ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ HOÀNG THU TRANG NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH TRÊN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ HOÀNG THU TRANG NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH TRÊN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 60.48.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HẢI CHÂU Hà Nội - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung kết luận văn tốt nghiệp tự nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Hải Châu Trong toàn nội dung luận văn, nội dung đƣợc trình bày cá nhân đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác Tất tài liệu tham khảo đƣợc trích dẫn rõ ràng phần cuối luận văn Tôi xin cam đoan lời thật Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên Hoàng Thu Trang LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Hải Châu tận tình hƣớng dẫn đóng góp ý kiến quý báu chuyên môn nhƣ phƣơng pháp nghiên cứu khoa học để tơi thực đƣợc khóa luận tốt nghiệp thạc sĩ Thầy gƣơng mặt sống để học tập noi theo Trong suốt trình học tập trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo cung cấp cho kiến thức hữu ích, bổ trợ cho trình phát triển sau Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình tơi ln ủng hộ tơi đƣờng học tập nghiên cứu với nhiều khó khăn, vất vả Mặc dù cố gắng q trình làm luận văn nhƣng khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc góp ý thầy cô Hà Nội, ngày tháng Học viên năm 2017 Hoàng Thu Trang MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 Nghiên cứu trạng ứng dụng 1.2 Mục đích phạm vi nghiên cứu CHƢƠNG II: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 10 2.1 Lựa chọn tảng hệ điều hành 10 2.1.1 2.1.2 2.2 Một số tảng hệ điều hành phổ biến 10 So sánh phát triển ứng dụng hệ điều hành di động 11 Các giải pháp kỹ thuật chủ yếu đƣợc nghiên cứu đề tài 14 2.2.1 2.2.2 2.2.3 Xây dựng ứng dụng tảng iOS 14 Xây dựng máy chủ tảng Node.js 15 Hệ quản trị sở liệu PostgreSQL 17 CHƢƠNG III: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 20 3.1 Phân tích yêu cầu 20 3.1.1 3.1.2 Yêu cầu chức ứng dụng 20 Yêu cầu phi chức 22 3.2 Thiết kế hệ thống 22 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Thiết kế kiến trúc 22 Biểu đồ Use Case 23 Thiết kế sở liệu 31 CHƢƠNG IV: CÀI ĐẶT HỆ THỐNG VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 35 4.1 Quy trình xây dựng 35 4.2 Thử nghiệm 36 4.3 Đánh giá kết thử nghiệm 46 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải Tiếng Việt GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu Lat Lattitude Vĩ độ Lon Longtitude Kinh độ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Hệ điều hành Android 10 Hình 2.2: Hệ điều hành iOS Apple 11 Hình 2.3: Hệ điều hành Windows Phone Microsoft 11 Hình 2.4: Thống kê IDC (International Data Corporation) tỷ lệ thiết bị di động tảng hệ điều hành khác 12 Hình 2.5: Sự phân mảnh phiên hệ điều hành hai tảng iOS Android 13 Hình 2.6: Thống kê lƣợng tải xuống doanh thu cửa hàng ứng dụng phổ biến ……… 14 Hình 2.7: Mơ hình kiến trúc tảng iOS 14 Hình 3.1: Mơ hình kiến trúc tầng 23 Hình 3.2: Biểu đồ Usecase nhóm chức Đăng nhập hệ thống 24 Hình 3.3: Biểu đồ Usecase nhóm chức Nhóm ngƣời dùng 26 Hình 3.4: Biểu đồ Usecase nhóm chức Quản lý thơng tin ngƣời dùng 28 Hình 3.5: Biểu đồ Usecase nhóm chức khác 29 Hình 3.6: Mối quan hệ thực thể Ngƣời dùng, Nhóm ngƣời dùng Hình ảnh 31 Hình 3.7: Mối quan hệ thực thể Ngƣời dùng thực thể Nhóm ngƣời dùng 32 Hình 3.8: Mơ hình bảng sở liệu 33 Hình 4.1: Màn hình đăng nhập lần đầu 36 Hình 4.2: Màn hình khai báo thơng tin đăng nhập lần đầu 37 Hình 4.3: Màn hình cho phép cập nhật thông tin ngƣời dùng 37 Hình 4.4: Màn hình hiển thị đồ đến vị trí ngƣời dùng 38 Hình 4.5: Màn hình danh sách nhóm ngƣời dùng 38 Hình 4.6: Màn hình thêm thơng tin nhóm ngƣời dùng 39 Hình 4.7: Màn hình thêm bạn vào nhóm 39 Hình 4.8: Màn hình thêm bạn bè theo số điện thoại email 40 Hình 4.9: Màn hình hiển thị thành viên nhóm đồ thêm vào nhóm thành cơng 40 Hình 4.10: Màn hình cho phép nhập mã để tham gia nhóm 41 Hình 4.11: Màn hình thơng báo tham gia nhóm thành cơng 41 Hình 4.12: Màn hình thơng báo nhập mã nhóm khơng 42 Hình 4.13: Màn hình giao diện cho phép rời nhóm 42 Hình 4.14: Màn hình thơng báo rời nhóm thành cơng 43 Hình 4.15: Màn hình tạo điểm đích cho nhóm 43 Hình 4.16: Màn hình hiển thị điểm đích 44 Hình 4.17: Màn hình hiển thị điểm đích vị trí ngƣời khác nhóm 44 Hình 4.18: Màn hình hiển thị đƣờng ngắn từ vị trí đến điểm đích 45 Hình 4.19: Màn hình hiển thị ảnh theo vị trí tải lên đồ chức cho phép tải ảnh lên đồ 45 Hình 4.20: Màn hình hiển thị chi tiết hình ảnh thơng tin (tên) ngƣời tải ảnh lên đồ 46 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh chức ứng dụng chia sẻ ví trí phổ biến Bảng 3.1: Bảng danh sách tác nhân 20 Bảng 3.2: Bảng chức cần có ứng dụng: 20 Bảng 3.3: Bảng UserProfile 33 Bảng 3.4: Bảng ImageUpload 33 Bảng 3.5: Bảng Group 34 Bảng 3.6: Bảng Group_UserProfile 34 Bảng 4.1: So sánh chức ứng dụng thực nghiệm với ứng dụng phổ biến 46 LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, thiết bị di động thông minh có tăng trƣởng phát triển mạnh mẽ với đời liên tục loạt máy tính bảng đại, điện thoại thơng minh có tính cạnh tranh cao, thị trƣờng xây dựng ứng dụng thiết bị trở nên vô màu mỡ Hai gian hàng ứng dụng phổ biến App Store (hệ điều hành iOS) Google Play (hệ điều hành Android) Apple mở App Store vào năm 2008 thời điểm mắt iPhone 3G bắt đầu với 500 ứng dụng nhƣng tính đến nay, số lƣợng ứng dụng lên đến 1,4 triệu ứng dụng đạt khoảng 30 tỷ lƣợt tải (Theo Forbes) Bên cạnh đó, Google Play có tăng trƣởng đáng kinh ngạc với 1,8 triệu ứng dụng khoảng 114 tỷ lƣợt tải Sự tăng trƣởng ứng dụng di động gần nhƣ tất yếu Tại Việt Nam năm gần có tăng trƣởng nhanh chóng rõ rệt lĩnh vực thiết bị di động thông minh Tại Hội thảo Quốc gia Chính phủ điện tử Sở Thông tin Truyền thông Hà Nội phối hợp Tập đoàn Dữ liệu quốc tế IDG Việt Nam tổ chức, Ông Phan Xuân Dũng, Chủ nhiệm Ủy ban Khoa học, Công nghệ Môi trƣờng Quốc hội chia sẻ: “Theo báo cáo quan chun mơn, có 55% dân số sử dụng điện thoại thông minh nối mạng Internet Với tỷ lệ này, Việt Nam đứng thứ hạng cao châu Á-Thái Bình Dƣơng giới” Có thể thấy tỷ lệ tăng trƣởng cao so với 36% dân số sử dụng điện thoại thông minh vào năm 2014 Với tăng trƣởng phát triển mạnh mẽ nhƣ vậy, thấy lĩnh vực di động lĩnh vực tiềm Do thiết bị di động nên chúng có đặc trƣng nhỏ gọn, ngƣời dùng dễ dàng mang theo bên Với đặc tính này, thiết bị di động thơng minh phần lớn đƣợc tích hợp GPS để xác định vị trí ngƣời dùng Dựa vào phát triển phổ biến công nghệ này, nhiều ứng dụng tiện ích đời theo nhu cầu ngƣời dùng Ngƣời dùng xác định vị trí lúc nơi, dựa vào xác định đƣợc vị trí tƣơng ứng đồ Những ứng dụng GIS thiết bị di động mà trở nên khả thi, mang lại nhiều lợi ích cho ngƣời dùng Với phát triển đó, việc nghiên cứu xây dựng ứng dụng giám sát hành trình thiết bị di động trở thành ứng dụng thiết thực CHƯƠNG IV: CÀI ĐẶT HỆ THỐNG VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 4.1 Quy trình xây dựng Về phía máy chủ: - Hệ thống cài đặt máy chủ host Heroku cung cấp quản lý nhƣ xử lý liệu - Máy chủ đƣợc xây dựng sử dụng Node.JS phiên nhất, thực nhiệm vụ tiếp nhận yêu cầu, thực câu truy vấn đến CSDL, sau gửi trả lại kết cho máy khách - Hệ quản trị sở liệu đƣợc sử dụng PostgreSQL 8.5, PostGIS 1.5 đƣợc cài đặt Heroku, có nhiệm vụ lƣu trữ, xử lý truy vấn - liệu Các liệu ngƣời dùng, nhóm ngƣời dùng ảnh ngƣời dùng tải lên đƣợc lƣu trữ CSDL PostgreSQL server Heroku Các chức đƣợc phát triển đầy đủ nhƣ đƣợc phân tích Đối với việc quản lý ngƣời dùng: phân quyền chức ngƣời dùng làm trƣởng nhóm (ở ngƣời tạo nhóm), ngƣời thực việc thêm thành viên loại bỏ thành viên khác, hay tạo điểm đến chung nhóm Thơng tin ngƣời dùng nhóm trƣởng đƣợc lƣu bảng Group_UserProfile trƣờng isMaster - Đối với việc quản lý ảnh ngƣời dùng tải lên hệ thống: Sử dụng server Amazon S3 để lƣu trữ tập tin ảnh Việc lựa chọn sử dụng dịch vụ Amazon S3 để hỗ trợ quản lý lƣu file hệ thống mang lại nhiều lợi ích so với việc lƣu trữ server cài đặt Heroku Đầu tiên, dịch vụ Heroku cung cấp 100MB để lƣu trữ file tài khoản miễn phí, Amazon S3 cung cấp ngƣời dùng miễn phí 5GB dung lƣợng Bên cạnh đó, dịch vụ Amazon S3 số tiện ích hỗ trợ quản lý file ví dụ nhƣ hỗ trợ lƣu hồi phục liệu, cung cấp khả cho phép báo cáo việc sử dụng liệu Amazon S3 đƣợc tối ƣu việc hỗ trợ tải file với tốc độ cao kết hợp với việc đảm bảo tồn vẹn liệu Về phía máy khách: - Ứng dụng di động tảng iOS đƣợc xây dựng Swift Về việc xác định vị trí, chip GPS thiết bị di động có nhiệm vụ xác định vị trí ngƣời dùng Ứng dụng đƣợc build trực tiếp thiết bị thử nghiệm máy ảo (iOS Emulator) 35 4.2 Thử nghiệm Kịch thử nghiệm: - Ngƣời dùng đăng nhập ứng dụng lần đầu, ứng dụng yêu cầu nhập thông tin cần thiết Sau đăng nhập hệ thống, hình hiển thị đồ tự động zoom đến vị trí ngƣời dùng Thực chức thêm nhóm ngƣời dùng - Sau tạo nhóm ngƣời dùng thành cơng, thêm ngƣời dùng khác vào nhóm cách tìm kiếm qua địa email số điện thoại - Ngƣời dùng thực tạo điểm đến chung cho nhóm, ngƣời dùng khác nhóm thấy điểm đến chung - Chọn chức tìm đƣờng, đồ hiển thị đƣờng ngắn từ vị trí đến điểm đến nhóm Sau ảnh chụp hình theo kịch sử dụng ứng dụng: Màn hình đăng nhập ứng dụng lần đầu, ứng dụng yêu cầu ngƣời dùng cho phép chia sẻ thông tin vị trí q trình sử dụng: Hình 4.1: Màn hình đăng nhập lần đầu Ứng dụng đề nghị điền thông tin cần thiết đăng nhập lần đầu: 36 Hình 4.2: Màn hình khai báo thơng tin đăng nhập lần đầu Ứng dụng cho phép cập nhật thông tin ngƣời dùng, tải lại ảnh đại diện lên hệ thống: Hình 4.3: Màn hình cho phép cập nhật thông tin người dùng Lấy vị trí ngƣời dùng, hiển thị lên đồ tự động zoom đến vị trí này: 37 Hình 4.4: Màn hình hiển thị đồ đến vị trí người dùng Thơng thƣờng, hệ thống tự tải lại vị trí ngƣời dùng 30 giây Tuy nhiên, ngƣời dùng lựa chọn chức tải lại góc phải phía hình để cập nhật tức Màn hình hiển thị danh sách nhóm bạn bè ngƣời dùng: Hình 4.5: Màn hình danh sách nhóm người dùng Chọn chức thêm nhóm bạn bè (Create), ứng dụng hiển thị hình đề nghị điền thơng tin nhóm tạo mới: 38 Hình 4.6: Màn hình thêm thơng tin nhóm người dùng Màn hình cho phép thêm bạn vào nhóm với vai trò ngƣời tạo nhóm: Hình 4.7: Màn hình thêm bạn vào nhóm Màn hình cho phép tìm kiếm theo số điện thoại email để thêm bạn vào nhóm: 39 Hình 4.8: Màn hình thêm bạn bè theo số điện thoại email Thêm bạn vào nhóm thành cơng, hình hiển thị tên nhóm phía danh sách bạn nhóm phía dƣới đồ: Hình 4.9: Màn hình hiển thị thành viên nhóm đồ thêm vào nhóm thành cơng Ở hình hiển thị danh sách nhóm ngƣời dùng, chọn chức Tham gia (Join) ngƣời dùng muốn chủ động tham gia vào nhóm Khi ứng dụng hiển thị hình để ngƣời dùng nhập mã nhóm muốn tham gia: 40 Hình 4.10: Màn hình cho phép nhập mã để tham gia nhóm Ứng dụng đƣa thơng báo tham gia vào nhóm thành cơng: Hình 4.11: Màn hình thơng báo tham gia nhóm thành cơng 41 Hình 4.12: Màn hình thơng báo nhập mã nhóm khơng 10 Khi thành viên nhóm muốn chủ động rời nhóm tại, chọn chức Chỉnh sửa (Edit) bên cạnh tên nhóm mà thành viên Khi ứng dụng hiển thị giao diện cho phép rời nhóm (chức Leave): Hình 4.13: Màn hình giao diện cho phép rời nhóm Hệ thống đƣa thơng báo rời nhóm thành cơng: 42 Hình 4.14: Màn hình thơng báo rời nhóm thành cơng 11 Đối với nhóm ngƣời dùng tạo, thực chạm vào đồ vị trí muốn tạo điểm đích cho nhóm: Hình 4.15: Màn hình tạo điểm đích cho nhóm 12 Chọn đồng ý tạo điểm đích vị trí chọn, ứng dụng hiển thị điểm đích đồ dƣới dạng Marker: 43 Hình 4.16: Màn hình hiển thị điểm đích 13 Những ngƣời dùng nhóm nhìn thấy điểm đích vị trí ngƣời khác: Hình 4.17: Màn hình hiển thị điểm đích vị trí người khác nhóm 14 Chọn chức đƣờng, ứng dụng hiển thị đƣờng từ vị trí đến điểm đích: 44 Hình 4.18: Màn hình hiển thị đường ngắn từ vị trí đến điểm đích 15 Chọn chức tải ảnh, ứng dụng cho phép tải ảnh từ điện thoại gắn lên vị trí đồ: Hình 4.19: Màn hình hiển thị ảnh theo vị trí tải lên đồ chức cho phép tải ảnh lên đồ 16 Chọn vào hình ảnh ngƣời dùng tải lên đồ, ứng dụng hiển thị ảnh tồn hình thơng tin ngƣời tải phía dƣới 45 Hình 4.20: Màn hình hiển thị chi tiết hình ảnh thơng tin (tên) người tải ảnh lên đồ 4.3 Đánh giá kết thử nghiệm Ứng dụng đƣợc xây dựng thử nghiệm thành công điện thoại di động tảng iOS, thực đƣợc đầy đủ chức nhƣ phân tích So với ứng dụng đƣợc phát triển nay, ứng dụng đƣợc xây dựng phạm vi luận văn phát triển thêm chức khác để hỗ trợ ngƣời dùng trình sử dụng Bảng 4.1 thực việc so sánh ứng dụng thực nghiệm với ứng dụng có nay: Bảng 4.1: So sánh chức ứng dụng thực nghiệm với ứng dụng phổ biến Tiêu chí Nền tảng Find my friends iOS Chia sẻ thơng tin Có hỗ trợ vị trí Tạo nhóm bạn bè Khơng trợ Glympse Life360 Ứng dụng thực nghiệm iOS, Android iOS, Android iOS Có hỗ trợ Có hỗ trợ Có hỗ trợ hỗ Có hỗ trợ Có hỗ trợ Có hỗ trợ Thiết lập điểm đến Khơng cho nhóm trợ hỗ Khơng hỗ trợ Khơng hỗ trợ Có hỗ trợ Tìm đƣờng đến Khơng điểm đến đƣợc thiết trợ hỗ Không hỗ trợ Không hỗ trợ Có hỗ trợ 46 lập Tải hình ảnh gắn Không hỗ Không hỗ trợ Không hỗ trợ Có hỗ trợ lên đồ theo vị trí trợ 47 KẾT LUẬN Dựa vào phát triển phổ biến công nghệ GPS thiết bị di động nay, nhiều ứng dụng tiện ích sử dụng cơng nghệ đời Ngƣời dùng xác định vị trí lúc nơi, dựa vào xác định đƣợc vị trí tƣơng ứng đồ Trên kho ứng dụng hai tảng phổ biến iOS Android xuất số ứng dụng di động tiếng với chức chia sẻ vị trí, nhƣng chủ yếu ứng dụng dừng lại mức chia sẻ vị trí ngƣời dùng Với xu hƣớng đó, việc xây dựng ứng dụng điện thoại di động phục vụ việc giám sát hành trình, cung cấp chức có tính khả thi cao ứng dụng thực tế Về mặt công nghệ, luận văn nghiên cứu tảng hệ điều hành phổ biến, so sánh phát triển ứng dụng tảng để lựa chọn tảng phù hợp để xây dựng ứng dụng Với ƣu điểm phân mảnh thiết bị nhƣ phiên hệ điều hành ít, thời gian phát triển thƣờng ngắn hơn, lợi nhuận mang lại (nếu có) cao hơn, khóa luận lựa chọn phát triển ứng dụng tảng hệ điều hành iOS Về phía máy chủ, lựa chọn xây dựng tảng Node.JS với ƣu điểm mã nguồn mở, đƣợc viết ngôn ngữ JavaScript Bên cạnh đó, máy chủ sử dụng hệ quản trị sở liệu PostgreSQL với ƣu điểm bật so với hệ quản trị sở liệu khác có hỗ trợ việc lƣu trữ xử lý liệu không gian với module mở rộng PostGIS Về phần thực nghiệm, từ công nghệ nghiên cứu lựa chọn, luận văn thực phân tích thiết kế xây dựng ứng dụng giám sát hành trình điện thoại di động tảng hệ điều hành iOS Ứng dụng đƣợc xây dựng thử nghiệm thành cơng với chức gồm: tạo nhóm bạn bè, cho phép thêm ngƣời có danh bạ vào nhóm, cho phép hiển thị vị trí ngƣời dùng nhƣ ngƣời khác nhóm, tạo điểm đến chung cho nhóm đồ hiển thị đƣờng đến điểm đích đó, cho phép tải ảnh lên đồ vị trí ngƣời khác nhóm nhìn thấy, Hƣớng nghiên cứu phát triển từ kết đạt đƣợc ứng dụng đƣợc xây dựng luận văn, bổ sung chức khác nâng cao theo nhu cầu ngƣời dùng nhƣ chức chat nhóm, theo dõi lịch sử lộ trình ngƣời dùng nhóm 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh W Frank Ableson, Robi Sen, Chris King (2012), “Android in action”, Manning Publications Mike Cantelon, Marc Harter, T.J.Holowaychuck, Nathan Rajlich (2014), “Node.JS in Action", Manning Publications Korry Douglas, Susan Douglas, “PostgreSQL: a comprehensive guide to building, programming, and administering PostgresSQL databases” Nimesh Chhetri (2016),"A Comparative Analysis of Node.js (Server-Side JavaScript)", Culminating Projects in Computer Science and Information Technology, St Cloud State University Website https://www.postgresql.org/ http://nodejs.org/ 7.https://developer.apple.com/library/content/documentation/Miscellaneous/Conce ptual/iPhoneOSTechOverview/Introduction https://itunes.apple.com/us/app/find-my-friends/id466122094?mt=8 https://www.glympse.com/ 10 https://www.life360.com/ 49 ... luận văn nghiên cứu xây dựng ứng dụng giám sát hành trình điện thoại di động Để thực mục tiêu này, cần phân tích đánh giá phát triển điện thoại di động thị trƣờng điện thoại di động nay, từ đánh... ứng dụng iOS, máy chủ Node.JS, hệ quản trị CSDL PostgreSQL) Cuối thiết kế xây dựng ứng dụng thực nghiệm giám sát hành trình thiết bị di động Đối với ứng dụng giám sát hành trình, chức đƣợc xây dựng. .. trạng ứng dụng di động chia sẻ vị trí phổ biến nhƣ phân tích, thấy nhiều tính tiện ích hỗ trợ việc giám sát hành trình chƣa đƣợc khai thác hết Việc xây dựng ứng dụng giám sát hành trình điện thoại