Kiến trúc hệ thống tích hợp media và dịch vụ LBS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐỖ THỊ HUYỀN

KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍCH HỢP MEDIA VÀ DỊCH VỤ LBS

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐỖ THỊ HUYỀN

KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍCH HỢP MEDIA VÀ DỊCH VỤ LBS

Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
Mã số: 60480104

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đặng Văn Đức

Hà Nội - 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sĩ này được thực hiện tại Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia
Hà Nội dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Đặng Văn Đức. Xin được gửi lời cảm ơn sâu
sắc đến thầy về định hướng khoa học, liên tục quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi trong
suốt quá trình nghiên cứu hoàn thành luận văn này. Tôi xin được gửi lời cảm ơn đến
các Thầy giáo, Cô giáo trong Bộ môn Hệ thống thông tin cũng như các Thầy giáo, Cô
giáo trong Khoa Công nghệ thông tin đã mang lại cho tôi những kiến thức vô cùng quý
giá và bổ ích trong quá trình theo học tại trường.
Tôi cũng xin trân thành cảm ơn đến gia đình tôi, những sự quan tâm và động viên
của gia đình đã giúp tôi có thêm nghị lực, cố gắng để hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các bạn cùng học K19, các bạn
đồng nghiệp, các bạn trong nhóm nghiên cứu đã giúp đỡ tôi trong suốt 2 năm học tập.
Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2015
Học viên

Đỗ Thị Huyền


ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn “Kiến trúc hệ thống tích hợp Media và dịch vụ LBS”
là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Đặng Văn
Đức, trung thực và không sao chép của tác giả khác. Trong toàn bộ nội dung nghiên
cứu của luận văn, các vấn đề được trình bày đều là những tìm hiểu và nghiên cứu của
chính cá nhân tôi hoặc là được trích dẫn từ các nguồn tài liệu có ghi tham khảo rõ
ràng, hợp pháp.
Tôi xin chịu mọi trách nhiệm và mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam
đoan này.
Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2015
Học viên

Đỗ Thị Huyền


ii
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ ii
DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN ............................................... iv
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................... vi
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................................................... 3
1.1. Kiến trúc tổng thể LBS .................................................................................. 3
1.1.1. Giới thiệu về dịch vụ dựa trên vị trí (LBS)........................................... 3
1.1.2. Các thành phần cơ bản của LBS ........................................................... 4
1.1.3. Mô hình hoạt động của hệ thống LBS .................................................. 6
1.1.4. Các ứng dụng phổ biến của dịch vụ LBS ............................................. 7
1.2. Hệ thống định vị toàn cầu .............................................................................. 9
1.2.1. Giới thiệu về các hệ thống định vị sử dụng vệ tinh .............................. 9
1.2.2. Cấu trúc hệ thống GPS........................................................................ 10
1.2.3 Ứng dụng của hệ thống GPS................................................................ 11
1.3. Công nghệ định vị ........................................................................................ 12
1.3.1. Kỹ thuật định danh tế bào (Cell identification) .................................. 12
1.3.2. Định vị bằng vệ tinh: hệ thống định vị toàn cầu (GPS) ...................... 14
1.4. Các công nghệ truyền tin.............................................................................. 16
1.4.1. WAP / GPRS / EDGE / 3G ................................................................. 16
1.4.2. Bluetooth / Wifi / WiMax ................................................................... 18
1.4.3. Truyền thông vệ tinh ........................................................................... 18

1.5. Hệ thống thông tin địa lý (GIS).................................................................... 19
1.5.1. Giới thiệu về GIS ................................................................................ 19
1.5.2. Thành phần và chức năng của GIS ..................................................... 19
1.5.3. Mô hình dữ liệu địa lý......................................................................... 23
1.5.4. Trình diễn thông tin địa lý. ................................................................. 24
1.6. Kết chương ................................................................................................... 24
Chương 2. KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍCH HỢP MEDIA - LBS .............. 25
2.1. Giới thiệu về MEDIA - LBS ........................................................................ 25


iii
2.2. Cơ sở hạ tầng ................................................................................................ 27
2.3. Công nghệ điện toán đám mây ..................................................................... 28
2.3.1. Giới thiệu về điện toán đám mây ........................................................ 28
2.3.2. Những tính chất cơ bản của điện toán đám mây................................. 30
2.3.3. Ưu và nhược điểm của điện toán đám mây ........................................ 31
2.3.4. Dịch vụ điện toán đám mây Google App Engine ............................... 33
2.3.4. Mô hình công nghệ cho việc lưu trữ dữ liệu đa phương tiện trên đám
mây ................................................................................................................ 36
2.4. Ngôn ngữ lập trình Java và một số công nghệ phụ trợ ................................ 40
Chương 3: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM MEDIA - LBS .... 42
3.1. Mô hình hệ thống thử nghiệm Media - LBS ................................................ 42
3.2. Phân tích thiết kế hệ thống quản lý dữ liệu đa phương tiện trên đám mây.. 44
3.2.1. Các biểu đồ ca sử dụng của hệ thống.................................................. 45
3.2.2. Đặc tả chi tiết một số ca sử dụng chính .............................................. 48
3.3. Phân tích và thiết kế phần mềm Media-LBS trên điện thoại thông minh .... 51
3.3.1. Phân tích phần mềm Media-LBS trên điện thoại thông minh ............ 51
3.3.2. Thiết kế phần mềm Media-LBS trên điện thoại thông minh .............. 53
3.4. Xây dựng hệ thống thử nghiệm .................................................................... 59
3.4.1. Giới thiệu hệ thống thử nghiệm. ......................................................... 59

3.4.2. Kết quả thử nghiệm ............................................................................. 60
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 65


iv
DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1: LBS là sự kết hợp của nhiều công nghệ................................................ 3
Hình 1.2: Các thành phần cơ bản của LBS ........................................................... 5
Hình 1.3: Trao đổi thông tin giữa các thành phần trong hệ thống LBS ................ 6
Hình 1.4. Ứng dụng địa điểm nhà hàng ................................................................ 7
Hình 1.5: Mô tả hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GNSS [11]. ....................... 10
Hình 1.6: Các thành phần của hệ thống GPS. ..................................................... 10
Hình 1.7: Mạng lưới trạm giám sát và điều khiển trung tâm của hệ thống GPS.11
Hình 1.8: Định vị sử dụng BTS (Cell ID) ........................................................... 13
Hình 1.9: Định vị sử dụng 3 Cell ID gần nhất .................................................... 13
Hình 1.10: Mô hình của hệ thống GPS ............................................................... 14
Hình 1.11: Cách xác định vị trí trong không gian 2D ......................................... 14
Hình 1.12: Cách xác định vị trí trong không gian 3D ......................................... 15
Hình 1.13: Cách xác định vị trí khi có 4 vệ tinh ................................................. 15
Hình 1.14: Hệ thống A - GPS ............................................................................ 16
Hình 1.15: Các nhóm chức năng trong GIS ........................................................ 22
Hình 1.16: Mô hình raster và vector biểu diễn Thế giới thực ............................. 23
Hình 2.1: Mô hình tổng quát Media LBS ........................................................... 25
Hình 2.2: Ứng dụng King's Cross Streetstories [12]........................................... 26
Hình 2.3: Cơ sở hạ tầng Media LBS ................................................................... 27
Hình 2.4: Đặc điểm của điện toán đám mây và các nhóm mô hình phân loại.... 30
Hình 2.5. Hiện tượng thắt cổ chai trong ứng dụng Google App Engine khi có
nhiều truy cập đến tại cùng thời điểm ................................................................. 33
Hình 3.1: Mô hình hệ thống Media LBS ............................................................ 42

Hình 3.2: Mô hình thử nghiệm hệ thống Media LBS ......................................... 59
Hình 3.3: Giao diện khởi động chương trình chạy trên di động mediatour ........ 62
Hình 3.4: Danh sách các địa điểm thăm quan sau khi nhấn nút “Bắt đầu” ........ 63
Hình 3.5: Giao diện khi người sử dụng lựa chọn video tương ứng với địa điểm
cần thăm quan...................................................................................................... 63


v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng theo dõi hoạt động ứng dụng của GAEError! Bookmark not
defined.
Bảng 2.2: Bảng mô tả giới hạn sử dụng của một ứng dụng GAE miễn phí ....... 35
Bảng 2.3: Bảng mô tả free quota của một ứng dụng GAE miễn phí .................. 36
Bảng 3.1: Bảng dữ liệu thử nghiệm .................................................................... 61


vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT

TỪ VIẾT

TÊN TIẾNG ANH

TẮT

1.

2G

Second Generation Technology

2.

3G

Third Generation Technology

3.

A-GPS

Assisted - Global Positioning System

4.

AP

Access Point

5.

API

Application Program Interface

6.

BTS

Base Transceiver Station

7.

CA

Coarse Acquisition

8.

DCT

Discrete Cosine Transform

9.

DGPS

Differential Global Positioning System

10.

EDGE

Enhanced Data rates for GSM Evolution

11.

EU

European Union

12.

FAA

Federal Aviation Administration

13.

FIFO

First In First Out

14.

GAE

Google App Engine

15.

GIS

Geographic Information Systems

16.

GLONASS

GLObal NAvigation Satellite System

17.

GNSS

Global Navigation Satellite System

18.

GPRS

Stands for General Packet Radio Service

19.

GPS

Global Positioning System

20.

GSM

Global System for Mobile

21.

IaaS

Infrastructure as a Service

22.

IP

Internet Protocol

23.

JSON

JavaScript Object Notation

24.

JSP

Java Scripting Preprocessor

25.

LAAS

Local Area Augmentation Systems

26.

LBS

Location Based Services

27.

Media LBS

Media Location Based Services


vii
28.

MCS

Master Control Station

29.

MMS

30.

MS

Monitor Station

31.

OS

Operating system

32.

PaaS

Platform as a Service

33.

PPP

Point to Point Protocol

34.

PPS

Precise Positioning Service

35.

QZSS

Quasi-Zenith System

36.

RFID

Radio-frequency identification

37.

RPC

Remote Procedure Call

38.

RSS

Relative Signal Strength

39.

RTLS

Real-Time Locating Systems

40.

Saas

Software as a Service

41.

SDK

Software Development Kit

42.

SMS

Short Message Services

43.

SPS

Standard Positioning Service

44.

SQL

Structured Query Language

45.

TDMA

Time division multiple access

46.

TDOA

Time Difference Of Arrival

47.

UMTS

Universal Mobile Telecommunications System

48.

WAAS

Wide Area Augmentation System

49.

WAP

Wireless Application Protocol

50.

WiMax

Worldwide Interoperability for Microwave Access

51.

WLAN

Wireless Local Area Network


65
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Đặng Văn Đức, Hệ thống thông tin địa lý, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2001.
[2]

Đặng Văn Đức, Nguyễn Tiến Phương, Đỗ Tuấn Anh, Nguyễn Sơn, Trần Mạnh
Trường (2008), Một số kỹ thuật áp dụng trong việc phát triển mô hình dịch vụ trên
cơ sở vị trí địa lý, Báo cáo khoa học tại Hội nghị khoa học ICT.rda08, Hà Nội.

[3] Vũ Dương Tùng, Nguyễn Tiến Phương và cộng sự, Phát triển dịch vụ dựa trên
vị trí (LBS) trên nền tảng điện toán đám mây, Kỷ yếu hội thảo Quốc gia về các vấn
đề chọn lọc của CNTT, Hà Nội, 2012

Tiếng nước ngoài
[4] Balqies Sadoun, Omar Al-Bayari (2007), “Location based services using
geographical information systems”

[5] Dang Van Duc, MapOnline – A Geographical Information Service on
Internet. The Journal of Cities and Regions, GIS Special, International
Statistical Institute, The Netherlands, November 2000, pp 78-83.

[6] David Munoz, Frantz Bouchereau, Cesar Vargas and Rogerio Enriquez,
Position Location Techniques and Applications, Elsevier Inc, 2009

[7] Google App Engine, />[8]

Ian Foster, Yong Zhao, Ioan Raicu, Shiyong Lu (2008), “Cloud Computing and Grid
Computing 360-Degree Compared”, Grid Computing Environments Workshop.

[9] GSM Association, Location Based Services, Permanent Reference Document
SE.23, 2006.

[10] Jinesh Varia, Architecting for the Cloud: Best Practices, Amazon, May 2010.
Website

[11] Navstar GPS Interface Specification IS-GPS-200 revision F. Technical
report, Navstart GPS Joint Program Office, Sep 2011.

[12] Ronald Lenz, Locative Media, 2011
[13] Stefan Steiniger, Moritz Neun and Alistair Edwardes (2006), “Lecture Notes on
LBS”, Foundations of Location Based Services, V. 1.0.


66
[14] />[15] />