基于J2EE架構(gòu)的LBS平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、0引言LBS (location based service ,基于位置的服務(wù),也稱為空間定位服務(wù),是指通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得移動(dòng)終端用戶的位置信息,并在地理信息系統(tǒng)(GIS-geographic information system 的支持下,向用戶提供與基于空間地理位置的信息服務(wù),如交通引導(dǎo)、地點(diǎn)查詢、車輛跟蹤、商務(wù)網(wǎng)點(diǎn)查詢等1。目前位置服務(wù)已被認(rèn)為是繼短信之后另一項(xiàng)重要的移動(dòng)增值業(yè)務(wù),有著巨大的市場(chǎng)規(guī)模和良好的盈利前景。LBS 位置服務(wù)無(wú)論是技術(shù)研究還是應(yīng)用在國(guó)外的發(fā)展都已經(jīng)比較成熟,而國(guó)內(nèi)LBS 的研究和應(yīng)用仍處于初級(jí)階段,目前還沒(méi)有完整的企業(yè)級(jí)解決方案。對(duì)于已開(kāi)發(fā)的LBS 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)存

2、在著以下的問(wèn)題:系統(tǒng)基于某一特定的業(yè)務(wù)而開(kāi)發(fā)的,不同的業(yè)務(wù)都需要重新開(kāi)發(fā)出一套LBS 系統(tǒng),使得業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的難度大、周期長(zhǎng);系統(tǒng)一般把所有的功能集成在一起實(shí)現(xiàn),并且使用的接口單一,以至系統(tǒng)的移植性和擴(kuò)展性都無(wú)法滿足LBS 業(yè)務(wù)的發(fā)展需要;對(duì)手機(jī)終端會(huì)有一些特定要求,如需要手機(jī)支持GPS 功能等,而這些要求在很大程度上正限制著LBS 系統(tǒng)的應(yīng)用。本文針對(duì)以上不足之處,引入了LBS 平臺(tái)概念,并根據(jù)LBS 系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn),把抽象出來(lái)的系統(tǒng)核心功能在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn),使其成為一個(gè)通用的和易于擴(kuò)展的位置服務(wù)平臺(tái)。1LBS 平臺(tái)的設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)LBS 平臺(tái)是一個(gè)集成LBS 應(yīng)用系統(tǒng)共性,并將業(yè)務(wù)應(yīng)用

3、與系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理相分離的且具有易擴(kuò)展性的平臺(tái),圖1顯示了LBS 平臺(tái)在LBS 系統(tǒng)中的邏輯結(jié)構(gòu)圖。系統(tǒng)中LBS 應(yīng)用服務(wù)器作為移動(dòng)終端請(qǐng)求LBS 系統(tǒng)服務(wù)的惟一入口點(diǎn),它負(fù)責(zé)將用戶終端的請(qǐng)求信息用規(guī)范的格式轉(zhuǎn)發(fā)給LBS 平臺(tái)。LBS 平臺(tái)則主要負(fù)責(zé)位置服務(wù)業(yè)務(wù)的綜合處理,為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持,真正實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用與系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的分離,從而可以在同一個(gè)平臺(tái)中為不同用戶提供不同的業(yè)務(wù)需求2。收稿日期:2009-03-11;修訂日期:2009-05-15。 開(kāi)發(fā)與應(yīng)用LBS 平臺(tái)在設(shè)計(jì)過(guò)程中參考J2EE 結(jié)構(gòu)模型,并采用了組件式的設(shè)計(jì)方式,將整個(gè)平臺(tái)劃分成綜合管理模塊、GIS 地理信息處理模塊、

4、接口層處理模塊3大部分。此外,每個(gè)功能子模塊獨(dú)立封裝,并對(duì)外提供統(tǒng)一規(guī)定的接口函數(shù)以供調(diào)用3-4。綜合處理模塊是整個(gè)平臺(tái)的核心。它由用戶認(rèn)證管理和計(jì)費(fèi)管理兩部分構(gòu)成,主要負(fù)責(zé)將移動(dòng)終端和業(yè)務(wù)服務(wù)聯(lián)系起來(lái),使移動(dòng)用戶獲得所需的業(yè)務(wù)服務(wù),其次還有用戶認(rèn)證、注冊(cè)、計(jì)費(fèi)等管理。其中用戶身份的識(shí)別、用戶權(quán)限的判斷以及對(duì)用戶請(qǐng)求信息進(jìn)行解析和處理工作由用戶認(rèn)證模塊來(lái)完成。用戶管理、系統(tǒng)管理和計(jì)費(fèi)信息管理等功能的操作由計(jì)費(fèi)管理子系統(tǒng)來(lái)控制實(shí)現(xiàn)。LBS 接口層處理模塊主要負(fù)責(zé)和外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,包括Internet 、WAP 網(wǎng)關(guān)、短信息、定位中心等等,使LBS 平臺(tái)能在多種網(wǎng)絡(luò)情況下運(yùn)行,并且獲得定位信息(

5、經(jīng)緯度坐標(biāo)。因此,LBS 定位服務(wù)器必須建立在高精度定位技術(shù)、可伸縮的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)以及開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)基礎(chǔ)上。GIS 地圖處理子系統(tǒng)也是平臺(tái)開(kāi)發(fā)的重要基礎(chǔ),它主要負(fù)責(zé)提供管理和處理大容量地圖數(shù)據(jù),包括地圖匹配、位置檢索和為移動(dòng)終端生成地圖以及允許用戶對(duì)地圖進(jìn)行必要的操作,如放大、縮小、移動(dòng)等功能5。1.2系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)基于J2EE 開(kāi)發(fā)模式的LBS 平臺(tái)系統(tǒng)工作流程如圖2所示。首先,客戶通過(guò)手機(jī)或IE 瀏覽器登錄LBS 平臺(tái)服務(wù)器,然后服務(wù)器將對(duì)用戶信息進(jìn)行分析認(rèn)證,再根據(jù)不同的權(quán)限對(duì)用戶提供相應(yīng)的服務(wù),最后將用戶請(qǐng)求返回到客戶端。其中,客戶端與服務(wù)器之間的通信由JSP 和Servel

6、t 完成。當(dāng)客戶端有數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)通過(guò)調(diào)用Servlet 類中doGet (和doPost (函數(shù)響應(yīng)Http 請(qǐng)求,并把請(qǐng)求的數(shù)據(jù)作為HttpServletRequest 對(duì)象參數(shù)傳給認(rèn)證函數(shù),此時(shí)函數(shù)將從Session 中獲取上一次登錄LBS 服務(wù)器的用戶認(rèn)證對(duì)象,如果該用戶是首次請(qǐng)求LBS 服務(wù),程序則會(huì)在Session 中創(chuàng)建一個(gè)新的用戶認(rèn)證對(duì)象。之后對(duì)用戶請(qǐng)求進(jìn)行解析,并調(diào)用相應(yīng)的子函數(shù)處理,最后通過(guò)ServletResponse 類將結(jié)果以相應(yīng)的形式返回到客戶端。2LBS 平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)2.1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具本文采用Eclipse5.1.1+MyEclipse 作為系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,Tomc

7、at5.0作為J2EE 服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle9i 。其中,Eclipse 是一個(gè)開(kāi)放源代碼且基于Java 的可擴(kuò)展的開(kāi)發(fā)平臺(tái),MyEclipse 是一個(gè)專門(mén)為Eclipse 設(shè)計(jì)的商業(yè)插件和開(kāi)源插件的完美集合,它為Eclipse 提供了一個(gè)大量私有、開(kāi)源的Java 工具的集合,很大程度上解決了各種開(kāi)源工具的不一致和缺點(diǎn)問(wèn)題,并大大提高了Java 和JSP 應(yīng)用開(kāi)發(fā)的效率6。2.2JavaBean 使用基于J2EE 模式開(kāi)發(fā)的Web 應(yīng)用軟件中,一般JSP 主要負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)生成和顯示,具體事務(wù)處理則由JavaBean 來(lái)完成。同樣,LBS 平臺(tái)中,各模塊的功能處理均由一個(gè)相應(yīng)的Java

8、-Bean 實(shí)現(xiàn),如用戶請(qǐng)求信息的解析XMLParseBean 類、LBS 位置服務(wù)的提供MapEngineBean 類、用戶數(shù)據(jù)信息的認(rèn)證和管理UserObjBean 類、資費(fèi)的處理BillingBean 類以及底層數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和處理DBConnect 類。圖3描述了系統(tǒng)中各功能模塊的實(shí)現(xiàn)類以及它們彼此間的聯(lián)系。為了保證各模塊之間都有統(tǒng)一的接口,方便后面各模塊之間的調(diào)用,下面把各個(gè)模塊的主要接口函數(shù)先規(guī)范一下:(1XML 文件解析類(XMLParseBean 類XMLPrase (FileName /解析請(qǐng)求文件名ReadValue (DocumentElement /讀取用戶請(qǐng)求信息(2G

9、IS 適配層7(MapEngineBean 類LoadMap (String Value,DoublePoint Center,double Zoom /裝載地圖數(shù)據(jù)Value 指地圖的名稱,Center 指地圖的中心點(diǎn),Zoom 指地圖的放大倍數(shù)Zoom (int Value /放大或縮小地圖Local (double X,double Y /地圖定位 SearchCell (String Value,String SearchCol /在地圖中查找目標(biāo)ResponeImage (HttpServletResponse response /返回地圖數(shù)據(jù) SetMapType (String

10、strImageType /設(shè)置返回地圖格式(3用戶認(rèn)證管理模塊(UserObjBean 類Boolean Userlogin (String strCode,String strPwd boolean AddOneUser (String strUserCode,String strPwd /注冊(cè)新用戶,操作權(quán)限必須是管理員 String GetUserItem (String strUserCode,String strItem-Name /返回注冊(cè)用戶的資料,操作權(quán)限必須是管理員(4資費(fèi)處理模塊(BillingBean 類boolean empty (queue /判斷計(jì)費(fèi)服務(wù)器序列中是

11、否為空,false 表示當(dāng)前仍有用戶使用LBS 服務(wù),并調(diào)用相關(guān)函數(shù)記圖2位置服務(wù)數(shù)據(jù)流程結(jié)束把LBS 對(duì)象保存在session 中數(shù)據(jù)返回到客戶端圖片文本XML HTML返回形式獲取返回?cái)?shù)據(jù)計(jì)費(fèi)清單查詢個(gè)人信息查詢手機(jī)定位查詢地理位置搜索城市地圖顯示調(diào)用相應(yīng)子模塊功能函數(shù)開(kāi)始接收用戶請(qǐng)求從session 中獲取LBS 對(duì)象空對(duì)象創(chuàng)建LBS 對(duì)象請(qǐng)求格式判斷XML 格式解析HTML 格式解析用戶認(rèn)證管理員調(diào)用相應(yīng)子模塊功能函數(shù)系統(tǒng)參數(shù)管理日志管理賬務(wù)管理計(jì)費(fèi)策略管理用戶信息管理NYN 登記,即所有的時(shí)間點(diǎn)實(shí)際上組成了一條隊(duì)列,然后進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)。部分功能函數(shù)代碼簡(jiǎn)述如下:public Billi

12、ng(while(L/*保證程序循環(huán)執(zhí)行*/while(empty(queue=true/如果隊(duì)列中還有計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)if(new(client=true/是否新的用戶加入enqueue(cli-ent;/新用戶加入隊(duì)列/按時(shí)長(zhǎng)提取數(shù)據(jù),即按計(jì)費(fèi)單位時(shí)間將計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)提取出來(lái)data=receive(queue;analyse(data;/對(duì)計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析getData(data;/讀取計(jì)費(fèi)信息chargeTimeBegin=data.Star-tTime(;/記錄計(jì)費(fèi)的起始時(shí)間link=true;/保持連接LBS服務(wù)(初始值為falsewhile(link=truechargeTimeEnd=dat

13、a.StopTime(;Billing a;/定義一個(gè)Billing類實(shí)例a.CalculatePrice(;/調(diào)用Billing Bean中計(jì)費(fèi)處理函數(shù)2.4測(cè)試結(jié)果2.4.1以Web方式請(qǐng)求LBS平臺(tái)以管理員身份登錄為例,進(jìn)入LBS平臺(tái)系統(tǒng)管理頁(yè)面。頁(yè)面中將顯示用戶基本資料,如圖4所示,然后管理員通過(guò)點(diǎn)擊新增用戶資料、修改用戶資料、刪除用戶資料、查詢用戶資料、資費(fèi)策略修改、LBS服務(wù)以及系統(tǒng)配置等按鈕進(jìn)行相關(guān)操作,圖5顯示了定位請(qǐng)求服務(wù)頁(yè)面。2.4.2以WAP方式請(qǐng)求LBS平臺(tái)在LBS平臺(tái)WAP應(yīng)用測(cè)試中首先選用手機(jī)模擬器M3Gate作為終端,輸入平臺(tái)服務(wù)器訪問(wèn)地址后,系統(tǒng)將跳轉(zhuǎn)到“位置服

14、務(wù)平臺(tái)”操作頁(yè)面,如圖6所示,用戶可以進(jìn)行手機(jī)定位、城市地圖查詢、城市公交查詢等操作,圖7顯示城市地圖查詢頁(yè)面。3結(jié)束語(yǔ)本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的LBS平臺(tái)能滿足客戶使用位置服務(wù)的需求,整個(gè)系統(tǒng)采用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),具有良好的可移植性、可擴(kuò)展性和平臺(tái)無(wú)關(guān)性,同時(shí)運(yùn)用了組件封裝技術(shù),使服務(wù)功能獨(dú)立封裝,方便其它相關(guān)平臺(tái)的調(diào)用,真正做到了一次開(kāi)發(fā)多次使用。此外,系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面友好,并且全面支持XML/HTML語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求。預(yù)計(jì)該平臺(tái)不僅具有一定的實(shí)用價(jià)值,而且將對(duì)LBS平臺(tái)的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和科學(xué)管理起到積極作用。參考文獻(xiàn):1王子楨,孫亞夫.移動(dòng)定位業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)J.微計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2006(1:23-25.2石偉華.基于手機(jī)平臺(tái)的位置服務(wù)的應(yīng)用研究D.上海師范大學(xué)碩士論文,2006:19-20.3Kassapoglou Faist C.An integrated platform for location-basedservices built on Java technologiesJ.CSEM Scientific and Technical Report,2005(8:10-15.4王鵬飛,丁俊松.J2EE架構(gòu)以及EJB編程在項(xiàng)目中