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

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):


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

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.

- 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:

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


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

Internet/intranet

Internet/intranet

Internet/intranet

Internet/intranet

WiFiTrung tâm điều khiển
Máy trạm 1

Máy trạm 2

Máy trạm 3

Máy trạm 4
13Hình 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

- 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.

- 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 dụng17Hình 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

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


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…


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.