畢業(yè)論文設(shè)計(jì)電子導(dǎo)游系統(tǒng)初探

1、河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)畢業(yè)論文畢業(yè)論文 論文題目論文題目： 電子導(dǎo)游系統(tǒng)初探 專業(yè)名稱專業(yè)名稱： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) I摘摘 要要隨著信息技術(shù)的發(fā)展，旅游產(chǎn)業(yè)信息化已成為一種必然趨勢(shì)。近年來，中國旅游業(yè)發(fā)展迅速，但旅游業(yè)的信息化尚處于發(fā)展初期。加入世貿(mào)組織(WTO)后，入境旅游市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大。日益強(qiáng)調(diào)個(gè)性需求的旅游呼喚一個(gè)能集介紹、導(dǎo)游、組織為一體的電子導(dǎo)游系統(tǒng)。 從需求角度看，無論是宏觀上的決策支持、綜合經(jīng)營分析，還是具體業(yè)務(wù)層面的一個(gè)目標(biāo)的定位、一條線路的規(guī)劃，都離不開地理信息的支持；從技術(shù)角度看，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是近年來移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域和空間數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域技術(shù)的不斷更新，地理信息

2、技術(shù)（GIS）也在很多方面融入了新的特征。本文首先對(duì)電子導(dǎo)游概念和國內(nèi)外應(yīng)用狀況進(jìn)行闡述.然后分析了位置服務(wù)（LBS）技術(shù)和 GPRS 通信技術(shù)的特點(diǎn)和技術(shù)現(xiàn)狀，論述了它們與地理信息技術(shù)（GIS）相結(jié)合的必要性和可行性。在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，得出了本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求和初步的功能需求，同時(shí)提出了結(jié)合GPS 定位與 GPRS 通信的電子導(dǎo)游系統(tǒng)的解決方案。最后，比較和分析了旅游地理信息系統(tǒng)中尋求最佳路徑的兩種算法。由于電子導(dǎo)游系統(tǒng)涉及的范圍很廣，需要綜合考慮游客實(shí)現(xiàn)旅游行為的各個(gè)環(huán)節(jié)，因此，本系統(tǒng)還有許多需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善的地方。但我們相信，在全球數(shù)字化的趨勢(shì)下，這種基于 GPS 定位的電

3、子導(dǎo)游系統(tǒng)必將成為新一代旅游信息系統(tǒng)發(fā)展的走向。關(guān)鍵詞 電子導(dǎo)游；位置服務(wù)；地理信息技術(shù)；GPRS 通信IIAbstractTourism has developed rapidly in the past decades. With the development of information technology, the informationization of tourism industry has already become a kind of inevitable trend. In recent years, Chinas tourism industry has deve

4、loped rapidly, but its informationization is still at an early stage of development. After joining in the WTO, the international tourist market will further expand. As a result of emphasizing on individualization by international tourists, an Auto-guide System that provides integrated multiple funct

5、ions such as recommending, guiding and organizing is strongly expected. Looking from the demand, regardless of is the macroscopic on policy-making support, the comprehensive management analysis, or a concrete service stratification plane goal localization, a line plan, all cannot leave the geography

6、 information support; Looking from the technology that, along with the computer information technology development, in recent years moved the computation domain and the spatial database domain technology unceasing renewal in particular, the geography information technology (GIS) also in very various

7、ly melts into the new characteristic.This thesis firstly prospects what is an auto-guide and the usage of the auto-guide at home and abroad. Secondly, some analysis and discussion on the characteristics of location based service and GPRS(General Packet Radio Service) wireless communication. When the

8、y combined with the GIS technology, it will provide a great opportunity and market potential for all sides. According to the analysis of the systems requirements we have got the data requirements and the elementary function requirements. Based on this, we set up a sample framework solution for the a

9、pplication of combination of GPS and GPRS. At last, two different algorithms are discussed to make out the best path on the e-map.Because auto-guide system concerns a lot of fields, the system still has many parts need to be consummated. But we believe that auto-guide system based on GPS technology,

10、 which implements the function of Internet IIIPublication, will be the trend of modern ciceroni field.Keywords Auto-guide；Location Based Service(LBS)；Geography Information Technology；General Packet Radio Service I目目 錄錄1 緒論 .11.1 電子導(dǎo)游系統(tǒng)的研究背景-信息化對(duì)旅游業(yè)的重要性.11.2 導(dǎo)游服務(wù)與信息化的結(jié)合-電子導(dǎo)游系統(tǒng).21.3 國內(nèi)外電子導(dǎo)游系統(tǒng)的研究狀況.31.

11、3.1 國外電子導(dǎo)游系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀.31.3.2 我國電子導(dǎo)游的發(fā)展現(xiàn)狀.32 開發(fā)電子導(dǎo)游系統(tǒng)的技術(shù)支持 .52.1 位置服務(wù).52.1.1 位置服務(wù)定義.52.1.2 實(shí)現(xiàn) LBS 的前提定位技術(shù).52.2 地理信息系統(tǒng)（GIS）.72.2.1 地理信息系統(tǒng) GIS 簡(jiǎn)介.72.2.2 GIS 技術(shù)簡(jiǎn)介 .72.3 通用分組無線業(yè)務(wù) GPRS .102.3.1 GPRS 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 .102.3.4 GPRS 的技術(shù)優(yōu)勢(shì) .123 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .133.1 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想.133.1.1 注重系統(tǒng)的開放性.133.1.2 以數(shù)據(jù)為核心.133.1.3 遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)原則.133.2 系統(tǒng)的總

12、體結(jié)構(gòu).133.2.1 總體框架.133.2.2 游客端模塊組成與功能.154 電子導(dǎo)游系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) .20II4.1 旅游信息數(shù)據(jù)庫的建立.204.1.1 基礎(chǔ)圖庫的建立.204.1.2 屬性數(shù)據(jù)庫的建立.214.2 游客機(jī)終端和監(jiān)控中心服務(wù)器的通信協(xié)議.224.2.1 規(guī)范說明.224.2.2 命令包格式.224.2.3 GPS 數(shù)據(jù)格式 .234.2.4 上傳命令.244.2.5 下發(fā)命令.264.3 監(jiān)控中心主機(jī)和游客機(jī)的導(dǎo)游主程序流程.274.3.1 主機(jī)端的主程序流程.274.3.2 客戶端的主程序流程.284.4 最佳路徑搜索算法.304.4.1 建立數(shù)學(xué)模型.304.4.2 公

13、路線段屬性權(quán)值的模型設(shè)計(jì)與計(jì)算.304.4.3 最佳路線的算法描述.304.4.4 景區(qū)道路網(wǎng)最短路徑算法.315 總結(jié) .36致謝 .37參考文獻(xiàn) .38大學(xué)畢業(yè)論文1電子導(dǎo)游系統(tǒng)初探1 緒論隨著人們生活水平的提高，外出旅游漸漸成為人們充實(shí)生活、放松自己的一種重要方式。旅游業(yè)也成為世界最具活力和發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。由于中國多元文化以及豐富的自然環(huán)境對(duì)外國游客的巨大吸引力，國內(nèi)的旅游業(yè)發(fā)展勢(shì)頭旺盛，目前，中國旅游業(yè)的收入已占國內(nèi)生產(chǎn)總值的 5%。根據(jù)世界旅游組織的預(yù)測(cè)中國將在 2020 年發(fā)展成為世界第一旅游接待大國和第四旅游輸出大國。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息成為旅游業(yè)的命脈，信息化成為推動(dòng)世界經(jīng)

14、濟(jì)和社會(huì)全面發(fā)展的關(guān)鍵因素。旅游業(yè)發(fā)展的同時(shí)，游客和景點(diǎn)管理部門對(duì)旅游質(zhì)量的要求也越來越高。文明旅游、安全旅游和輕松旅游已經(jīng)是旅游業(yè)發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)。雖然配置導(dǎo)游是個(gè)不錯(cuò)的解決辦法，但導(dǎo)游的存在也在某種程度上影響了游客游覽的自主性。如何運(yùn)用信息技術(shù)解決這一問題，提高旅游信息化程度，提高旅游質(zhì)量和效益，以促使我國旅游業(yè)面向市場(chǎng)，走向世界，已成為當(dāng)務(wù)之急。1.1 電子導(dǎo)游系統(tǒng)的研究背景-信息化對(duì)旅游業(yè)的重要性當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展正處于一個(gè)由工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代向知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代過渡的大背景下，經(jīng)濟(jì)的高度信息化與全球化已成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)信息技術(shù)革命與信息化建設(shè)正使資本經(jīng)濟(jì)變?yōu)樾畔⒔?jīng)濟(jì)，并將迅速改變傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)

15、過程和方式。1979 年美國學(xué)者 Gunn 提出了旅游功能系統(tǒng)的概念，在這個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中， “信息與引導(dǎo)”是連接旅游者與目的地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如圖 1.l 所示。旅游者信息與引導(dǎo) 交 通吸引物與集聚服務(wù)與設(shè)施大學(xué)畢業(yè)論文2圖 1.1 旅游功能系統(tǒng)信息與引導(dǎo)在旅游功能系統(tǒng)中雖然不是直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)節(jié)，但對(duì)開發(fā)旅游市場(chǎng)實(shí)際上是至關(guān)重要的。隨著旅游業(yè)的日趨成熟，游客的要求日趨多樣，客觀上使的這種信息的提供越來越重要，也越來越困難。因此應(yīng)不斷加強(qiáng)旅游業(yè)的信息化，強(qiáng)化旅游行業(yè)各個(gè)主體之間的信息溝通。其中，改善游客與景點(diǎn)管理部門的信息溝通是核心環(huán)節(jié)。因此加強(qiáng)導(dǎo)游服務(wù)的信息化，提高導(dǎo)游服務(wù)的質(zhì)量和效率顯得尤為

16、重要。1.2 導(dǎo)游服務(wù)與信息化的結(jié)合-電子導(dǎo)游系統(tǒng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了各個(gè)行業(yè)的信息化的同時(shí)催生了許多新事物、新概念，人們對(duì)信息產(chǎn)品的需求與依賴也不斷提高。旅游業(yè)的信息化步伐也在不斷加快。 “電子導(dǎo)游系統(tǒng)”就是在這一背景下提出的一種新的概念。電子導(dǎo)游是相對(duì)于人工導(dǎo)游而言的，目前對(duì)電子導(dǎo)游的理解，是指利用電子技術(shù)原理制造的各種導(dǎo)游講解設(shè)備系統(tǒng)，用于改變?cè)械娜斯?dǎo)游講解方式和方法，稱之為電子導(dǎo)游，英文譯為 Audio Guide 或 E-Guide。它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、位置服務(wù)（Location Based Services,LBS）和電子智能控制技術(shù)于一體，打破了常規(guī)的由一

17、名導(dǎo)游帶領(lǐng)一隊(duì)游客按預(yù)定游覽路線進(jìn)行游覽的傳統(tǒng)觀念，提出了自主旅游、輕松旅游的概念，使游客不必死板地跟隨著導(dǎo)游進(jìn)行游覽，而是自由地享受自助游覽的樂趣。如表 1.1 所示。表 1.1 電子導(dǎo)游與人工導(dǎo)游比較形式人工導(dǎo)游電子導(dǎo)游景點(diǎn)介紹人工介紹，噪雜、相互干擾視頻音頻并茂，清晰明了服務(wù)質(zhì)量受導(dǎo)游水平影響優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定服務(wù)游覽自由度順序游覽自由游覽組團(tuán)人數(shù)限制無限制語種單語種多語種選擇費(fèi)用高（50 元/人）低（10 元/人）環(huán)保噪音污染無污染人力資源問題復(fù)雜（離職、罷工、工資、培訓(xùn)）無大學(xué)畢業(yè)論文3維護(hù)需不斷培訓(xùn)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)容易經(jīng)濟(jì)利潤導(dǎo)游費(fèi)用支付導(dǎo)游由景點(diǎn)賺取相關(guān)利潤游客可根據(jù)隨身攜帶的導(dǎo)游機(jī)上的電子

18、地圖自由地選擇自己喜歡的游覽線路；電子地圖上標(biāo)明了景區(qū)內(nèi)每一個(gè)景點(diǎn)和各種服務(wù)設(shè)施的準(zhǔn)確位置并為游客提供方便的查詢功能；游客每到達(dá)一個(gè)景點(diǎn)，導(dǎo)游機(jī)就會(huì)自動(dòng)播放相應(yīng)景點(diǎn)的語音或視頻介紹，省去了人工導(dǎo)游帶來的不便，詳細(xì)的景點(diǎn)介紹使游客對(duì)景點(diǎn)有更生動(dòng)、更深入的認(rèn)識(shí)，提高了游覽的質(zhì)量。電子導(dǎo)游系統(tǒng)在方便游客游覽的同時(shí)也方便了景區(qū)管理部門對(duì)游客及景區(qū)設(shè)施的管理，導(dǎo)游機(jī)上的高性能的 GPRS 無線通訊模塊可將游客位置信息及其它服務(wù)請(qǐng)求信息實(shí)時(shí)傳達(dá)到景點(diǎn)監(jiān)控中心的主機(jī)上，可以使景區(qū)管理部門更方便快捷地掌握景區(qū)內(nèi)的狀況，合理地引導(dǎo)游客以使景區(qū)設(shè)施得到充分利用。主機(jī)中強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)管理功能還可為景區(qū)管理者提

19、供輔助決策和管理，如進(jìn)行游客管理，旅游資源評(píng)價(jià)，旅游景區(qū)規(guī)劃，旅游銷售預(yù)測(cè)等。1.3 國內(nèi)外電子導(dǎo)游系統(tǒng)的研究狀況1.3.1 國外電子導(dǎo)游系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀上世紀(jì) 80 年代西方一些發(fā)達(dá)國家的博物館開始采用了非導(dǎo)游講解的電子講解器，在博物館等室內(nèi)展館，取代了人工導(dǎo)游以及因噪音大而影響它人游覽的高音喇叭。游客在展館入口處領(lǐng)取一臺(tái)講解器和一份說明書，游覽結(jié)束后自覺放回原處以便下一位游客繼續(xù)使用。這就是電子導(dǎo)游系統(tǒng)的雛形。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，電子導(dǎo)游此后得到逐步發(fā)展。美國馬薩諸塞州一家公司發(fā)明了一種便攜式電子導(dǎo)游，它儲(chǔ)存了包括美國大陸主要高速公路在內(nèi)的 35000 項(xiàng)數(shù)據(jù)資料。游人只要只需輸入所在州名、高

20、速公路、方向及最近的里程碑，便可獲得餐館、加油站、醫(yī)院、旅游景點(diǎn)等信息。除此之外，它還能提供地方高速公路交警的電話號(hào)碼以及當(dāng)?shù)靥鞖?、旅游公司、汽車旅館等有關(guān)情況?，F(xiàn)在，在美國、英國、法國、加拿大等國的一些旅游城市都有出租最先進(jìn)的電子導(dǎo)游，這種電子導(dǎo)游看上去和普通掌上電腦差不多，當(dāng)游客經(jīng)大學(xué)畢業(yè)論文4過相關(guān)景點(diǎn)時(shí)，這款電子導(dǎo)游就會(huì)播放一段該景點(diǎn)的語音介紹，告訴游客相關(guān)的歷史和故事。另外，電子導(dǎo)游還可以告訴你如何行車到達(dá)目的地，前方有什么景點(diǎn)、餐館或者酒店。這種電子導(dǎo)游最受外國游客和自駕游的朋友歡迎。1.3.2 我國電子導(dǎo)游的發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi)，電子導(dǎo)游還是一個(gè)新事物，2000 年，在廣西桂林漓江開始

21、出現(xiàn)電子導(dǎo)游，近幾年來國內(nèi)各個(gè)著名景點(diǎn)都開始引進(jìn)。但這些電子導(dǎo)游技術(shù)相對(duì)落后，主要還停留在數(shù)碼按鍵播放機(jī)和觸摸式視頻講解系統(tǒng)上。手持按鍵式導(dǎo)游機(jī)游客每到一個(gè)新的景點(diǎn)按一下相應(yīng)的鍵，才能聽到導(dǎo)游詞。而觸摸式視頻講解系統(tǒng)是一臺(tái)臺(tái)固定的導(dǎo)游點(diǎn)，游客通過觸摸屏上的按鈕，得到景區(qū)景點(diǎn)、售貨店鋪、餐館、旅館、交通出行等各方面的咨詢服務(wù)。這些電子導(dǎo)游只是一個(gè)聲音播放器或者一個(gè)信息搜索臺(tái)，真正意義上的電子導(dǎo)游應(yīng)該具有智能性，能夠完全取代人工導(dǎo)游?；镜闹悄芄δ苤辽僖ㄖ悄芤龑?dǎo)功能和自動(dòng)講解功能，智能引導(dǎo)功能可由提供路徑查詢的電子地圖來實(shí)現(xiàn)，電子地圖上標(biāo)有景區(qū)內(nèi)各個(gè)景點(diǎn)和服務(wù)設(shè)施的位置；自動(dòng)講解功能可通過 G

22、PS 定位實(shí)現(xiàn)，游客每到一個(gè)景點(diǎn)，定位模塊就可檢測(cè)到游客位置和景點(diǎn)位置距離小于某一范圍，從而準(zhǔn)確的為游客介紹。目前國內(nèi)此類智能化電子導(dǎo)游還未普及，產(chǎn)品性能還未成熟。只有北京的故宮、頤和園、北海公園等著名景區(qū)為游客提供智能導(dǎo)游機(jī)，智能電子導(dǎo)游的開發(fā)和應(yīng)用在國內(nèi)還處于起步階段。研究電子導(dǎo)游系統(tǒng)，使其更加智能化、實(shí)用化、商品化，趕超國際水平，對(duì)提高導(dǎo)游服務(wù)的質(zhì)量，促進(jìn)我國旅游業(yè)市場(chǎng)化進(jìn)程具有重要意義。大學(xué)畢業(yè)論文52 開發(fā)電子導(dǎo)游系統(tǒng)的技術(shù)支持2.1 位置服務(wù)2.1.1 位置服務(wù)定義位置服務(wù)的英文全稱是：Location Based Service，簡(jiǎn)稱 LBS。在國外也稱“Mobile Locat

23、ion Service（MLS） ”以突出其為移動(dòng)用戶服務(wù)的特點(diǎn)。關(guān)于位置服務(wù)的定義，許多通訊運(yùn)營商、內(nèi)容提供商、專業(yè)公司以及學(xué)術(shù)研究人員都分別從不同角度進(jìn)行描述，例如：（1）位置服務(wù)跟據(jù)用戶的即時(shí)需求和位置發(fā)布應(yīng)用（Autodesk，2000） 。（2）位置服務(wù)定義于這樣的移動(dòng)商業(yè)服務(wù)，即利用用戶移動(dòng)終端當(dāng)前位置提供的信息服務(wù)（Mobileinfo，2002） 。（3）移動(dòng)位置服務(wù)又稱定位服務(wù)，是通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)） ，在電子地圖平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)（GO2MAP，2001） 。（4）無線定位服務(wù)就是通過手機(jī)終端與無線網(wǎng)絡(luò)（GS

24、M、CDMA）相互配合，獲取用戶當(dāng)前的位置信息，并根據(jù)用戶需求，提供個(gè)性化的位置服務(wù)信息（中國聯(lián)合通信有限公司，2002） 。（5）位置服務(wù)是通過移動(dòng)通信網(wǎng)獲取移動(dòng)用戶的位置信息（經(jīng)緯度） ，然后提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)（中國移動(dòng)通信有限公司，2002） 。綜合以上定義，可以得出四點(diǎn)結(jié)論：1、確定用戶當(dāng)前位置是提供服務(wù)的基礎(chǔ)；2、服務(wù)的內(nèi)容與位置密切相關(guān)，是基于地理信息分析的結(jié)果；3、用戶利用移動(dòng)終端獲取服務(wù)；大學(xué)畢業(yè)論文64、服務(wù)內(nèi)容通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送到終端。因此，位置服務(wù)是一種移動(dòng)通信服務(wù)，它采用定位技術(shù)確定移動(dòng)用戶的當(dāng)前地理位置，利用地理信息分析和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向用戶提供與其位置相關(guān)的信

25、息服務(wù)。2.1.2 實(shí)現(xiàn) LBS 的前提定位技術(shù)定位是指在一個(gè)時(shí)空參照系中，確定物力實(shí)體的位置。對(duì)移動(dòng)終端的定位過程大致分為兩步：一是測(cè)量；二是計(jì)算。根據(jù)參照系統(tǒng)的不同，空間位置的描述分為三種：相對(duì)關(guān)系、地理坐標(biāo)和地址。2.1.2.1 GPS 簡(jiǎn)介基于移動(dòng)終端的定位最常用的是 GPS 定位，這種定位方案的技術(shù)基礎(chǔ)是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS） 。GPS 是隨著現(xiàn)代航天及無線通信科學(xué)技術(shù)的發(fā)展建立起來的一個(gè)高精度、全天候和全球性的無線導(dǎo)航定位、定時(shí)的多功能系統(tǒng)。GPS 由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶接收機(jī)三個(gè)部分構(gòu)成。GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)

26、主控站、五個(gè)監(jiān)測(cè)站和三個(gè)上行數(shù)據(jù)傳送站組成。GPS 接收機(jī)接到衛(wèi)星發(fā)來的定位信號(hào)，經(jīng)解擴(kuò)、解調(diào)和譯碼，得到衛(wèi)星星歷，根據(jù)星歷算出衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)時(shí)刻在空間的位置 X1（X1、Y1、Z1） ，接收機(jī)還以自己的時(shí)鐘（用戶鐘）為基準(zhǔn)，測(cè)量信號(hào)到達(dá)的時(shí)間 T1。用戶鐘和衛(wèi)星鐘是獨(dú)立時(shí)鐘，事先也未進(jìn)行同步，兩鐘的計(jì)時(shí)起點(diǎn)差為T，實(shí)際上，測(cè)得的時(shí)間 T1 是定位信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)的傳播時(shí)間 加上T，即為：電波傳送速度為光速 C，因此，可得到距離 R 為：R 并非衛(wèi)星和用戶間的真實(shí)距離，而是偽距離。假設(shè)原點(diǎn)位于地球球心，Z 軸指向北極，X 軸指向格林威治子午線，Y 軸垂直于 XOZ 面。R1 可表示為：（X、Y

27、、Z）是用戶或接收機(jī)在宇宙直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，由此可得：大學(xué)畢業(yè)論文7（X1、Y1、Z1）可由衛(wèi)星星歷求得，R 通過測(cè)量得到，這樣，式中只有四個(gè)未知量 X、Y、Z 和T，這正是要求的用戶坐標(biāo)及用戶鐘對(duì)衛(wèi)星鐘的時(shí)間差，如測(cè)量用戶到 4 顆衛(wèi)星的偽距離，即可得到 4 個(gè)未知數(shù)的解。2.1.2.2 輔助 GPS（Assisted GPS，A-GPS）定位方式現(xiàn)在對(duì)定位技術(shù)的精度要求越來越高，因此真正實(shí)用的定位技術(shù)是輔助 GPS（Assisted GPS，A-GPS）定位方式。其原理是：網(wǎng)絡(luò)收到 GPS 輔助信息，并將輔助信息發(fā)送到終端；終端得到 GPS 信息，計(jì)算并得出自身的精確位置，然后將位置信息

28、返回到網(wǎng)絡(luò)。這種解決方案是將傳統(tǒng) GPS 接收器的大部分功能轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)。該方式需要天線、位置測(cè)量單元（LMU）和數(shù)據(jù)處理器等設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)向終端發(fā)送一串極短的輔助信息，包括時(shí)間、可視衛(wèi)星清單、衛(wèi)星信號(hào)多普勒參數(shù)和碼相位搜索窗口。這些參數(shù)有助于內(nèi)置 GPS 模塊減少 GPS 信號(hào)獲得時(shí)間。輔助數(shù)據(jù)來自經(jīng)終端GPS 模塊處理后產(chǎn)生的偽距離數(shù)據(jù)，且可持續(xù)數(shù)分鐘。收到這些偽距離數(shù)據(jù)后，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)處理器或定位服務(wù)器能大致估算出終端的位置。網(wǎng)路增加必要的修正后可提高定位精度。這種定位方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以簡(jiǎn)化終端GPS 設(shè)備；縮短 GPS 定位時(shí)間并提高定位靈敏度，在較低信噪比也能成功進(jìn)行定位。2.2

29、 地理信息系統(tǒng)（GIS）2.2.1 地理信息系統(tǒng) GIS 簡(jiǎn)介地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是當(dāng)前快速發(fā)展的新興邊緣學(xué)科，GIS 是地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與管理科學(xué)等交叉一體的學(xué)科平臺(tái)。GIS 在計(jì)算機(jī)軟件、硬件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下，將地學(xué)空間數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，采用地理模型與空間分析方法，以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、采集、存儲(chǔ)、檢索、管理、操作、綜合分析、模擬、顯示與更新，為地理研究、宏觀決策與多目標(biāo)開發(fā)服務(wù)，可進(jìn)行多時(shí)相、多數(shù)據(jù)源、時(shí)空相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的分析。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下

30、，可構(gòu)建現(xiàn)實(shí)空間信息模型，可從視覺、計(jì)量和邏輯上對(duì)現(xiàn)實(shí)空間從功能上進(jìn)行模擬，對(duì)各類信息變化進(jìn)行仿真。它以高效的數(shù)據(jù)管理能力，成為目前一種有效的信息管理和決策工具，廣泛應(yīng)用于城市土地管理、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、大學(xué)畢業(yè)論文8防災(zāi)減災(zāi)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。2.2.2 GIS 技術(shù)簡(jiǎn)介地理信息系統(tǒng)是用于采集、存儲(chǔ)、處理、分析和顯示地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2.2.2.1 GIS 的特點(diǎn)1)所有的相關(guān)信息均按特定的坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的坐標(biāo)定位，對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)和管理。2)將多源的空間數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)分類、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化編碼，使其適應(yīng)計(jì)算機(jī)輸入輸出的要求，便于進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)和

31、自然資源、環(huán)境要素之間的對(duì)比和相關(guān)分析。3)具有圖形與數(shù)據(jù)雙向查詢檢索的基本功能，即既可實(shí)現(xiàn)圖形查屬性，又可實(shí)現(xiàn)屬性查圖形，并可提供用戶需要的空間分析數(shù)據(jù)。4)向用戶提供空間數(shù)據(jù)多因素空間分析、復(fù)合評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和模擬優(yōu)化等技術(shù)手段。5)GIS 與一般數(shù)據(jù)庫應(yīng)用有關(guān)，但又有較大的區(qū)別。在一個(gè) GIS 里的所有信息都與空間位置有關(guān)。一般數(shù)據(jù)庫也可能會(huì)包含位置信息(如：礦點(diǎn)位置)，但是，一般數(shù)據(jù)庫只使用地理參照來做存儲(chǔ)和訪問信息的主要方法。6)GIS 與其他的信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲(chǔ)處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置和該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。2.2.2.2 GIS 的

32、組成GIS 以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)包括執(zhí)行程序的中央處理器(CPU)、保存數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)輸入、顯示和輸出的外圍設(shè)備(如顯示器、打印機(jī)等)。軟件是支持?jǐn)?shù)據(jù)信總的采集、管理、再現(xiàn)和回答用戶問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析和處理的對(duì)象，也是構(gòu)成系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。用戶則包括系統(tǒng)的開發(fā)、管理和使用人員。2.2.2.3 GIS 的數(shù)據(jù)GIS 中的數(shù)據(jù)可分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)又稱地圖數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、空間信息，描述的是地理空間實(shí)體的位置、大小、形狀、方向等幾何特征，以及與相鄰物體的拓?fù)潢P(guān)系，由點(diǎn)、線、面組成，如地圖、大學(xué)畢業(yè)論文9

33、工程圖、規(guī)劃圖、航空與遙感影像等。屬性數(shù)據(jù)也稱屬性信息，是定義空間數(shù)據(jù)或特征所表示的內(nèi)容，描述該空間現(xiàn)象的其他特征，如地形地貌、溫濕度、降雨量、土地利用、居住人口、動(dòng)植物種類及其密度等。所有數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字化形式。2.2.2.4 GIS 的功能作為自動(dòng)信息處理和分析系統(tǒng)，GIS 具有以下幾大功能：（1）數(shù)據(jù)采集：主要用于獲取數(shù)據(jù)，包括現(xiàn)成的數(shù)字化數(shù)據(jù)、人工編碼、數(shù)字化地圖等，并保證數(shù)據(jù)在內(nèi)容上、空間上的完整性和一致性；（2）數(shù)據(jù)整理：包括數(shù)據(jù)核查、糾錯(cuò)、格式化和轉(zhuǎn)換等；（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：將不同來源、不同屬性的數(shù)據(jù)以恰當(dāng)?shù)男问酱鎯?chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，以方便查詢和分析；（4）數(shù)據(jù)查詢：以特定的請(qǐng)求來再現(xiàn)數(shù)

34、據(jù)信息；（5）空間分析：進(jìn)行數(shù)據(jù)的地理操作和轉(zhuǎn)換及統(tǒng)計(jì)分析，如緩沖區(qū)分析、空間插值分析、疊置分析；領(lǐng)域分析、網(wǎng)絡(luò)分析等；（6）結(jié)果展示：通過屏幕、打印、拷貝等形式來展示 GIS 所產(chǎn)生地圖、圖像、表格等多種形式的結(jié)果。因此，通過 GIS 能獲得以下信息：對(duì)象定位、特定條件、變化趨勢(shì)、空間模式及模擬結(jié)果2.2.2.5 組件式地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)（GIS）在發(fā)展過程中，充分吸取和利用其他領(lǐng)域的成熟技術(shù)，其中基于 ActiveX 組件式地理信息系統(tǒng)，因其價(jià)格低廉、使用方便、兼容性好、利于集成等優(yōu)點(diǎn)，很快受到各界的關(guān)注和青睞。所謂組件式 GIS，是指基于組件對(duì)象平臺(tái)，以一組具有某種標(biāo)準(zhǔn)通信接口的、

35、允許跨語言應(yīng)用的組件提供的 GIS，這種組件稱為 GIS 組件。GIS 組件之間以及 GIS 組件與其他組件之間可以通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口實(shí)現(xiàn)交互，這種交互甚至可以跨計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。組件式 GIS 具有二次開發(fā)方便、易于集成、無限擴(kuò)展等特點(diǎn)。組件式GIS 軟件平臺(tái)帶來了 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方式的變革，有利于提高二次開發(fā)的效率，增強(qiáng) GIS 系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的集成度，便于與其他信息系統(tǒng)集成，為其他信息系統(tǒng)提供地理信息處理功能。組件式 GIS 的基本思想是把GIS 的各大功能模塊劃分為幾個(gè)控件，每個(gè)控件完成不同的功能。各個(gè)GIS 控件之間，以及 GIS 控件與其它非 GIS 控件之間，可以方便地通過可

36、視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的 GIS 應(yīng)用。把 GIS 的功能適當(dāng)大學(xué)畢業(yè)論文10抽象，以組件形式供開發(fā)者使用，將會(huì)帶來許多傳統(tǒng) GIS 工具無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。（1）小巧靈活、價(jià)格便宜。組件化的 GIS 平臺(tái)集中提供空間數(shù)據(jù)管理能力，并且能以靈活的方式與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接。在保證功能的前提下，系統(tǒng)表現(xiàn)得小巧靈活，而其價(jià)格僅是傳統(tǒng) GIS 開發(fā)工具的十分之一，甚至更少。這樣，用戶便能以較好的性能價(jià)格比獲得或開發(fā) GIS 應(yīng)用系統(tǒng)。（2）無須專門 GIS 開發(fā)語言，直接嵌入開發(fā)工具。組件式 GIS 建立在嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)之上，不需要額外的 GIS 二次開發(fā)語言，只需實(shí)現(xiàn) GIS 的基本功能函數(shù)，按照

37、 Microsoft 的 ActiveX 控件標(biāo)準(zhǔn)開放接口。這有利于減輕GIS 軟件開發(fā)者的負(fù)擔(dān)，而且增強(qiáng)了 GIS 軟件的可擴(kuò)展性。（3）強(qiáng)大的 GIS 功能。新的 GIS 組件都是基于 32 位系統(tǒng)平臺(tái)的，采用了 InProc 直接調(diào)用形式，所以無論是管理大數(shù)據(jù)的能力還是處理速度方面均不比傳統(tǒng) GIS 軟件遜色。小小的 GIS 組件完全能提供拼接、裁剪、疊合、緩沖區(qū)等空間處理能力和豐富的空間查詢與分析能力。（4）開發(fā)簡(jiǎn)捷。由于 GIS 組件可以直接嵌入 MIS 開發(fā)工具中，對(duì)于廣大開發(fā)人員來講，就可以自由選擇他們熟悉的開發(fā)工具。而且，GIS 組件提供的 API 形式非常接近 MIS 工具的

38、模式，開發(fā)人員可以像管理數(shù)據(jù)庫表一樣熟練的管理地圖等空間數(shù)據(jù)，無須對(duì)開發(fā)人員進(jìn)行特殊的培訓(xùn)。在 GIS 或 GMIS 的開發(fā)過程中，開發(fā)人員可的素質(zhì)與熟練程度是十分重要的因素，這將使大量的 MIS 開發(fā)人員能夠較快地過渡到 GIS 或 GMIS 的開發(fā)工作中，從而大大加速 GIS 的發(fā)展。（5） 更加大眾化。組件式技術(shù)已經(jīng)成為了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以像使用其他 ActiveX 控件一樣使用 GIS 軟件，使非專業(yè)的普通用戶也能夠開發(fā)和集成 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)，推動(dòng)了 GIS 的大眾化進(jìn)程。組件式 GIS 的出現(xiàn)使GIS 不僅是專家們的專業(yè)分析工具，同時(shí)也成為普通用戶對(duì)地理相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的可視化工具

39、。2.3 通用分組無線業(yè)務(wù) GPRS2.3.1 GPRS 系統(tǒng)簡(jiǎn)介GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)（General Packet Radio System）的縮寫，是介于第二代和第三代之間的一種技術(shù)，通常稱為2.5G。GPRS采用與大學(xué)畢業(yè)論文11GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。因此，在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建GPRS系統(tǒng)時(shí)，GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動(dòng)，只需作軟件升級(jí)。有了GPRS，用戶的呼叫建立時(shí)間大大縮短，幾乎可以做到“永遠(yuǎn)在線”。此外， GPRS是以營運(yùn)商傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量而不是連接時(shí)間為基準(zhǔn)來計(jì)費(fèi)，從而令每個(gè)用戶的服務(wù)成本更低，

40、在不過多增加通訊費(fèi)用的基礎(chǔ)上達(dá)到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。該方案要求主機(jī)端通信服務(wù)器有一個(gè)公共的IP地址用于接收和發(fā)送GPRS數(shù)據(jù)。2.3.2 GPRS 網(wǎng)絡(luò)基本工作原理GPRS 是在原有的基于電路交換（CSD）方式的 GSM 網(wǎng)絡(luò)上引入兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：GPRS 服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN） 。SGSN 和 MSC 在同一等級(jí)水平，并跟蹤單個(gè) MS 的存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)安全功能和接入控制，并通過幀中繼連接到基站系統(tǒng)。GGSN 支持與外部分組交換網(wǎng)的互通，并經(jīng)由基于 IP 的 GPRS 骨干網(wǎng)和 SGSN 連通。圖 2.1 給出了GPRS 與 Internet 連接原理框圖。GPRS 終

41、端通過接口從客戶系統(tǒng)取得數(shù)據(jù)，處理后的 GPRS 分組數(shù)據(jù)發(fā)送到 GSM 基站。分組數(shù)據(jù)經(jīng) SGSN 封裝后，SGSN 通過 GPRS 骨干網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)支持接點(diǎn) GGSN 進(jìn)行通信。GGSN 對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)，如 Internet 或 X.25 網(wǎng)絡(luò)。圖 2.1 GPRS 與 Internet 連接原理圖若分組數(shù)據(jù)是發(fā)送到另一個(gè) GPRS 終端，則數(shù)據(jù)由 GPRS 骨干網(wǎng)發(fā)送到 SGSN，再經(jīng) BSS 發(fā)送到 GPRS 終端。2.3.3 GPRS 協(xié)議模型GPRS 網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要采用 Phase1 階段提供的 TCP/IP 和 X.25協(xié)議。移動(dòng)臺(tái)（MS）與 SGS

42、N 之間的 GPRS 分層協(xié)議模型如圖 2.1 所示。大學(xué)畢業(yè)論文12網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議MSSNDCLLCMAC物理鏈路RF 接口SNDCLLCLAPD物理鏈路LLRMACLAPD物理鏈路RF 接口物理鏈路UmRSSGbSGSN圖 2.1 GPRS 的協(xié)議模型1、 Um 接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層負(fù)責(zé)提供空中接口的各種邏輯信道。2、MAC 層的主要作用是定義和分配空中接口的 GPRS 邏輯信道，使這些信道能被不同的移動(dòng)臺(tái)共享。3、LLC 層為邏輯鏈路控制層。它是一種 HDLC 的無線鏈路協(xié)議。LLC 層基于高速數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程，生成完整的 LLC 幀。4、SNDC 為子網(wǎng)依賴結(jié)合層。它

43、的主要作用是確定 TCP/IP 地址和加密方式，以及完成傳送數(shù)據(jù)的分組、打包等任務(wù)。2.3.4 GPRS 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)作為第二代移動(dòng)通信技術(shù) GSM 向第三代移動(dòng)通信（3G）的一個(gè)過渡技術(shù)，GPRS 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：1、資源利用率高：GPRS 引入了分組交換的傳輸模式，使原來采用電路交換模式的 GSM 傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無線資源緊缺的情況下顯得尤為重要。按電路交換模式來說，在整個(gè)連接期中，用戶無論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨(dú)自占用信道。而對(duì)于分組交換模式，用戶只在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個(gè)用戶可高效率地共享同一信道，從而提高資源的利用率。GPRS 用戶的

44、計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少，支付多少”的原則。在實(shí)際應(yīng)用中（如電子導(dǎo)游的游客終端與通信服務(wù)器的 GPRS 無線連接） ，用戶的連接時(shí)間可能長達(dá)數(shù)小時(shí)，卻只需支付相對(duì)低廉的連接費(fèi)用。大學(xué)畢業(yè)論文132、傳輸速率高：GPRS 可提供高達(dá) 115Kbps 的傳輸速率（最高值為171.2Kbps，不包括 FEC-前向糾錯(cuò)控制） ，這意味著通過便攜式計(jì)算機(jī)，GPRS 用戶能與 ISDN 用戶一樣快速地上網(wǎng)瀏覽，同時(shí)使一些對(duì)傳輸速率敏感的移動(dòng)多媒體應(yīng)用成為可能。3、接入時(shí)間短：分組交換接入時(shí)間縮短為少于 1s，能提供快速即時(shí)的連接，可大幅度提高一些事務(wù)的效率，并可使已有的因特網(wǎng)應(yīng)用（如

45、 E-mail、網(wǎng)頁瀏覽等）操作更為便捷、流暢。4、支持協(xié)議：GPRS 支持因特網(wǎng)應(yīng)用最為廣泛的 IP 和 X.25 協(xié)議。而且由于 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大，使得 GPRS 能提供因特網(wǎng)和其他分組網(wǎng)絡(luò)的全球性無線接入。3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想3.1.1 注重系統(tǒng)的開放性開放式系統(tǒng)為開發(fā)者提供了一種可以讓開發(fā)者按照開放式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)的思想。本論文主要論述一個(gè)基于 GPS 定位的智能電子導(dǎo)游系統(tǒng)模型，注重系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開放性，可以使不同景點(diǎn)用戶根據(jù)自身特點(diǎn)對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，以適應(yīng)不同的要求。3.1.2 以數(shù)據(jù)為核心在電子導(dǎo)游應(yīng)用過程中，最重要的就是游客的位置信息，游

46、客流量信息及游客狀態(tài)信息，這些信息不但在自動(dòng)導(dǎo)游中極為重要，而且是景點(diǎn)部門進(jìn)行進(jìn)一步商業(yè)分析的基礎(chǔ)。因此在數(shù)據(jù)傳輸過程中應(yīng)盡量保證數(shù)據(jù)的大學(xué)畢業(yè)論文14完整性，在數(shù)據(jù)建庫中要充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫技術(shù)的最新進(jìn)展，綜合采用數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)；在系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)施過程中要充分考慮數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新策略；建立完善的元數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)字典，保證數(shù)據(jù)的開放性。3.1.3 遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)原則3.1.3.1 規(guī)范化原則系統(tǒng)內(nèi)容、數(shù)據(jù)分類與編碼、精度、標(biāo)準(zhǔn)等都完全參照已有的國家標(biāo)準(zhǔn)。3.1.3.2 實(shí)用性原則設(shè)計(jì)中充分考慮與現(xiàn)有系統(tǒng)的接口，保護(hù)現(xiàn)有投資，使系統(tǒng)的投資少，開發(fā)周期短，操作簡(jiǎn)單易學(xué)。3.1.3.3 可移植性和

47、可擴(kuò)充性原則系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上充分考慮系統(tǒng)功能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的擴(kuò)展性；以滿足日益增長的業(yè)務(wù)需求。應(yīng)支持二次開發(fā)，支持細(xì)節(jié)功能的擴(kuò)展。3.1.3.4 安全保密性原則系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，如數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)建庫及文件管理等應(yīng)以安全性保密性為首要原則。3.2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)3.2.1 總體框架如圖 3.1。本系統(tǒng)包括若干游客手持的 GPS 電子導(dǎo)游機(jī)和景點(diǎn)監(jiān)控中心的主機(jī)，游客端主要功能模塊為 GPS 接收模塊（接收和處理 GPS 衛(wèi)星發(fā)來的位置數(shù)據(jù)）以及 GPRS 通信模塊（負(fù)責(zé)游客端與主機(jī)端的數(shù)據(jù)傳輸，期間需要租用中國移動(dòng)公司的 GPRS 業(yè)務(wù)，經(jīng)移動(dòng)運(yùn)營的通信服務(wù)器通過Internet 與主機(jī)連

48、接） 。監(jiān)控中心主機(jī)端主要包括通信服務(wù)器（專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信） 、GIS 地理信息服務(wù)器（負(fù)責(zé)處理 GIS 數(shù)據(jù)、響應(yīng)游客的服務(wù)請(qǐng)求及輔助決策等事務(wù)）和信息數(shù)據(jù)庫（存儲(chǔ)由各環(huán)節(jié)生成的各種數(shù)據(jù)并進(jìn)行管理。大學(xué)畢業(yè)論文15GPS 衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)有待以后統(tǒng)計(jì)分析游客手持導(dǎo)游機(jī)請(qǐng)求位置信息GPS 數(shù)據(jù)通信服務(wù)器GPRS顯示游客機(jī)信息和發(fā)送指令通過電子地圖顯示當(dāng)前位置并且執(zhí)行服務(wù)器發(fā)送的指令以 GPRS 技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)移動(dòng)通信運(yùn)營商服務(wù)器基站與導(dǎo)游系統(tǒng)主機(jī)通過Internet 進(jìn)行連接GIS 地理信息服務(wù)器圖 3.1 電子導(dǎo)游系統(tǒng)的總體框圖3.2.2 游客端模塊組成與功能3.2.2.1 游客端模塊組

49、成游客端由一臺(tái) PDA 集成各個(gè)功能（如圖 3.3 中的導(dǎo)航 PDA） ，或通過開發(fā)板開發(fā)。各個(gè)功能模塊如圖 3.2 所示。GPS 接收模塊由 GPS 芯片組和 GPS 接收天線組成，負(fù)責(zé)獲取游客當(dāng)前的位置信息數(shù)據(jù)（具體參考 RFC(Request For Comments) 0183 文檔和NEMA 協(xié)議。 ） ，并送信息處理模塊進(jìn)行處理，得出結(jié)果后經(jīng) GPRS 通信模塊大學(xué)畢業(yè)論文16將位置信息打包后送監(jiān)控中心的主機(jī)。GPRS 通信模塊負(fù)責(zé)通過內(nèi)置的無線Modem 與通信服務(wù)器進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)傳送游客的位置信息及其他數(shù)據(jù)信息，此模塊包含一個(gè) SIM 卡插槽，每個(gè)游客機(jī)都應(yīng)該有一個(gè)唯一的移動(dòng)

50、IP 地址，才能通過 GPRS 進(jìn)行通信，因此，一張開通了無線上網(wǎng)業(yè)務(wù)的 SIM 卡是區(qū)別游客機(jī)的唯一標(biāo)識(shí)，也是游客機(jī)通過 GPRS 上網(wǎng)的“通行證” 。景點(diǎn)介紹多媒體模塊由一組 Flash 存儲(chǔ)芯片和用作數(shù)據(jù)更新的 USB 接口或RS232 串行接口組成，它接收信息處理模塊的指令播放響應(yīng)的景點(diǎn)介紹，而管理部門需要修改景點(diǎn)介紹內(nèi)容或需要對(duì)游客機(jī)進(jìn)行軟件升級(jí)時(shí)，可通過 USB 接口（或 RS232 接口）進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。輸入輸出設(shè)備為彩色觸摸屏（若考慮降低成本可換為鍵盤和彩色液晶顯示器） ，通過專門的 I/O 數(shù)據(jù)接口與游客機(jī)的總線連接，用來顯示電子地圖和其它信息以及執(zhí)行游客的各項(xiàng)操作。以上各個(gè)

51、模塊都與信息處理模塊中微處理器的三大總線連接形成一個(gè)功能完整的整體。鑒于開發(fā)周期的原因，游客機(jī)最好由硬件開發(fā)商進(jìn)行集成開發(fā)以降低成本。信息處理模塊（微處理器及輔助功能芯片）GPS 接收模塊（芯片組及天線）GPRS 通信模塊（芯片組、SIM卡插槽及天線）景點(diǎn)介紹多媒體模塊（閃存芯片及數(shù)據(jù)交換接口）輸入輸出設(shè)備及其接口電路（鍵盤和彩色液晶顯示器或彩色觸摸屏）電源及電源管理電路圖 3.2 游客端組成模塊圖大學(xué)畢業(yè)論文17圖 3.3 PDA 導(dǎo)航系統(tǒng)3.2.2.2 游客端實(shí)現(xiàn)的功能游客端是本系統(tǒng)的用戶前臺(tái)，雖然大部分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)都由主機(jī)端完成，但導(dǎo)游中的主要功能還是需要在游客端實(shí)現(xiàn)。游客機(jī)上針對(duì)導(dǎo)游服

52、務(wù)的功能如圖 3.4 所示。本圖反映了游客機(jī)所實(shí)現(xiàn)的最基本的導(dǎo)游功能。1、信息查詢功能，包括了一些景點(diǎn)、服務(wù)設(shè)施等信息的查詢，如游客需要住宿，通過導(dǎo)游機(jī)就可以通過與主機(jī)端的實(shí)時(shí)連接查詢最近的賓館以及預(yù)定房間。2、電子地圖功能，這個(gè)功能是導(dǎo)游過程中最重要也是最有幫助的功能，電子地圖可通過 JAVA 嵌入式編程，由 MapInfo 軟件實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)更新和顯示瀏覽，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的放大、縮小和平移等操作。而游客的位置、移動(dòng)方向等信息則需要主機(jī)端 GIS 服務(wù)器的計(jì)算，然后通過 GPRS 信號(hào)下傳到游客機(jī)上，在游客機(jī)的電子地圖上顯示。3、專題地圖，專題地圖可方便游客找到自己所關(guān)心的信息，它也可以實(shí)現(xiàn)

53、分景點(diǎn)地圖顯示。這個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)也由 MapInfo 來完成。4、路徑分析，此功能為游客提供最佳游覽路徑的選擇。主要計(jì)算工作在主機(jī)端完成，GIS 服務(wù)器會(huì)根據(jù)游客輸入的路徑查詢命令運(yùn)行最短路徑計(jì)算程序（最短路徑搜索算法）計(jì)算出最佳路徑，發(fā)給游客機(jī)顯示。5、景點(diǎn)介紹，在自助導(dǎo)游中，景點(diǎn)的介紹工作需要由導(dǎo)游機(jī)來完成，若要實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)游，景點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別和介紹是必須的。游客機(jī)將游客的 GPS 定位數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS 傳輸?shù)街鳈C(jī)端，由服務(wù)器計(jì)算游客位置坐標(biāo)，若主機(jī)檢測(cè)到游客位置坐標(biāo)與景點(diǎn)的位置坐標(biāo)小于某一值（依設(shè)備的 GPS 定位精度而定） ，則主機(jī)會(huì)向游客機(jī)發(fā)送播放命令，游客機(jī)會(huì)根據(jù)主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)中包含的景點(diǎn)

54、編號(hào)播放對(duì)應(yīng)的景點(diǎn)介紹。6、信息存儲(chǔ)更新，地圖信息，景點(diǎn)信息，景大學(xué)畢業(yè)論文18點(diǎn)介紹的多媒體數(shù)據(jù)等需要事先在游客機(jī)中存儲(chǔ)好，這需要對(duì)游客機(jī)中各種信息進(jìn)行管理，并在必要時(shí)對(duì)信息進(jìn)行更新。信息查詢1 景點(diǎn)列表2 賓館3 購物4 游客守則5 服務(wù)電話6.2.1 賓館 A2.2 賓館 B2.3 賓館 C2.4存儲(chǔ)空間管理文件分類景點(diǎn)介紹映射專題地圖映射I/O 接口控制自定義更新游客機(jī)的功能（最小模式）電子地圖專題地圖路徑分析放大縮小平移1.1 景點(diǎn)圖 A1.2 景點(diǎn)圖 B1.3 景點(diǎn)圖 C1.4 1 起點(diǎn)輸入2 終點(diǎn)輸入3 最短路徑 算法 4 到最近賓館 5 到最近商店6. 景點(diǎn)介紹信息存儲(chǔ)更新音頻

55、視頻景點(diǎn)編號(hào)1 景點(diǎn) A2 景點(diǎn) B3 景點(diǎn) C41 景點(diǎn)分布圖2 線路分布圖3 設(shè)施分布圖4圖 3.4 游客機(jī)功能圖3.2.3 監(jiān)控中心主機(jī)組成與功能3.2.3.1 監(jiān)控中心主機(jī)的組成監(jiān)控中心主機(jī)包括應(yīng)用服務(wù)器（包括通信服務(wù)器、GIS 地理信息服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器） 、監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)輸出和備份設(shè)備（打印機(jī)和磁帶機(jī)）組成。如圖 3.5 所示。本系統(tǒng)中游客機(jī)信息處理能力有限，因此需要做到“瘦”客戶端模式，將路徑分析、信息查詢等計(jì)算量較大的工作放到主機(jī)端來完成。這就需要系統(tǒng)中服務(wù)器端必須具有大吞吐量的數(shù)據(jù)處理和傳輸能力，還需要有完備大學(xué)畢業(yè)論文19的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理能力。系統(tǒng)中的通信服務(wù)器通過 DD

56、N 專線與 GPRS 無線通信服務(wù)的提供商通信服務(wù)器高速連接，專門負(fù)責(zé)與移動(dòng)通信服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。GIS 地理信息服務(wù)器安裝 GPS 數(shù)據(jù)處理軟件和地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，負(fù)責(zé)將從通信服務(wù)器發(fā)來的游客位置信息進(jìn)行處理后存入數(shù)據(jù)庫，同時(shí)一方面將處理好的游客位置信息經(jīng)通信服務(wù)器打包處理后發(fā)給游客機(jī)顯示，另一方面通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將游客坐標(biāo)顯示在監(jiān)控終端的電子地圖上。數(shù)據(jù)庫中的信息定期通過磁帶機(jī)進(jìn)行備份以待日后統(tǒng)計(jì)分析，并由打印機(jī)輸出日志文件。生成通 信服務(wù)器GIS 地理信息服務(wù)器對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理專門進(jìn)行通信擁有公網(wǎng) IP 地址通過 DDN 專線與Internet 高速連接信息數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)有待以后統(tǒng)

57、計(jì)分析打印機(jī)和磁帶機(jī)日志文件監(jiān)控終端值班人員監(jiān)控席圖 3.5 監(jiān)控中心主機(jī)構(gòu)成大學(xué)畢業(yè)論文203.2.3.2 監(jiān)控中心主機(jī)的功能監(jiān)控中心主機(jī)的功能如圖 3.6 所示。監(jiān)控中心主要由三個(gè)模塊組成，即通信模塊、GIS 管理模塊和信息數(shù)據(jù)庫及信息備份模塊。通信模塊功能是對(duì)游客機(jī)發(fā)來的信息數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)、解碼，然后分發(fā)到 GIS 服務(wù)器相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)通信服務(wù)器按照事先擬定好的通信協(xié)議進(jìn)行編碼后發(fā)給游客機(jī)。GIS 管理模塊是本系統(tǒng)的核心，它一方面負(fù)責(zé)處理游客機(jī)發(fā)來的服務(wù)請(qǐng)求（主要是計(jì)算路徑和查詢） ，另一方面 GIS 模塊需要對(duì)整個(gè)景區(qū)內(nèi)的游客機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，顯示游客的位置，并適時(shí)指

58、示游客機(jī)播放景點(diǎn)介紹。另外還要求實(shí)現(xiàn)一些 GIS 基本操作，如放大、縮小、漫游等操作。信息數(shù)據(jù)庫主要完成信息的存儲(chǔ)和管理工作，存放游客管理信息（身份識(shí)別、住宿餐飲服務(wù)請(qǐng)求信息、投訴等） 、游客位置信息、歷史紀(jì)錄等。信息數(shù)據(jù)庫每日自動(dòng)形成日志文件并由打印機(jī)打印。一些有分析價(jià)值的數(shù)據(jù)由磁帶機(jī)備份，這樣既可以留作日后對(duì)各景點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估分析，又提高了系統(tǒng)的安全性。GPRS 通訊接口校驗(yàn)發(fā)送解碼編碼分發(fā)GIS 管理1、 基本操作2、 路徑顯示3、 查詢服務(wù)4、 游客管理5、 輔助決策數(shù)據(jù)庫1、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)2、 數(shù)據(jù)管理3、 備份數(shù)據(jù)監(jiān)控中心顯示屏圖 3.6 監(jiān)控中心主機(jī)功能圖大學(xué)畢業(yè)論文214 電子導(dǎo)游系統(tǒng)

59、詳細(xì)設(shè)計(jì)4.1 旅游信息數(shù)據(jù)庫的建立數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)組織和管理是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心，它直接影響其工作效率和用戶的使用。因此，數(shù)據(jù)庫的建立是旅游信息系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)最基本和最重要的任務(wù)。4.1.1 基礎(chǔ)圖庫的建立在電子導(dǎo)游系統(tǒng)中所用到的電子地圖是矢量圖，主要圖層表如表 4.1所示表 4.1 系統(tǒng)圖層Rode Cross SceneryHotelMarket折線形式點(diǎn)形式點(diǎn)形式點(diǎn)形式點(diǎn)形式道路網(wǎng)絡(luò)圖十字路口圖景點(diǎn)分布圖賓館分布圖商場(chǎng)分布圖圖層名稱 地圖形式 存儲(chǔ)名稱與地理坐標(biāo)關(guān)聯(lián)的旅游信息圖網(wǎng)建立方法是：在 MapInfo 中對(duì)本地區(qū)比例旅游圖的掃描圖上進(jìn)行道路、景點(diǎn)的矢量化并建立相應(yīng)的庫表，通過地理編

60、碼和編程給圖中對(duì)象的 x、y 坐標(biāo)字段賦值。表 4.2 是道路網(wǎng)絡(luò)圖層的表結(jié)構(gòu)。表 4.2 道路網(wǎng)絡(luò)圖的表結(jié)構(gòu)大學(xué)畢業(yè)論文22字段 說明 類型 長度 關(guān)鍵詞Rode_no 路段編號(hào) char 6 主鍵Rode_name 路段 char 20 S_point 始結(jié)點(diǎn)號(hào) char 6 外鍵E_point 終結(jié)點(diǎn)號(hào) char 6 外鍵S_x 始結(jié)點(diǎn) X 坐標(biāo) floatS_y 始結(jié)點(diǎn) Y 坐標(biāo) floatE_x 終結(jié)點(diǎn) X 坐標(biāo) floatE_y 終結(jié)點(diǎn) Y 坐標(biāo) floatLen 路段長度（米） float與圖形無關(guān)的屬性表，如旅游資源信息、景區(qū)內(nèi)交通信息、住宿餐飲娛樂信息等，采用數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。4