基于GPS的移動(dòng)動(dòng)態(tài)服務(wù)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

基于GPS的移動(dòng)動(dòng)態(tài)服務(wù)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案摘要：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商已經(jīng)為人們提供了最廣泛使用的通信手段。作為擴(kuò)大在這個(gè)領(lǐng)域的一次嘗試，我們提出并開發(fā)一個(gè)基于GPS的移動(dòng)服務(wù)定位系統(tǒng)，以幫助處在不同行業(yè)的個(gè)人，找到地址，并通過手中的移動(dòng)設(shè)備提供個(gè)性化服務(wù)。值得一提的是，所提出的系統(tǒng)能夠確定所希望的服務(wù)地址和用戶之間的位置的大概距離。該系統(tǒng)是靈活的、可擴(kuò)展的，并且容易添加新的移動(dòng)服務(wù)提供商和服務(wù)。一個(gè)主要的區(qū)別于現(xiàn)有的同類系統(tǒng)亮點(diǎn)是該系統(tǒng)是是GPS為基礎(chǔ)的，而不是基于移動(dòng)服務(wù)提供商，以至于能提供更準(zhǔn)確的定位計(jì)算。關(guān)鍵詞：移動(dòng)定位服務(wù)系統(tǒng),全球定位系統(tǒng),LBS,移動(dòng)定位,無線通信1介紹在這個(gè)通信行業(yè)競爭的年代，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商不斷尋求和創(chuàng)新方法來創(chuàng)造差異化和增加利潤（2002年的Hjelm，Lindgren公司，以及2001的Kalakota和Robinson公司）。其中一個(gè)最好的和最有效的方式來是通過提供高度個(gè)性化的服務(wù)。個(gè)性化移動(dòng)服務(wù)最有效的方法之一是基于位置定制服務(wù)。手機(jī)定位的目的是提供基于位置的服務(wù)（LBS），包括無線緊急服務(wù)、查找最近的急診，公共、私人和社會(huì)服務(wù)，以及最近的服務(wù)提供商有效地使用移動(dòng)設(shè)備建應(yīng)用程序的過程中保持連接過慢，價(jià)格低廉，不可靠的網(wǎng)絡(luò)（伯納姆，2001年5月）服務(wù)。本文描述了嘗試建立一個(gè)這樣的系統(tǒng)。在通信中，移動(dòng)定位和移動(dòng)位置有時(shí)可以互換使用，緊急的地方，如醫(yī)院，診所和藥店，或私人服務(wù)地點(diǎn)或者如餐廳，商店，商場(chǎng)等公眾場(chǎng)合和政府服務(wù)地點(diǎn)所需的服務(wù)范圍均可以，但他們實(shí)際上是兩個(gè)不同的叫法。移動(dòng)定位是指確定一個(gè)移動(dòng)設(shè)備的位置。移動(dòng)位置是指來自于移動(dòng)的定位操作的位置的估計(jì)。移動(dòng)定位可以分為兩大類-基于網(wǎng)絡(luò)和基于手機(jī)的定位。1.1基于網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)定位此類別中被稱為“基于網(wǎng)絡(luò)的”，因?yàn)橐苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)中，基于網(wǎng)絡(luò)的位置確定設(shè)備（PDE）也用于定位移動(dòng)用戶。最簡單的定位移動(dòng)用戶方法之一是利用SS7網(wǎng)絡(luò)位置定位（Kaasinen，2003；Jagoe，2002）。1.2手機(jī)移動(dòng)定位此類別中被稱為“手機(jī)移動(dòng)定位”，因?yàn)槭謾C(jī)本身就是定位用戶的主要手段。網(wǎng)絡(luò)是用來在移動(dòng)設(shè)備中的位置估計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)量和基于手機(jī)的位置確定算法的基礎(chǔ)上提供援助至最后決定的。STK允許SIM卡（其中可能包含額外的定位算法）和位置服務(wù)器應(yīng)用程序（其中可能包含額外的算法，以協(xié)助在移動(dòng)定位）之間的通信。手機(jī)定位技術(shù)（ChenandKotz，2000）也可以被嵌入到定位程序中?；诰W(wǎng)絡(luò)的GSM和ANSI-41也可以使用GSMMAP，ATI，以及位置要求（PosReq）的消息，幫助實(shí)現(xiàn)移動(dòng)定位。這些移動(dòng)程序需要一個(gè)LBS應(yīng)用中間件來為業(yè)務(wù)控制功能（SCF）向HLR位置信息推出消息（MAPATI或PosReq的版）。該HLR可能會(huì)響應(yīng)請(qǐng)求來源（COO）或更精確的信息，例如定時(shí)提前發(fā)送信息（TA）或網(wǎng)絡(luò)測(cè)試報(bào)告（NMR）來作為在GSM的情況下的反饋。LBS中間件基于位置的服務(wù)使用方便，這個(gè)功能元素作為網(wǎng)關(guān)或一個(gè)樞紐位置。其中最明顯的技術(shù)是LBS定位，以及最廣泛認(rèn)可的系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)（GPS）。地理數(shù)據(jù)的任何位置的系統(tǒng)的一個(gè)重要方面都必須有一個(gè)位置管理函數(shù)來處理以LBS應(yīng)用定位和GIS數(shù)據(jù)位置管理作為設(shè)備定位和LBS基礎(chǔ)設(shè)施之間的網(wǎng)關(guān)。在本文中，我們將回顧現(xiàn)有的流程在移動(dòng)定位的應(yīng)用，然后描述了一種新型、高效、靈活、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的系統(tǒng)——一個(gè)基于GPS的移動(dòng)服務(wù)定位系統(tǒng)來促進(jìn)這樣一個(gè)過程?；贕PS的移動(dòng)服務(wù)定位系統(tǒng)在緊急情況下能找到最近的公共、私人和社會(huì)服務(wù)，以及最近的服務(wù)提供商來有效地使用移動(dòng)設(shè)備。2相關(guān)工作基于位置服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，特別是支持WAP的手機(jī)，目前在市場(chǎng)上突出。基于位置的系統(tǒng)領(lǐng)域的研究已經(jīng)持續(xù)了十多年。尋呼機(jī)系統(tǒng)是最舊的應(yīng)用程序提供的人員的位置的常規(guī)方法之一。為了能找到某個(gè)人，信號(hào)由一個(gè)中央設(shè)備解決特定的接收器單元（呼叫器）產(chǎn)生并發(fā)出。此外，它可能會(huì)顯示號(hào)碼以便收件人可致電發(fā)件人。有些系統(tǒng)允許聲樂的消息被傳回回?fù)芴?hào)碼。收件人可以使用傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)來回調(diào)到確認(rèn)信號(hào)，并提供適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。早期的工作，如活動(dòng)地點(diǎn)證章系統(tǒng)，采用了紅外線技術(shù)來提供產(chǎn)品在室外定位跟蹤，使用了GSM和全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)。這種基于位置的服務(wù)是真的部分手機(jī)。另外一些其他的商業(yè)產(chǎn)品，如IntelliWhere，Webraska，Openwave，ESRI等被視為手機(jī)應(yīng)用地理參考。其他一些相關(guān)產(chǎn)品，側(cè)重于部分功能，如用戶交互（可以顯示在一個(gè)游戲場(chǎng)景）。一個(gè)例子是上下文感知的游戲（Romero等人2004年提出）。第一款商業(yè)位置感知游戲由新加坡SingTel在2004年推出的。槍手游戲是一個(gè)多玩家的網(wǎng)絡(luò)游戲，玩家四處移動(dòng)，并最終跟蹤和參與他們的位置附近的其他玩家（“敵人”）內(nèi)。最近的研究，提供基于位置的服務(wù)正日益變得多樣化和廣泛運(yùn)用。例如指南項(xiàng)目（Cheverst）和數(shù)碼指南（Abowd1997年提出）。這些應(yīng)用大多使用位置感知的方法，這意味著應(yīng)用程序的行為是基于其自身的位置的跟蹤服務(wù)（MarmasseSchmandt在2003提出）。在確保安全的前提下，兒童或老人這部分是市售的。在一般情況下，位置是移動(dòng)終端的動(dòng)態(tài)屬性。追蹤位置具有很大的應(yīng)用前景，范圍從車隊(duì)?wèi)?yīng)用程式到移動(dòng)商務(wù)服務(wù)。車隊(duì)?wèi)?yīng)用程式通常需要跟蹤車輛，知道其下落以及其經(jīng)營為目的的業(yè)主公司。跟蹤也可用于在移動(dòng)的商業(yè)服務(wù)，移動(dòng)用戶可以跟蹤和提供預(yù)定自己所希望的信息（如男士西裝接近用戶的當(dāng)前位置在商店出售的通知）。移動(dòng)定位技術(shù)對(duì)無線的緊急服務(wù)也至關(guān)重要。GPS提供了良好的基礎(chǔ)設(shè)施，以找到共同的坐標(biāo)，但不提供網(wǎng)站訪問或所需位置的詳細(xì)信息。此外，當(dāng)涉及到高分辨率的位置圖像的時(shí)候，它的用戶體驗(yàn)不是很好，。另一方面移動(dòng)應(yīng)用被認(rèn)為是以提供詳細(xì)的信息或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)的最佳的用戶友好型的應(yīng)用程序。3提出的系統(tǒng)在市場(chǎng)上的大多數(shù)應(yīng)用程序不是用戶友好型的，不能提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，也不允許通過多種方式來訪問數(shù)據(jù)，比如短信、網(wǎng)絡(luò)接入和實(shí)時(shí)反饋給請(qǐng)求者?，F(xiàn)在提出的系統(tǒng)是為了解決這樣的缺陷。使用手機(jī)服務(wù)提供商找到的注冊(cè)服務(wù)請(qǐng)求者。這是沒有必要有一個(gè)為請(qǐng)求者能夠使用SMS來請(qǐng)求服務(wù)的位置的互聯(lián)網(wǎng)連接。這是一個(gè)基于位置的服務(wù)提供商。它不同于許多其他類型的移動(dòng)服務(wù)，因?yàn)樗恢皇窃谶@個(gè)意義上與用戶進(jìn)行互動(dòng)，它還可以在移動(dòng)中使用。此外，它考慮到了可能會(huì)影響該地點(diǎn)的物理環(huán)境（例如，背景噪聲，照明，天氣）使用的情況。3.1通信方案通信情況下檢索信息提供者提供，這是用來檢索到所請(qǐng)求的服務(wù)的服務(wù)的服務(wù)器發(fā)送一條SMS的移動(dòng)位置。在這方面有兩種可能出現(xiàn)的情況。3.1.1首次提出方案（基于網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)定位技術(shù)）用戶使用自己的手機(jī)，請(qǐng)求服務(wù)，詢問最近的可以提供的位置服務(wù)。1)擬建手機(jī)應(yīng)用程序獲取用戶的移動(dòng)位置移動(dòng)服務(wù)并發(fā)送提供商。2)與當(dāng)前用戶位置的SMS請(qǐng)求一起發(fā)送到服務(wù)中心。3)服務(wù)商的服務(wù)器發(fā)送一條SMS用戶的反饋信息，提示根據(jù)用戶的請(qǐng)求和位置的可用服務(wù)。3.1.2第二次提出方案（基于手機(jī)的移動(dòng)定位技術(shù)）1)應(yīng)用程序發(fā)送短信/彩信，手機(jī)服務(wù)提供商要求手機(jī)當(dāng)前位置。2)手機(jī)服務(wù)提供商發(fā)送SMS/MMS回手機(jī)的當(dāng)前位置。3)應(yīng)用程序解析短信/彩信，然后發(fā)送短信服務(wù)的服務(wù)器，以獲得所要求的服務(wù)位置。4)服務(wù)器發(fā)送短信請(qǐng)求的服務(wù)位置。第一個(gè)方案中僅僅是最近的塔，而不是精確的坐標(biāo)，出現(xiàn)這一結(jié)果是因?yàn)槭窃诓粶?zhǔn)確的測(cè)定位置的服務(wù)的基礎(chǔ)上確定的位置。第二個(gè)的方案給出了一個(gè)更準(zhǔn)確的位置的信息和更快的選擇。它是基于“手機(jī)定位技術(shù)”，用戶使用的手機(jī)被用以確定正確的定位位置。因此，第二個(gè)方案被采用。3.2系統(tǒng)架構(gòu)方案（B）圖1示出了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的提出的方案（B）。它由移動(dòng)服務(wù)塔，移動(dòng)服務(wù)塔服務(wù)器組件，平板電腦，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，使用SMS作為通信介質(zhì)和應(yīng)用程序組成的服務(wù)器。3.3硬件和軟件要求對(duì)硬件的要求是：1)一個(gè)GSM調(diào)制解調(diào)器：GSM調(diào)制解調(diào)器可外接調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，一臺(tái)安裝有PC卡的筆記本電腦，或一部GSM標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)。2)一個(gè)手機(jī)（手機(jī)）：支持GSM的平板電腦或掌上電腦。3)一個(gè)服務(wù)器：1GBRAM3.0GHz的英特爾奔騰服務(wù)器。圖1系統(tǒng)架構(gòu)圖4)SIM卡：GSMSIM卡。支持（900,1850,950）。該軟件的要求是：1)移動(dòng)測(cè)距儀電池元件。2)移動(dòng)的測(cè)距儀服務(wù)器組件。3)數(shù)據(jù)庫客戶端-MSSQL數(shù)據(jù)庫客戶端。4)服務(wù)器操作系統(tǒng)：windows操作系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下四個(gè)系統(tǒng)接口，這是由IEEE標(biāo)準(zhǔn)：1)硬件接口，通過該用戶的手機(jī)（移動(dòng)）的使用的元件提供商通過（一）發(fā)送SMS程序包通過SIM卡檢索聽筒的位置進(jìn)行通信;（二）服務(wù)器的GSM網(wǎng)關(guān)調(diào)制解調(diào)器使用檢索到所請(qǐng)求的服務(wù)的手機(jī)的當(dāng)前位置進(jìn)行通信。2)軟件界面的手機(jī)供應(yīng)商。在這里，客戶端應(yīng)用程序組件與手機(jī)提供商檢索聽筒位置的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。3)通信接口，在通信接口中通信是通過短信發(fā)送，使用手機(jī)供應(yīng)商的SIM卡。也與手機(jī)的當(dāng)前的位置通信，以便檢索所請(qǐng)求的服務(wù)的服務(wù)器網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用程序組件。4)圖形用戶界面包括下列各項(xiàng)：圖2系統(tǒng)的環(huán)境圖客戶端接口在移動(dòng)設(shè)備允許用戶從當(dāng)前的位置請(qǐng)求某些服務(wù)。服務(wù)器，允許服務(wù)提供商注冊(cè)、更新服務(wù)信息、收集統(tǒng)計(jì)客戶要求這項(xiàng)服務(wù)的數(shù)據(jù)。在服務(wù)器上，允許系統(tǒng)管理員可以添加、維護(hù)和管理服務(wù)和用戶系統(tǒng)上的桌面界面。4實(shí)現(xiàn)移動(dòng)測(cè)距儀系統(tǒng)，其實(shí)施要求如下。硬件要求：-裝有Windows操作系統(tǒng)的移動(dòng)系統(tǒng)（2003或以上）的手機(jī)。-GPS接收機(jī)（藍(lán)牙）。-PCMCIA制式的GPS接收機(jī)。-裝有Windows操作系統(tǒng)的筆記本電腦。軟件要求：-開發(fā)手機(jī)服務(wù)所需的應(yīng)用程序。-簡潔版的NETFramework2.0或以上。-GPS.Net庫。-OPENCF庫。實(shí)現(xiàn)基于2部分的客戶端服務(wù)器技術(shù)，包括兩個(gè)主要部分組成即客戶端和服務(wù)器端。圖3系統(tǒng)的類圖4.1客戶端組件：手機(jī)服務(wù)測(cè)距儀組件（HSFC）該HSFC包括兩個(gè)模塊，即發(fā)出的請(qǐng)求服務(wù)和得到的答復(fù)。通過手機(jī)藍(lán)牙的GPS接收機(jī)連接用戶的手機(jī)，。HSFC會(huì)顯示一列最常見的影像視訊服務(wù)（根據(jù)市場(chǎng)營銷專家開展的統(tǒng)計(jì)）。用戶選擇（一）列表中的一項(xiàng)服務(wù)或者（二）從下拉列表中選擇所需的服務(wù)信息（如服務(wù)ID，經(jīng)度，緯度）。然后用戶點(diǎn)擊提交按鈕通過SMS提交到所請(qǐng)求的服務(wù)器。4.2服務(wù)器端組件：服務(wù)器服務(wù)測(cè)距儀組件（SSFC）服務(wù)器服務(wù)測(cè)距儀組件（SSFC）包括兩個(gè)模塊，即服務(wù)提供方和請(qǐng)求操作。一個(gè)客戶端通過一個(gè)在線系統(tǒng)連接為其提供服務(wù)細(xì)節(jié)，如所提供的服務(wù)地址和電話號(hào)碼的位置（經(jīng)度和緯度，可以提供技術(shù)支持）。提供者的信息（GPS十進(jìn)制的位置，名稱，服務(wù)提供，電話和地址）會(huì)被添加到數(shù)據(jù)庫。然后接收到的SMS被刪除，并且會(huì)給所請(qǐng)求的服務(wù)的信息的手機(jī)發(fā)送回一個(gè)新的SMS信息。處理手機(jī)位置請(qǐng)求的服務(wù)器使用.NETFramework庫（這是在一個(gè)特定的形式庫）來讀取接收到的SMS消息，使用parsetolist（）方法提取的測(cè)距儀ID數(shù)據(jù)和分析手機(jī)緯度和經(jīng)度值，這是通過掃描來自手機(jī)的短信然后解析來實(shí)現(xiàn)的。查找最近的服務(wù)，并以短信的形式將最近的服務(wù)細(xì)節(jié)發(fā)送到手機(jī)，這些都需要使用鄰近搜索方法來實(shí)現(xiàn)。5系統(tǒng)驗(yàn)證如上文所述，測(cè)距儀系統(tǒng)是由兩部分組成，客戶端（手機(jī)搜索服務(wù)組件HSFC）和服務(wù)器端（Server服務(wù)搜索組件SSFC）組成。我的隊(duì)友（JASJAR）擁有配備安裝有HSFC和SSFC的GPS（HOLUXGPSSLIM236）作為服務(wù)器的組件和裝有英特爾奔騰4的電腦。5.1測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)距儀系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一是它產(chǎn)生的用戶請(qǐng)求和響應(yīng)時(shí)間的準(zhǔn)確性。這兩方面的問題進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估。通過管理訪問權(quán)輸入的一些數(shù)據(jù)（表1），。用于驗(yàn)證的一組服務(wù)器。該組包括兩種類型的服務(wù)，即醫(yī)院和食品（超市）類服務(wù)。如表1中所示。配備了GPS的PDA（見使用的硬件部分）被嵌入到每一項(xiàng)服務(wù)中，在上表中所示的α和β的讀數(shù)為：站點(diǎn)壽命測(cè)量值，測(cè)得的alpha和beta（經(jīng)度，緯度）值，并在數(shù)據(jù)庫中插入所測(cè)得數(shù)據(jù)和提供程序數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括服務(wù)類別、名稱、地址、電話。我們對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，從Google地圖中獲得的值，如表1中所示進(jìn)行測(cè)量的alpha和beta中進(jìn)行了交叉驗(yàn)證。比較結(jié)果顯示測(cè)量值和谷歌之間的差異性，因此需要對(duì)測(cè)量值進(jìn)行驗(yàn)證。表1表25.2情景測(cè)試測(cè)距儀系統(tǒng)通過使用兩種不同類型的硬件推廣到了兩個(gè)領(lǐng)域的研究，配備有全球定位系統(tǒng)的PDA和一個(gè)裝有PCMCIGPS卡（見3.2節(jié)）的筆記本。在下面的表2中展示了試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行的是使用的PDA和筆記本電腦。從客戶端應(yīng)用程序界面中，用戶選擇了一個(gè)地點(diǎn)服務(wù)比如醫(yī)院。客戶端應(yīng)用程序檢索當(dāng)前手機(jī)的GPS位置的緯度和經(jīng)度，計(jì)算客戶端的位置然后過短信的方式將位置信息發(fā)送給用戶。以上列出的這個(gè)測(cè)試案例是成功的，測(cè)試結(jié)果顯示“通過”。6結(jié)論我們已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)基于GPS的移動(dòng)定位信息測(cè)量系統(tǒng)，這將有助于不同的各行各業(yè)的個(gè)人找到地址，并使用他們的移動(dòng)設(shè)備找到相應(yīng)的便捷服務(wù)。所需服務(wù)的范圍可以從緊急地點(diǎn)，如醫(yī)院、診所和藥店，到餐廳、商店、商場(chǎng)等公眾和政府服務(wù)地點(diǎn)。雖然這個(gè)項(xiàng)目是在沙特阿拉伯開發(fā)和測(cè)試，使用兩種廣泛使用的移動(dòng)運(yùn)營商沙特（AlJawal和Mobily公司），我們認(rèn)為，該系統(tǒng)可以方便地使用在其他環(huán)境類似的移動(dòng)運(yùn)營商。解決方案是由兩個(gè)移動(dòng)服務(wù)提供商提出的，它具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在此系統(tǒng)中的顯著的優(yōu)點(diǎn)是：1)它決定了所希望的服務(wù)和用戶