm việc tại nơi quản lý taxi, làm nhiệm vụ quản lý,
giám sát, điều hành xe cũng như cập nhật thông tin trên website.
Các ca sử dụng chính bao gồm:
- Đăng nhập hệ thống:
- Quản lý thông tin taxi: thêm, sửa, xoá thông tin về taxi.
- Theo dõi trạng thái taxi: có khách, chưa có khách

16

- Cảnh báo tốc độ: đưa ra danh sách các xe chạy vượt quá tốc độ.
- Theo dõi vết di chuyển của taxi: Cho biết vị trí xe đã đi qua trong một
khoảng thời gian nào đó.
- Tìm kiếm thông tin: tìm kiếm thông tin về xe có thể tìm theo tên lái xe hoặc
tìm theo số xe.
- Hiển thị bản đồ: phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển, bật/tắt lớp bản đồ.
- Xác định thông tin taxi
- Quản lý trang tin
- Quản lý tài khoản
+ Taxi: là đối tượng cần quản lý, có nhiệm vụ cập nhật thường xuyên các thông tin
về vị trí, trạng thái, tốc độ xe,…
Các ca sử dụng chính bao gồm:

- Đăng ký thành viên
- Cập nhật thông tin trạng thái xe về máy chủ
3.4.2.2. Biểu đồ ca sử dụng tổng quát

Hình 3.7: Biểu đồ ca sử dụng tổng quát
3.4.2.3. Phân rã một số biểu đồ ca sử dụng


17


Hình 3.8: Biểu đồ ca sử dụng quản lý taxi


Hình 3.10: Biểu đồ ca sử dụng Tìm kiếm thông tin
3.4.3. Đặc tả chi tiết một số ca sử dụng chính
3.4.3.1. Ca sử dụng Hiển thị bản đồ
Ca sử dụng hiển thị bản đồ là ca sử dụng cơ bản của hệ thống. Mọi thông tin thu thập
và các chức năng khác đều nhằm mục đích cho việc hiển thị thông tin lên bản đồ. Vì thế các
thông tin càng chính xác bao nhiêu thì càng có ảnh hường đến kết quả của việc ra quyết
định bấy nhiêu.
Ca sử dụng hiển thị bản đồ mở rộng thành các ca sử dụng cụ thể như: Phóng to thu
nhỏ bản đồ, di chuyển bản đồ, chức năng bật tắt các layer bản đồ
3.4.3.2. Ca sử dụng Tìm kiếm thông tin
Ca sử dụng tìm kiếm là chức năng trợ giúp trong công tác quản lý điều hành hệ
thống, giúp cho công tác điều hành nhanh chóng và kịp thời:

18

3.1. Bảng mô tả chức năng Ca sử dụng Tìm kiếm thông tin

Input Thông tin cần tìm kiếm. Thông tin này có thể là bất kỳ một thuộc tính nào
của đối tượng như tên, tọa độ,…
Output Danh sách chính xác hay gần đúng các đối tượng được quản lý tùy thuộc
giá trị đầu vào.
Process

Từ giá trị đầu vào, hệ thống phân tích và tìm kiếm đối tượng trên các layer
tương ứng. Kết quả trả về là một danh sách các đối tượng thuộc các layer
có giá trị thuộc tính gần đúng hay chính xác như giá trị đầu vào
Kết quả trả về được hiển thị lên màn hình. Người sử dụng chỉ cần click chuột vào kết
quả mong muốn lập tức hệ thống di chuyển đến đối tượng tìm kiếm và hiển thị đối tượng
tìm kiếm bằng màu sắc khác với các đối tượng khác trên màn hình.
3.4.3.3. Ca sử dụng Cập nhật trạng thái
Đây là ca sử dụng quan trọng của hệ thống. Tất cả các đối tượng được quản lý đều gửi
thông tin về trung tâm điều khiển thông qua các phương tiện truyền tin gắn trên đối tượng.
Các thông tin này được xử lý và lưu trữ nhằm phục vụ cho các yêu cầu khác của hệ thống.
3.2. Bảng mô tả chức năng Ca sử dụng Cập nhật trạng thái
Input Thông tin gửi về từ các đối tượng được quản lý
Output Các thông tin cần thiết cho việc quản lý điều hành
Process

Tại trung tâm điều khiển được cài đặt chương trình xử lý các thông
tin gửi về từ các đối tượng. Mỗi khi đối tượng gửi thông tin về,
chương trình xử lý sẽ thẩm định và xử lý các thông tin và lưu thông
tin vào CSDL. Các thông tin này sẽ được sử dụng cho các chức
năng khác của hệ thống.
3.4.3.4. Ca sử dụng Cảnh báo tốc độ
Mục tiêu của hệ thống là quản lý các đối tượng di động. Do đó chức năng cảnh báo
giúp cho người điều hành nắm bắt được thông tin về các đối tượng đang vượt quá giới hạn
cho phép về một tiêu chí quản lý nào đó.

3.3. Bảng mô tả chức năng Ca sử dụng Cảnh báo tốc độ

Input Các giới hạn cho phép theo tiêu chí quản lý
Output Danh sách các đối tượng vượt quá giới hạn cho phép
Process

Dựa vào thông tin được tự động gửi về từ các đối tượng quản lý, hệ
thống phân tích và đưa ra danh sách các đối tượng cần cảnh bảo theo
tiêu chí quản lý đã định trước

19

3.4.3.5. Ca sử dụng theo dõi vết
Đối với các đối tượng di động, việc thu thập và lưu lại thông tin về các đối tượng
trong quá khứ là cần thiết cho công tác quản lý điều hành.
3.4. Bảng mô tả chức năng Ca sử dụng theo dõi vết

Input Đối tượng cần xem thông tin
Output Các thông tin về đối tượng trong quá khứ như vị trí, trạng thái,…
Process

Thông tin gửi về từ các đối tượng sau khi được xử lý đều được lưu
vào CSDL. Khi có yêu cầu xem lịch sử của đối tượng, hệ thống thực
hiện các truy vấn CSDL và lấy ra các kết quả cần thiết. Các kết quả
truy vấn được hiển thị lên màn hình dưới dạng danh sách cùng với
các hiển thị đồ họa trực quan trên bản đồ

3.4.4. Các biểu đồ tương tác
3.4.4.1. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng đăng nhập

Hình 3.14: Biểu đồ tuần tự ca sử dụng đăng nhập

20

3.4.4.2. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng tìm xe

Hình 3.15: Biểu đồ tuần tự ca sử dụng tìm xe
3.4.4.3. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng tìm đường

Hình 3.16: Biểu đồ tuần tự ca sử dụng tìm đường

21

3.4.4.4. Biểu đồ tuần tự ca sử cập nhật trạng thái

Hình 3.17: Biểu đồ tuần tự ca sử cập nhật trạng thái
3.4.4.5. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng cảnh báo tốc độ

Hình 3.18: Biểu đồ tuần tự ca sử dụng cảnh báo tốc độ

22

3.4.4.6. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng theo dõi vết

Hình 3.19: Biểu đồ tuần tự ca sử dụng theo dõi vết
3.4.5. Thiết kế Cơ sở dữ liệu

Hình 3.20: Các bảng dữ liệu và mối quan hệ

23

Chương 4: NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT

Luận văn đã tập trung nghiên cứu tổng quan, đi sâu vào tìm hiểu cơ sở hạ tầng, mô
hình kiến trúc tổng thể cũng như các mô hình thiết kế của dịch vụ dựa trên vị trí LBS.
Qua đó, luận văn đã xây dựng mô hình ứng dụng LBS hỗ trợ quản lý theo dõi taxi.
Mục đích của hệ thống này là quản lý thông tin, vị trí của phương tiện taxi theo thời gian
thực thông qua các dịch vụ bản đồ trên nền web kết hơp với hệ thống định vị toàn cầu
(GPS) và hệ thống tin nhắn của các mạng di động.
Luận văn đã cơ bản xây dựng được mô hình cho hệ thống, đề xuất các công nghệ sử
dụng cho cả hai phía Server và Client; Phân tích – thiết kế các chức năng và CSDL cho hệ
thống.
Trên thực tế để phát triển được một phần mềm LBS trên các thiết bị di động là rất
phức tạp, có nhiều vấn đề nảy sinh như làm thế nào để tìm được đường đi ngắn nhất; tìm
đường đi với các tiêu chí khác nhau; vấn đề về bảo vệ tính riêng tư của hệ thống dịch vụ dựa
trên vị trí LBS…

24

KẾT LUẬN
Sự kết hợp công nghệ định vị vệ tinh (GPS), công nghệ truyền thông không dây
(GSM/GPRS, WiFi, WiMax…), công nghệ Internet và công nghệ GIS đã tạo ra một môi
trường mới trong đó tất cả các đối tượng chuyển động có thể được quản lý thông qua vị trí
địa lý của chúng. Các công nghệ này là cơ sở cho việc xây dựng các dịch vụ dựa trên vị trí
(Location-Based Service - LBS). LBS là những dịch vụ hỗ trợ việc dẫn đường, quản lý và
giám sát sự di chuyển của các đối tượng như xe cộ, máy bay, tầu thủy, máy tính xách tay,
điện thoại di động, vật nuôi và cả con người. Các dịch vụ LBS là công cụ tin học hữu hiệu
trong việc hỗ trợ giải quyết các vấn đề bức thiết của cuộc sống hàng ngày, cũng như trong
an ninh, quốc phòng.
Hạ tầng truyền tin (mạng di động), các phương pháp định vị, các thiết bị vào/ra di
động và hệ thống thông tin địa lý là tiền đề để phát triển các ứng dụng mà trong đó vị trí địa
lý của người sử dụng được xem như một tham số quan trọng của hệ thống. Một hệ thống
phần cứng/phần mềm tin học và truyền thông như vậy được gọi là dịch vụ trên cơ sở vị trí
địa lý (LBS).
Luận văn đã nghiên cứu và trình bày một số vấn đề sau:
• Nghiên cứu lý thuyết về LBS: Giới thiệu tổng quan về LBS, trình bày các định nghĩa
về LBS, các lĩnh vực liên quan, khả năng nghiên cứu, ứng dụng hiện nay của LBS.
• Cơ sở hạ tầng của hệ thống LBS: Mô hình kiến trúc tổng thể LBS; các mô hình thiết
kế; các thành phần cơ bản của LBS: Các thiết bị di động, hệ thống định vị toàn cầu,
truyền tin không dây, tích hợp Web-GIS…
• Đề xuất mô hình ứng dụng LBS hỗ trợ quản lý theo dõi Taxi.
Một số vấn đề tiếp tục nghiên cứu và đề xuất
• Tiếp tục hoàn thiện ứng dụng nhất là khâu lập trình để có thể đưa ứng dụng vào thực

tế.
• Mở rộng nghiên cứu về các vấn đề tìm đường đi ngắn nhất và bảo vệ tính riêng tư
của hệ thống dịch vụ dựa trên vị trí LBS.