摘  要： 基于無線定位技術(shù)在Android智能手機平臺上設(shè)計了一個無線購物的LBS系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對傳統(tǒng)GPS衛(wèi)星信號無法良好覆蓋復(fù)雜建筑物的應(yīng)用局限性，利用百度地圖API以及定位SDK確定定位因素；結(jié)合GPS、基站及Wi-Fi等信號的情況生成混合定位依據(jù)，根據(jù)定位依據(jù)實現(xiàn)移動客戶端的地圖顯示、無線定位和線路導(dǎo)航功能；并在此基礎(chǔ)上為移動用戶提供無線購物服務(wù)。

關(guān)鍵詞： 基于位置服務(wù)；Android系統(tǒng)平臺；定位；百度地圖

       基于位置服務(wù)LBS（Location Based Service）是移動終端利用通信運營商的移動通信網(wǎng)絡(luò)或者其他定位方式（GPS、Wi-Fi等）來獲取移動終端用戶的地理位置信息，應(yīng)用開發(fā)商基于此用戶位置信息，為用戶提供更多的增值服務(wù)，如無線訂餐、打車、社區(qū)交友等。其中典型的應(yīng)用有國外的Foursquare、Gowalla、Whrrl等，國內(nèi)則有大眾點評、微信、易信等。

       LBS應(yīng)用的核心是通過定位技術(shù)來獲取移動終端的地理位置信息，通常將定位技術(shù)主要分為基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)和基于移動終端定位技術(shù)兩大類。常見的基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的到達時間TOA、到達角度AOA、到達時間差TDOA和Wi-Fi無線系統(tǒng)中基于信號強度RSSI定位，RSSI包括信號強度指紋定位和信號強度建模定位兩種方法。Microsoft設(shè)計的RADAR系統(tǒng)是一個典型的基于信號強度指紋分析的定位系統(tǒng)，而參考文獻[1]則采用一種基于權(quán)值選擇的定位策略，由于Wi-Fi定位范圍有限，常用于室內(nèi)定位。基于終端的定位技術(shù)通常有衛(wèi)星導(dǎo)航定位GPS和網(wǎng)絡(luò)輔助的GPS定位等，它們是獲取室外地理位置的有效方式。GPS系統(tǒng)根據(jù)星歷參數(shù)EPH和歷書參數(shù)ALM測算到衛(wèi)星與用戶之間的相對位置，借助于導(dǎo)航算法最小二乘法或者卡爾曼濾波法[2]計算得到用戶的地理位置。但GPS衛(wèi)星信號不容易穿透各種復(fù)雜的建筑物，僅僅適用于室外定位并且初次定位時間長。

       針對幾種傳統(tǒng)定位技術(shù)應(yīng)用的局限性，本文借助于百度地圖API以及定位SDK，結(jié)合多種定位技術(shù)，采用混合定位的方式獲取移動終端的地理位置，并基于此設(shè)計了一個無線購物LBS系統(tǒng)。移動客戶端通過該應(yīng)用除了實現(xiàn)無線購物功能外，還實現(xiàn)了移動用戶的地理位置定位、路線導(dǎo)航及選擇個性化服務(wù)。系統(tǒng)服務(wù)器為客戶端提供無線購物服務(wù)，并實現(xiàn)管理員后臺管理和維護操作功能。

1 LBS系統(tǒng)架構(gòu)與方案設(shè)計

       LBS應(yīng)用系統(tǒng)通常由移動終端、內(nèi)容提供商、通信網(wǎng)絡(luò)和定位組件[3]4個部分組成，如圖1所示。移動終端是連接網(wǎng)絡(luò)能夠進行語音和數(shù)據(jù)通信的手持電子設(shè)備；內(nèi)容提供商是為移動終端提供數(shù)據(jù)服務(wù)的載體，如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等；通信網(wǎng)絡(luò)是移動終端與內(nèi)容提供商之間進行數(shù)據(jù)交互的通道；定位組件是為了實現(xiàn)移動終端的定位導(dǎo)航功能，如GPS定位衛(wèi)星、移動網(wǎng)絡(luò)基站和無線網(wǎng)絡(luò)等。

       利用混合定位依據(jù)實現(xiàn)Android智能手機無線定位后，為移動用戶提供無線購物功能。無線購物系統(tǒng)基于C/S體系架構(gòu)，其中服務(wù)器端主要實現(xiàn)用戶信息和商品信息維護、處理客戶端發(fā)來的HTTP請求以及實現(xiàn)管理員后臺操作；手機客戶端實現(xiàn)用戶注冊登錄、商品瀏覽、購買、評價以及用戶地理位置定位和線路導(dǎo)航功能，如圖2所示。另外，客戶端還將實現(xiàn)地圖加載、地圖瀏覽和地圖查詢功能。

       系統(tǒng)服務(wù)器利用MyEclipse集成開發(fā)環(huán)境，將服務(wù)部署在Apache Tomcat應(yīng)用服務(wù)器上，后臺數(shù)據(jù)使用MySQL以及Navicat數(shù)據(jù)庫管理工具以便后臺數(shù)據(jù)的存儲和維護，通過JDBC的方式進行數(shù)據(jù)訪問。客戶端基于Android平臺通過XML語言進行用戶的UI設(shè)計，用Java語言設(shè)計Activity、Service等組件以及HTTP通信接口，以實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端的信息交互。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 服務(wù)器端設(shè)計模型

       無線購物系統(tǒng)服務(wù)器端搭載在Apache Tomcat服務(wù)器上，采用MVC設(shè)計模型，如圖3所示。通過Java Bean封裝數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)模型，JSP和HTML等技術(shù)完成服務(wù)器端Web頁面的設(shè)計，利用Java語言設(shè)計Servlet作為控制器，控制著整個服務(wù)器端的響應(yīng)并且完成客戶端用戶請求處理。

       MVC設(shè)計模型將系統(tǒng)服務(wù)分成Model、View和Controller 3個基本部分，將系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)顯示分離，從而提高應(yīng)用系統(tǒng)的可擴展性和維護性。例如管理員登錄系統(tǒng)后向Servlet發(fā)送請求，Servlet將請求參數(shù)封裝至Java Bean中實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)更新，根據(jù)請求類型查詢后臺數(shù)據(jù)庫，填充查詢結(jié)果到相應(yīng)的視圖頁面并顯示在瀏覽器中，以實現(xiàn)管理員對無線購物系統(tǒng)的管理和維護。

2.2 系統(tǒng)定位原理及過程

       利用百度地圖API實現(xiàn)移動終端的混合定位，首先需把百度地圖的開發(fā)包locSDK.jar文件以及與定位相關(guān)的liblocSDK.so文件導(dǎo)入工程中。移動終端的混合定位過程為LBS應(yīng)用程序通過定位SDK發(fā)起定位請求，定位SDK收到請求后根據(jù)定位因素，即終端的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)（如GPS信號、Wi-Fi信號或者基站信號等）生成相應(yīng)的定位依據(jù)，將定位依據(jù)發(fā)送至定位服務(wù)器，服務(wù)器處理定位請求后將定位結(jié)果經(jīng)由定位SDK最終回送給LBS應(yīng)用程序，為移動用戶提供必要的地理位置信息和導(dǎo)航路線信息，如圖4所示。

       利用百度地圖API開發(fā)過程中用到的幾個主要關(guān)鍵類如下。

       （1）Map View：一個顯示地圖的視圖，當被焦點選中時，它能捕獲按鍵事件和觸摸手勢去平移和縮放地圖；

       （2）GeoPoint：表示一個地理坐標點，存放經(jīng)度和緯度，以微度的整數(shù)形式存儲；

       （3）MKEvent：地圖事件類，主要功能是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)驗證和授權(quán)驗證等；

       （4）LocationData：用戶位置信息，存放信息包含了定位精度、經(jīng)緯度坐標、GPS定位衛(wèi)星數(shù)目和定位時速度等；

       （5）LocationClient：定位SDK核心類，實現(xiàn)定位參數(shù)設(shè)置、注冊監(jiān)聽函數(shù)及發(fā)起定位功能；

       （6）BDLocation：封裝了定位SDK的定位結(jié)果，通過該類用戶可以獲取位置的坐標和精度半徑等信息。

       移動用戶終端將依據(jù)實時的網(wǎng)絡(luò)情況采用混合定位方式返回用戶的地理位置信息。在進行定位開發(fā)時，Manifest.xml配置文件必須聲明應(yīng)用程序的使用權(quán)限如Wi-Fi、Internet、Network等，移動客戶端定位的部分示例代碼如下。

mLocClient=new LocationClient（this）； //定位初始化

locData=new LocationData（）；

mLocClient.registerLocationListener（myListener）；

LocationClientOption option=new LocationClientOption（）；

option.setOpenGps（true）；//打開GPS

option.setCoorType（"bd09ll"）； //設(shè)置坐標類型

mLocClient.setLocOption（option）；

mLocClient.start（）；

myLocationOverlay=new locationOverlay（mMapView）；

//定位圖層初始化

myLocationOverlay.setData（locData）； //設(shè)置定位數(shù)據(jù)

mMapView.getOverlays（）.add（myLocationOverlay）；

//加定位圖層

myLocationOverlay.enableCompass（）；

mMapView.refresh（）；//修改定位數(shù)據(jù)后刷新圖層生效

2.3 JDBC數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)

       服務(wù)器端的后臺利用MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，存儲著用戶信息、商品信息、后臺管理員信息等數(shù)據(jù)，服務(wù)器端利用JDBC（Java Database Connectivity）方式連接關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通過SQL結(jié)構(gòu)化查詢語言來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的增刪改查操作。JDBC編程步驟大致分為以下幾步：（1）加載數(shù)據(jù)庫驅(qū)動；（2）通過DriverManager獲取數(shù)據(jù)庫連接；（3）通過Connection對象創(chuàng)建Statement對象；（4）使用Statement執(zhí)行SQL語句；（5）獲取操作結(jié)果集；（6）回收數(shù)據(jù)庫資源，包括關(guān)閉ResultSet、Statement和Connection對象等資源。

       這樣，通過JDBC訪問方式實現(xiàn)對主流數(shù)據(jù)庫的操作。并且利用JDBC操作數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)庫、跨平臺，具有非常優(yōu)秀的可移植性能。

2.4 服務(wù)器與客戶端HTTP通信

       在無線購物系統(tǒng)中，客戶端在注冊登錄、瀏覽和購買商品時必須將用戶信息及商品信息封裝后向服務(wù)器端發(fā)起請求，以得到服務(wù)器端的響應(yīng)數(shù)據(jù)。HTTP協(xié)議是實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端數(shù)據(jù)交互和通信的主要途徑?？蛻舳送ㄟ^GET和POST兩種請求方式向Web服務(wù)器發(fā)送請求。服務(wù)器端控制器Servlet將根據(jù)客戶端發(fā)起的請求類型調(diào)用不同的響應(yīng)函數(shù)對客戶端請求進行相應(yīng)處理。Web服務(wù)器將處理結(jié)果回送到客戶端進行界面更新，客戶端發(fā)送HTTP請求的Java示例代碼如下。

public static HttpClient httpClient=new DefaultHttpClient（）；

public static String getRequest（String url） throws Exception{

HttpGet get=new HttpGet（url）；  //GET請求方式

HttpResponse httpResponse=httpClient.execute（get）；

 if（httpResponse.getStatusLine（）.getStatusCode（）==200）{

  String result=EntityUtils.toString(httpResponse.getEntity（））；

   return result；

}

return null；

}

public static String postRequest（String url，Map<String，String> rawParams）throws Exception{

HttpPost post = new HttpPost（url）；  //POST請求方式

List<NameValuePair> params=new arrayList<NameValuePair>（）；

for（String key：rawParams.keySet（）） {//封裝請求參數(shù)

params.add（new BasicNameValuePair（key，rawParams.get（key）））；

 }

 ……

 return null；

}

3 實驗結(jié)果與分析

       無線購物LBS系統(tǒng)服務(wù)器端在MyEclipse 8.5集成環(huán)境中開發(fā)，部署于Tomcat 7.0應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫采用MySQL 5.5；客戶端由Eclipse集成開發(fā)平臺和Android ADT組成，利用Android智能手機對所開發(fā)的系統(tǒng)進行測試。

       用戶通過無線購物應(yīng)用獲取到感興趣的商家地址以及商品詳細信息，如圖5（a）所示。移動用戶向定位服務(wù)器發(fā)起定位請求，獲取到移動終端的當前位置，如圖5（b）所示，百度定位SDK將獲取得到的定位信息通過定位圖層顯示在終端上，并顯示出了用戶的當前經(jīng)緯度信息。系統(tǒng)還為用戶和商家之間提供了合理的駕車導(dǎo)航路線，用戶可以選擇送貨上門服務(wù)或者到店取貨服務(wù)，如圖5（c）所示。

       本文基于Android智能手機平臺，利用百度地圖API及定位SDK結(jié)合多種定位技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了一個無線購物LBS應(yīng)用。移動用戶借助于本系統(tǒng)可實現(xiàn)地理位置混合定位、地圖導(dǎo)航，并向服務(wù)器獲取基于位置的無線購物服務(wù)。

參考文獻

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