Tài liệu Nghiên cứu kiến trúc hệ thống ar-lbs

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐOÀN XUÂN VƢỢNG NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC HỆ THỐNG AR- LBS Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS ĐẶNG VĂN ĐỨC Thái Nguyên - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, không sao chép của ai. Luận văn là do tôi tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp và thực hiện. Nội dung lý thuyết trong luận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo như đã trình bày trong phần tài liệu tham khảo. Chương trình phần mềm và những kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Thái Nguyên, ngày 16 tháng 5 năm 2014 Học viên thực hiện Đoàn Xuân Vƣợng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo, cán bộ hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng Văn Đức, người thầy đã tận tình hướng dẫn tôi từ những buổi đầu tiên khi tiếp cận với đề tài khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo ở trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, các cán bộ Trung tâm Công nghệ phần mềm – Sở Thông tin và Truyền thông thành phố Hải Phòng đã tận tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớpCK11B – Khoa học máy tính đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, đồng nghiệp và bạn bè tôi, những người đã động viên, tạo mọi điều kiện cho tôi lao động và học tập trong suốt thời gian qua. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 16 tháng 5 năm 2014 Học viên thực hiện Đoàn Xuân Vƣợng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................. 1 LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 3 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ 6 DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................... 8 DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................ 10 ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................... 11 Chƣơng 1: Khái quát về LBS và thực tại gia tăng (Augmented Reality) .... 14 1.1. Giới thiệu chung về LBS ........................................................................... 14 1.1.1. Tổng quan về LBS .................................................................................... 14 1.1.2. Các thành phần của LBS ........................................................................... 15 1.1.3. Các kiểu dịch vụ LBS ............................................................................... 16 1.1.4. Các thiết bị di động .................................................................................. 17 1.1.5. Mô tả việc xử lý các yêu cầu của LBS...................................................... 19 1.2. Giới thiệu Augmented Reality ................................................................... 22 1.2.1. Định nghĩa ................................................................................................. 22 1.2.2. Tổng quan và lịch sử phát triển ................................................................. 24 1.2.3. Các thành phần trong Augmented Reality ................................................ 27 1.2.4. Ứng dụng của Augmented Reality trong thực tế ...................................... 30 1.3. Kết hợp ứng dụng AR và LBS................................................................... 34 Chƣơng 2: Kiến trúc hệ thống tích hợp thực tại gia tăng và LBS(AR -LBS) ............................................................................................................................. 37 2.1. Giới thiệu ................................................................................................... 37 2.2. Cơ sở hạ tầng mạng truyền thông .............................................................. 37 2.3. Vấn đề định vị. ........................................................................................... 41 2.4. Kiến trúc tổng thể hệ thống AR-LBS ........................................................ 45 2.4.1 . Mô hình tổng quát ................................................................................... 45 2.4.2. Các thành phần của kiến trúc AR-LBS .................................................... 47 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 5 2.4.2 Cơ sở dữ liệu AR-LBS .............................................................................. 48 2.4.3 Các vấn đề khi phát triển ứng dụng AR-LBS ........................................... 49 2.4.4 Các chiến lược phát triển hệ thống AR-LBS ............................................ 50 2.5. Kết luận chương 2 ...................................................................................... 54 Chƣơng 3: Xây dựng demo hệ thống AR-LBS trên nền tảngGoogle App Engine ................................................................................................................. 55 3.1. Giới thiệu về Google App-Engine ............................................................. 55 3.1.1. Môi trường ứng dụng: ............................................................................... 56 3.1.2. RunTimes và Frameworks: ....................................................................... 57 3.1.3. Hỗ trợ và độ tin cậy ................................................................................... 57 3.1.4. Google Cloud SQL.................................................................................... 57 3.1.5. Giới hạn sử dụng ....................................................................................... 57 3.1.6. Free Quota ................................................................................................. 58 3.1.7. Kết luận ..................................................................................................... 58 3.2. Hệ thống AR-LBS cung cấp thông tin về các tòa nhà tại thành phố Hải Phòng qua Smartphone........................................................................................ 59 3.2.1. Đặt vấn đề ................................................................................................. 59 3.2.2. Phân tích hệ thống ..................................................................................... 59 3.3. Thiết kế và cài đặt trên nền tảng Google App Engine ............................... 68 3.3.1. Thiết kế cơ sở dữ liệu ................................................................................ 68 3.3.2. Thiết kế chương trình ................................................................................ 70 3.4. Thử nghiệm và đánh giá kết quả................................................................ 73 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 6 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt 1. ADSL 2. A-FLT 3. AOA 4. API 5. AR 6. CSDL 7. EDGE 8. E-OTD Tiếng Anh Tiếng Việt Asymmetric Digital Subscriber Line Advanced forward link trilateration Angle of arrival Application Programming Interface Augmented Reality 9. GAE 10. GIS Enhanced Data rates for GSM Evolution Enhanced observed time difference Google App Engine Geographical Information System 11. GPRS General Packet Radio Service 12. GPS Global Position System 13. HDM Head Mounted Display 14. HTML HyperText Markup Language 15. HTTP Hypertext Transfer Protocol 16. JDBC Java Database Connectivity 17. JSON JavaScript Object Notation 18. LBC Location-based Computing 19. LBS Location-based Services Mobile Augmented Reality System 20. MARS 21. PDA Personal Digital Assistant Số hóa bởi Trung tâm Học liệu Đường truyền thuê bao số bất đối xứng Giao diện lập trình ứng dụng Thực tại tăng cường (hoặc Thực tại gia tăng) Cơ sở dữ liệu Công nghệ di động được nâng cấp từ GPRS Google App Engine Hệ thống thông tin địa lý Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Hệ thống định vị toàn cầu Thiết bị hiển thị được gắn trên đầu Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản Giao thức truyền siêu văn bản Kết nối cơ sở dữ liệu Java Ký pháp đối tượng JavaScript Tính toán dựa trên địa điểm Dịch vụ dựa trên vị trí Hệ thống thực tại tăng cường mobile Thiết bị di động số cá nhân http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 7 22. POI Point of Interest 23. SEO Search Engine Optimization 24. TDOA 25. TOA 26. VR Time difference of arrival Time of arrival Virtual Reality 27. WAP Wireless Application Protocol 28. WLAN Wireless Local Area Network 29. WML Wireless Mark-up Language 30. XHTML Extensible HyperText Markup Language Số hóa bởi Trung tâm Học liệu Điểm đặc trưng Tối ưu hóa cỗ máy tìm kiếm Thực tại ảo Giao thức ứng dụng không dây Mạng nội bộ không dây Ngôn ngữ đánh dấu vô tuyến Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản mở rộng http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 8 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. 1: Các thành phần cơ bản của dịch vụ LBS ................................... 16 Hình 1. 2: Các loại thiết bị di động ............................................................. 18 Hình 1. 3: Luồng thông tin giữa các thành phần của LBS.......................... 20 Hình 1. 4: Một ứng dụng thực tại tăng cường............................................. 23 Hình 1. 5: Một cảnh trong series phim kẻ hủy diệt (Terminator) ............... 25 Hình 1. 6: Hệ thống AR chỉ dẫn nhà hàng.. ................................................ 26 Hình 1. 7: Hệ thống thực tại tăng cường Head-Mounted-Display ............. 28 Hình 1. 8: Mô hình hệ thống thực tại tăng cường Head-Mounted-Display 28 Hình 1. 9: HDM mô phỏng trên màn hình rộng ......................................... 30 Hình 1. 10: Một thiết bị HDM của Sony .................................................... 30 Hình 1. 11: Ứng dụng của AR trong quân sự ............................................. 31 Hình 1. 12: Ứng dụng của AR trong giải trí ............................................... 32 Hình 1. 13: Ứng dụng của AR trong truyền thông ..................................... 33 Hình 1. 14: Sử dụng smartphone cho AR ................................................... 35 Hình 1. 15: Một ứng dụng trên Nokia......................................................... 36 Hình 2. 1: Mô hình kiến trúc WAP ............................................................. 38 Hình 2. 2: Mạng GPRS/EDGE ................................................................... 39 Hình 2. 3: Định vị theo phương pháp Cell identification ........................... 42 Hình 2. 4: Định vị theo phương pháp TDOA ............................................. 43 Hình 2. 5: Định vị theo phương pháp TOA ................................................ 44 Hình 2. 6: Định vị theo phương pháp AOA ................................................ 44 Hình 2. 7: Quy trình xử lý hệ thống AR-LBS............................................. 46 Hình 2. 8: Kiến trúc AR – LBS ................................................................... 47 Hình 3. 1: Bảng theo dõi hoạt động ứng dụng của GAE ............................ 56 Hình 3. 2: Mô hình tổng quan hệ thống xác định thông tin về các địa diểm ở thành phố Hải Phòng ................................................................................ 61 Hình 3. 3: Biểu đồ ca sử dụng Hiển thị khung nhìn AR ............................. 62 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 9 Hình 3. 4: Biểu đồ ca sử dụng cập nhật vị trí ............................................. 63 Hình 3. 5: Biểu đồ ca sử dụng Quản trị địa điểm ....................................... 63 Hình 3. 6: Biểu đồ tuần tự Hiển thị khung nhìn AR ................................... 66 Hình 3. 7: Biểu đồ tuần tự Cập nhật vị trí ................................................... 66 Hình 3. 8: Biểu đồ tuần tự quản trị địa điểm .............................................. 67 Hình 3. 9: Biểu đồ triển khai hệ thống ........................................................ 68 Hình 3. 10: Cơ sở dữ liệu địa điểm ............................................................. 69 Hình 3. 11: Bảng Position Place trên GAE ................................................. 69 Hình 3. 12:Bảng PlaceCategory trên GAE ................................................. 70 Hình 3. 13: Giao diện trang chủ ................................................................. 71 Hình 3. 14: Giao diện danh sách địa điểm tòa nhà ..................................... 71 Hình 3. 15: Thêm mới một địa điểm tòa nhà .............................................. 72 Hình 3. 16: Giao diện chương trình trên smartphone ................................. 73 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3. 1: Bảng mô tả giới hạn sử dụng một ứng dụng GAE miễn phí .... 57 Bảng 3. 2: Bảng mô tả free quota của một ứng dụng GAE miễn phí ......... 58 Bảng 3. 3: Mô tả các thông tin của Ca sử dụng Cập nhật thông tin vị trí... 64 Bảng 3. 4: Công thức Haversine ................................................................. 73 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 11 ĐẶT VẤN ĐỀ Chúng ta đang sống trong kỷ nguyên của thế giới di động, nơi mà mọi thứ được kết nối. Với việc hạ tầng viễn thông ngày càng phát triển, và các thiết bị di động thì ngày càng thông minh hơn trở thành một công cụ thiết yếu trao đổi thông tin mọi lúc mọi nơi. Từ các ứng dụng quản lý, giám sát, điều hành công việc đến các ứng dụng mang tính thu thập dữ liệu, xây dựng mạng lưới… hay các ứng dụng giải trí, mạng xã hội… đều có thể được thực hiện thông qua các ứng dụng trên các thiết bị di động thông minh. Tuy nhiên nhu cầu của người dùng không chỉ dừng lại ở mức độ xử lý và trao đổi thông tin, các nhà phát triển đã chú ý đến những công nghệ hiện có và đưa ra những mô hình ứng dụng mới nhằm cung cấp khả năng xử lý dựa trên thông tin của môi trường chung quanh. Từ việc biết được người dùng đang ở trong hoàn cảnh nào, thiết bị có thể đưa ra những phương án hỗ trợ người dùng tốt nhất một cách tự động (không đòi hỏi dữ liệu hoặc thao tác từ phía người dùng). Các thông tin “nền” về môi trường xung quanh đó bao gồm vị trí của người dùng. Sau đây là một số công nghệ có ảnh hưởng tới việc phát triển các hệ thống dịch vụ thông tin hiện nay: a. Công nghệ LBS (Location-Based Services) Hạ tầng truyền tin, các phương pháp định vị, các thiết bị vào/ra di động và hệ thông tin địa lý là tiền đềđể phát triển các ứng dụng mà trong đó vị tríđịa 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 tríđịa lý (LBS). Theo các chuyên gia, LBS là dịch vụ thông tin có thể xâm nhập bằng các thiết bị di động thông qua mạng không dây và vị tríđịa lý của thiết bị di động.Nói cách khác LBS là dịch vụ sử dụng thông tin địa lý nhằm phục vụ người sửdụng thiết bị di động. LBS là phần giao của ba loại công nghệ chính, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 12 bao gồm GIS/cơ sở dữ liệu không gian, Internet và thiết bị di động/định vị toàn cầu: Hình trên cho thấy nhiều loại hệ thống thông tin tích hợp được hình thành từ các công nghệ Internet, thiết bị di động và GIS/CSDL không gian, như sau: - Hệ thống GIS trên nền Web (WebGIS) được hình thành từ việc tích hợp Internet và GIS/CSDL không gian. - Hệ thống GIS di động (Mobile GIS) được hình thành từ việc tích hợp GIS/CSDL không gian với các thiết bị di động như điện thoại di động và GPS. - Hệ thống Internet di động (Mobile Internet) được hình thành trên cơ sở tích hợp các thiết bị di động như điện thoại di động với mạng Internet. - Dịch vụ LBS được hình thành từ việc tích hợp ba loại công nghệ GIS/CSDL không gian, mạng Internet và thiết bị di động/GPS. b. Công nghệ thực tại tăng cƣờngAR (Augmented Reality) Có rất nhiều định nghĩa về thực tại tăng cường (AR) nhưng tổng quát lại đó là công nghệ cho phép tăng cường khả năng quan sát của con người bằng cách chồng các đối tượng ảo vào thế giới thực và thuyết phục được người quan sát rằng các đối tượng ảo đó là một phần của thế giới thực. Có hai kỹ thuật cơ bản để nhận biết các đối tượng trong thế giới thực trước khi chồng các đặc tính liên quan của đối tượng đó vào màn hình hiển thị của thiết bị. Hai kỹ thuật nhận biết đó là: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 13 Theo dõi đối tượng (object tracking) bằng cách sử dụng các cảm biến vị trí như GPS, la bàn số (digital compass) và cảm biến gia tốc (accelerometer). Theo dõi thị giác (optical tracking) bằng cách sử dụng hệ thống nhận dạng ảnh. Ngoài ra có thể kết hợp cả hai kỹ thuật này đểđem lại hiệu quả tốt hơn trong nhiều trường hợp. Việc nghiên cứu kết hợp hai công nghệ AR và LBS làm tăng khả năng hỗ trợ xử lý của hệ thống dựa trên môi trường nền, tạo ra một môi trường tương tác mạnh hơn với người dùng, nâng cao hiệu quả ứng dụng của các thiết bị di động. Luận văn sẽ tập trung nghiên cứu hệ thống LBS, công nghệ AR và kiến trúc xây dựng hệ thống AR – LBS ứng dụng trong thực tiễn. Luận văn được chia làm 03 chương với nội dung như sau: Chương 1: Khái quát về LBS và thực tại gia tăng (Augmented Reality) - Chương này trình bày tổng quan về các dịch vụ dựa trên vị trí LBS, tổng quan về thực tại gia tăng Augmented Reality (AR). Chương 2: Kiến trúc hệ thống tích hợp thực tại gia tăng và LBS - Chương này đưa ra một kiến trúc tích hợp AR-LBS, các thành phần của kiến trúc và việc giao tiếp dữ liệu giữa các thành phần - Đưa ra các chiến lược xây dựng ứng dụng trên kiến trúc AR-LBS Chương 3: Xây dựng demo hệ thống AR-LBS trên nền tảng Google App Engine - Xây dựng một ứng dụng thử nghiệm cho hệ thống AR-LBS trên Google App Engine. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 14 Chƣơng 1: Khái quát về LBS và thực tại gia tăng (Augmented Reality) 1.1. Giới thiệu chung về LBS 1.1.1. Tổng quan về LBS Điện thoại di động và Internet không chỉ cách mạng hóa phương thức thông tin liên lạc mà còn đem lại những thay đổi lớn trong cách làm việc và lối sống của tất cả mọi người.Các thiết bị ngày nay như điện thoại di động và thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân (PDA) cho phép người sử dụng có thể truy cập Internet ở bất cứ nơi nào họ và khi nào họ muốn. Từ Internet, họ dễ dàng nắm được các sự kiện (lịch chiếu phim, buổi hòa nhạc, …) và thông tin về các địa điểm họ quan tâm (bản đồ thành phố, nhà hàng, viện bảo tàng, bệnh viện). Chúng ta hãy xem xét ví dụ: ai đó muốn ăn tối trong tại nhà hàng và do đó tìm kiếm một nhà hàng trên mạng Internet. Thay vì xem xét tất cả các nhà hàng trên thế giới, người đó thường thêm vào một số tiêu chí lựa chọn để có kết quả tìm kiếm phù hợp.Một số tiêu chí tốt là vị trí của người đó (thành phố), thời gian thực tế (buổi tối) hoặc kiểu nhà hàng (Trung Quốc hoặc Ý). Loại này tìm kiếm nhà hàng đối với vị trí và thời gian có thể được thực hiện bằng cách sử dụng loại hình dịch vụ dựa trên địa điểm (LBS). Có nhiều định nghĩa khác nhau về LBS: Định nghĩa 1 (Virrantaus et al 2001): LBS là dịch vụ thông tin sử dụng bởi với các thiết bị di động, thông qua mạng lưới điện thoại di động và sử dụng các khả năng xác định vị trí của thiết bị di động. Một định nghĩa tương tự do tổ chức LBS OpenGeospatial Consortium đưa ra (OGC, 2005): Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 15 Định nghĩa 2 (OGC, 2005): Một dịch vụ internet không dây sử dụng thông tin địa lý phục vụ cho người sử dụng điện thoại di động.Bao gồm các ứng dụng khai thác vị trí của một thiết bị đầu cuối di động. Các định nghĩa trên mô tả LBS như là sản phẩm của sự kết hợp của ba công nghệ và các thiết bị cầm tay, từ Internet và từ các hệ thống thông tin địa lý (GIS) với cơ sở dữ liệu không gian (Shiode et al 2004) . 1.1.2. Các thành phần của LBS Thiết bị di động: công cụ cho người sử dụng yêu cầu yêu cầu dịch vụ, đồng thời thể hiện các kết quả trả về ở dạng lời nói, hình ảnh, văn bản, v.v.... Các thiết bị có thể là PDA, điện thoại di động, máy tính xách tay, hoặc có thể là thiết bị chuyển hướng của xe hơi. Mạng truyền thông: chuyển dữ liệu người dùng và yêu cầu dịch vụ từ các thiết bị đầu cuối di động tới nhà cung cấp dịch vụ và sau đó đưa trả kết quả dịch vụ cho người sử dụng. Thành phần định vị: dịch vụ LBS thường đòi hỏi vị trí người sử dụng đã được xác định. Cách xác định phỗ biến là sử dụng mạng thông tin di động hoặc bằng cách sử dụng hệ thống định vị toàn cầu (GPS).Ngoài ra, có thể sử dụng các trạm WLAN, các thiết bị có khả năng phát sóng vô tuyến.Công nghệ này được đặc biệt sử dụng trong các hệ thống định vị trong các cao ốc, bảo tàng.Lưu ý rằng, nếu vị trí không được xác định tự động, nó có thể cũng được quy định bởi người sử dụng. Dịch vụ và nhà cung cấp ứng dụng dịch vụ (LBS): các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp một số dịch vụ khác nhau cho người sử dụng và chịu trách nhiệm cho việc xử lý yêu cầu dịch vụ. Các dịch vụ này cung cấp các tính toán về vị trí, tìm kiếm một con đường, tìm kiếm các trang vàng hoặc tìm kiếm thông tin Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 16 cụ thể trên các đối tượng mà người yêu cầu dịch vụ quan tâm (ví dụ như một con chim trong công viên động vật hoang dã) v.v... Các nhà cung cấp hỗ trợ về dữ liệu và nội dung: Các nhà cung cấp dịch vụ thường không trực tiếp lưu trữ và duy trì tất cả các thông tin có thể được yêu cầu bởi người sử dụng. Vì vậy cơ sở dữ liệu địa lý và thông tin vị trí sẽ do các bộ phận chức năng khác quản lý (ví dụ như cơ quan lập bản đồ), hoặc do các đối tác kinh doanh (ví dụ như các trang vàng, các công ty giao thông). Hình 1.1: Các thành phần cơ bản của dịch vụ LBS: người sử dụng dịch vụ (user), mạng truyền thông (Communication Network), định vị (Positioning), nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider) và nhà cung cấp nội dung (Content Provider). 1.1.3. 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. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 17 Dịch vụ kiểu Pull Cung cấp thông tin theo các yêu cầutrực tiếpcủa người dùng. Kiểu dịch vụ này tương tự như khi người dùng duyệt một trang web trên Internet bằng cách gõ địa chỉ trang web vào thanh địa chỉ của trình duyệt và yêu cầu mở. Hơn nữa, các dịch vụ kiểu Pull có thể chia thành các dịch vụ chức năng (functional services) kiểu như gọi xe taxi hay xe cứu thương chỉ bằng một động tác nhấn nút trên thiết bị và các dịch vụ thông tin (information services) giống như việc tìm kiếm một nhà hàng, hay quán bia gần nhất vậy. Dịch vụ kiểu Push Cung cấp thông tin theo yêu cầu trực tiếp hoặc không trực tiếp của người dùng. Dịch vụ hoạt động theo các sự kiện. Các sự kiện có thể xuất hiện khi đi vào một vùng xác định hay theo thời gian. Ví dụ như các thông tin quảng cáo tự động được gửi đến cho người dùng khi họ đi vào khu phố buôn bán, có nhiều nhà hàng, siêu thị hay thông tin cảnh báo về thời tiết khi có sự thay đổi. 1.1.4. Các thiết bị di động Các loại thiết bị Thiết bị di động là phương tiện để người sử dụng LBS đưa ra yêu cầu, thu thập thông tin và khai thác các dịch vụ LBS, đáp ứng nhu cầu của người dùng. LBS mang lại nhiều tiện ích lớn bởi sự phong phú của các dịch vụ được cung cấp và bởi chính sự trợ giúp đắc lực của rất nhiều loại thiết bị tạo nên.Các thiết bị có ảnh hưởng lớn tới chất lượng các dịch vụ LBS mang lại. Dựa vào các đặc điểm, mục tiêu thiết kế và khả năng ứng dụng, các thiết bị di động sử dụng cho LBS có thể được chia thành hai loại thiết bị là các thiết bị đơn mục đích và các thiết bị đa mục đích. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 18 Các thiết bị đơn mục đích:là các thiết bị được thiết kế nhằm đáp ứng một nhu cầu hay ứng dụng cụ thể nào đó, ví dụ như hộp chỉ đường trên ô tô, hộp chỉ dẫn hay trợ giúp từ xa trong trường hợp khẩn cấp dành cho người già hoặc người khuyết tật. Trong số đó có những thiết bị chỉ thực hiện nhiệm vụ gọi dịch vụ hay đội cứu hộ. Có những thiết bị cao cấp hơn, đóng vai trò như một người canh gác, người soát vé trên các cây cầu hay tòa nhà. Các thiết bị đa mục đích: là các thiết bị được thiết kế để có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau tùy thuộc nhu cầu của người sử dụng. Các thiết bị này có thể là các điện thoại di động thông thường (Mobile phones), các loại điện thoại thông minh (Smart Phones), các thiết bị trợ giúp cá nhân kỹ thuật số (PDA), máy tính xách tay (Laptops) hay máy tính bảng (Tablet PC). Hình 1.2: Các loại thiết bị di động Các hạn chế của thiết bị Quan sát trở lại các loại thiết bị đã được giới thiệu, rõ ràng là các thiết bị đơn mục đích do được thiết kế cho mục đích sử dụng xác định nên không có hoặc hầu như không thể chuyển đổi chức năng, tính linh hoạt kém. Các thiết bị đa mục đích có tính linh hoạt cao và có khả năng sử dụng cho nhiều loại dịch vụ khác nhau trên cùng thiết bị. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 19 Tuy nhiên các thiết bị loại này cũng có nhiều mặt hạn chế ảnh hưởng đến việc thiết kế và triển khai các dịch vụ như: Hầu hết các thiết bị này đều có khả năng tính toán và tài nguyên hạn chế, do vậy rất khó khăn để thực hiện các tính toán, tìm kiếm không gian, tìm đường và thể hiện các bản đồ ứng dụng trong các loại dịch vụ liên quan đến bản đồ di động, chỉ dẫn, tìmđường, tìmđịachỉ xác định. Chính vì các hạn chế đó nên thông thường các tính toán tìm kiếm và xử lý phức tạp được thực hiện trên các máy chủ và gửi kết quả trở lại cho người dùng. Các thiết bị chủ yếu thực hiện vai trò cung cấp yêu cầu, các số liệu về vị trí và hiển thị kết quả do máy chủ gửi lại. Ngoài ra, các thiết bị này còn có các giới hạn khác như dung lượng nguồn pin thấp, kích thước màn hình nhỏ và chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường (có những màn hình sẽ rất khó quan sát khi bị ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời,...). Trong vấn đề gửi,nhận dữ liệu thì vẫn thiếu băng tần rộng để truy cập vào các mạng truyền thông, tốc độ thấp. 1.1.5. Mô tả việc xử lý các yêu cầu của LBS Mục 1.1.2 đã giới thiệu các thành phần của LBS bao gồm: các thiết bị di động, mạng truyền thông, internet, hệ thống định vị, các nhà cung cấp dịch vụ và nội dung. Vậy các thành phần này có mối quan hệ và tương tác với nhau thế nào trong dịch vụ LBS? Giả sử người dùng khai thác dịch vụ LBS để tìm kiếm một nhà hàng gần nhất.Thông tin mà người dùng cần là đường đi đến nhà hàng.Khi đó người dùng có thể sử dụng thiết bị di động mà họ có (ví dụ như một Smart Phone hay một PDA), khởi động chức năng cần thiết để gửi yêu cầu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 20 Hình 1.3: Luồng thông tin giữa các thành phần của LBS Sau khi chức năng được kích hoạt, vị trí của thiết bị di động (cũng chính là vị trí của người dùng) được xác định và cung cấp bởi dịch vụ định vị.Vị trí này có thể được xác định nhờ vào dịch vụ GPS hoặc một dịch vụ định vị bởi mạng truyền thông. Tiếp theo đó, thiết bị di động của người dùng sẽ gửi các thông tin yêu cầu bao gồm đối tượng cần tìm kiếm và vị trí hiện tại thông qua một mạng truyền thông được gọi gateway. Gateway có nhiệm vụ truyền tải các thông điệp giữa mạng truyền thông di động và internet.Các thông điệp có thể được truyền tải thông qua một vài máy chủ ứng dụng để đến một máy chủ xác định đồng thời lưu giữ lại các thông tin về yêu cầu và vị trí của người dùng. Máy chủ ứng dụng sẽ đọc yêu cầu và kích hoạt dịch vụ phù hợp để đáp ứng yêu cầu (trong ví dụ này, một dịch vụ tìm kiếm không gian sẽ được kích hoạt). Tiếp theo, dịch vụ tìm kiếm sẽ phân tích thông điệp thêm lần nữa và quyết định thông tin gì cần được bổ sung vào điều kiện tìm kiếm và vị trí của người gửi yêu cầu. Trong tình huống này, dịch vụ sẽ tìm kiếm các thông tin cần thiết về nhà hàng từ các trang vàng của một khu vực cụ thể và yêu cầu nhà cung cấpdữ liệu về các thông tin cần thiết. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/