基于移动定位的行踪管理系统的设计与实现

独 创 性 声 明 Y2447377本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。名:请蛘签 名:日 期： 2 年 R月 丨 曰关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定）签 名 ：岭 导师签名： 1弋日 期： 2/Z年M月i日日 期 年 朗摘要摘 要在科学技术不断发展与创新的今天，计算机软件和网络技术广泛应用于各行 各业，这大大提高了工作效率，而作为政府部门必须紧跟时代潮流。根据反兴奋 剂组织的要求，中国国家体育总局网球中心亟需一个电子信息化的平台，来管理 运动员的行踪信息，而运动员和教练员则希望这个平台除了行踪管理，还能够提 供给他们更多的服务，集工作和生活于一体。本课题的研宄任务是通过对网球中心实际业务需求的挖掘，综合运用各种知 识与技术设计实现基于移动定位的运动员行踪管理系统。本文具体的研究思路与 研宄过程为：首先是对运动员行踪管理系统的研宄背景、研宂意义以及国内外移 动定位和LBS现状进行分析和研宄。接着根据中国体育总局网球中心业务要求 对系统进行需求分析、数据库设计和功能设计，同时根据面向对象的软件设计思 想，通过采用模块化设计将系统分为多个具体的功能模块。然后，应用JAVA 开 发技术、HTML5地理信息定位技术、混合定位技术、SSH框架技术、LBS 、SMSLib 和信息推送等实现各功能模块，而为了保障系统数据安全，所有登录密码都将采 用MD5 来加密，数据传输则采用AES加密。最后通过系统详细设计实现系统登 录、定位中心、行踪上报、LBS服务中心、信息中心和邮件系统等，并展望后续 工作一一以移动定位为基础，整合各种资源，提供用户优质的LBS服务。这个系统的上线使网球中心的工作效率实现了质的飞跃，改善了运动员不愿 主动上报行踪这一顽疾，让用户不仅工作在这个平台，也生活在这个平台；同时 这个系统也是HTML5地理信息定位技术应用的一个成功案例，成为LBS应用 模式探索的先驱。关键词：地理信息定位；位置服务；行踪管理北 京 工 业 大 学工 程 硕 士 专 业学 位 论 文AbstractWith the development and innovation of science and technology, computer and network technology generally used in many fields, which greatly improved the work efficiency，as a government department must closely follow the trend of the times. According to the requirements of international and domestic anti-doping organizations, it need an electronic information platform of the China State General Administration of Sport Tennis Center，to manage the athletes whereabouts, athletes and coaches hope this platform in addition to the whereabouts of management, but also able to provide to them more services, set work and live in one.The research tasks of this project is based on actual business needs of the tennis center, the comprehensive use of various knowledge and technical design of the Athlete Whereabouts of mobile location-based management system. The specific research ideas and research process is as follows, the first athlete whereabouts system background, significance, and domestic and international mobile positioning and LBS status quo analysis and research. According to the China General Administration of Sport Tennis Center business requirements to the system requirements analysis, database design and functional design, and object-oriented software design, the modular design of the system is divided into more specific functional modules. Then, the application of the HTML5 geographic information positioning technology, the hybrid positioning technology、SSH framework technology、LBS、SMSLib and information push, etc. to achieve the fimctional modules, in order to protect system data security, all login password using MD5 to encrypt Finally the system registry in accordance with the detailed design of the system, positioning center, reported the whereabouts of the LBS :service center, information center and a mail system，and Looking forward to the follow-up work _ to the mobile location-based integration of various resources, providing users high-quality LBS services.System of on-line to achieve a qualitative leap in the efficiency of the tennis center，and improve the athletes do not want to take the initiative to report the whereabouts of this chronic illness.The system allow users to not only work on this platform, but also live in this platform.At the same time，this system is HTML5 Geographic Information Locatora successful case of technology, becoming a pioneer of the LBS application mode to explore.Keywords: Geolocation, LBS, Whereabouts of the management目录目 录m w： .IAbstract .II胃1 # 绪论 .11.1 研究背景与意义 .11.2 国内外研宄现状 .11.2.1 HTML5 GEOLOCATION .21.2.2 LBS.31.3 研宄内容 .41.4 论文章节安排 .5第2 章 行踪管理系统相关技术及理论介绍 .72.1 HTML5的地理信息定位技术 .72.2 MVC模式的设计 .82.3 移动定位技术 .102.3.1基于移动网络的定位技术 .102.3.2基于移动终端的定位技术 .102.3.3 混合定位技术 .112.4 SMSLIB .112.5 LBS.122.6 本章小结 .13第3 章 行踪管理系统的需求分析 .153.1 行踪系统总体功能需求分析 .153.1.1登录模块需求 .153.1.2基本信息模块需求 .153.1.3行踪管理模块需求 .163.1.4系统相关模块需求 .163.1.5支撑平台需求 .163.1.6移动定位需求 .163.1.7 短信中心需求 .173.1.8用户需求 .173.1.9用户权限的需求 .173.2 系统用例图 .18北 京 工 业 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文3.3 业务流程 .193.4 性能需求 .203.5 安全性需求 .213.5.1保障系统和用户的数据安全 .213.5.2数据传输的安全必须保障 .213.6 可扩展性需求 .213.7 本章小结 .22第4 章 行踪管理系统的设计 .234.1 系统架构设计 .234.2 数据库设计 .254.2.1数据库概念结构设计 .254.2.2数据库表设计 .274.3 系统各功能模块设计 .314.3.1登录模块设计 .314.3.2基本信息功能模块设计 .324.3.3行踪管理功能模块设计 .334.3.4系统相关功能模块设计 .344.3.5支撑平台设计 .354.3.6移动定位模块设计 .354.3.7短信模块设计 .364.4 时序图设计 .364.4.1登录时序图设计 .374.4.2基本信息时序图设计 .384.4.3行踪管理时序图设计 .384.4.4系统消息时序图设计 .394.4.5数据清理时序图设计 .404.4.6移动定位时序图设计 .404.4.7短信群发时序图设计 .414.5 本章小结 .41第5 章 行踪管理系统的实现 .435.1 开发环境 .435.2 系统各功能模块的实现 .43目 录5.2.1 登录模块的实现 .435.2.2基本信息模块的实现 .445.2.3行踪管理模块的实现 .465.2.4系统相关模块的实现 .485.2.5支撑平台的实现 .495.2.6移动定位模块的实现 .505.2.7SMSLib实现系统短信收发的功能 .525.3 本章小结 .53第6 章 行踪管理系统的测试 .556.1 代码审查 .556.2 单元测试 .556.3 集成测试 .566.4 功能测试 .566.4.1登录模块的测试 .:.566.4.2基本信息模块的测试 .576.4.3行踪管理模块的测试 .586.4.4系统相关模块的测试 .596.4.5支撑平台的测试 .596.4.6移动定位模块的测试 .606.4.7短信群发模块的测试 .616.5 性能测试 .616.6 安全性测试 .626.7 测试结论 .636.8 本章小结 .63 it.65参考文献 .67St m.71III北 京 工 业 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文第 1幸 绪 论第 1章 绪 论1.1研究背景与童义随着计算机技术的发展与进步，电子信息化的广泛推广应用，不管是企业还 是政府部门，对计算机和网络的依赖程度是越来越高，同时国外的很多国家都对 运动员行踪管理实施了电子化办公，而中国还处于由人工管理运动员行踪信息 的时代，人工管理存在很多的不足：管理效率较低，劳动强度大，信息处理 速度慢而且让运动员的体验很不好；如此不能很好的满足国际反兴奋剂组织的 要求（网球协会必须实时掌控运动员的行踪信息，以便反兴奋组织进行反兴奋剂 检查）和解决实际问题。与此同时教练员和运动员们希望除了行踪上报之余，还 能在生活、娱乐上给予他们帮助，当去到一个陌生的比赛城市时，能获得一些当 地的美食或者特产信息等服务;所以中国网球协会亟需一个信息化系统平台来处 理曰常事务和管理运动员、教练员等，同时提供生活、娱乐方面的服务。平台建 成后不仅可以减轻了工作人员的工作负担，也能让运动员方便快捷的进行行踪上 报和服务其生活娱乐，同时也利于反兴奋剂组织的监督检查，正所谓一举多得。 与此同时可以把这个系统推广应用到其他的体育运动项目（篮球、足球等）中， 最终把所有的体育项目整合到一个系统中，统一的运营和管理，能显著提高工作 效率，减少工作强度。而采用最新HTML5的地理信息定位、SMSLib 、LBS和移动定位技术来辅 助实现平台的运动员行踪管理，将使这个系统平台不仅功能强大,而且与时俱进， 与国际接轨，对中国体育事业的电子化、信息化具有积极的意义。1.2国内外研究现状目前国际反兴奋剂组织是通过使用行踪管理系统来管理所有需要接受兴奋 剂检查的运动员，强制要求运动员上报自己的行踪信息。同时各个单项赛事以及 大部分欧美国家的反兴奋剂组织也有自己的行踪管理系统；但是很多运动员都拒 绝进行行踪上报，他们觉得侵犯了自己的隐私，因此会发生一些运动员抗议事件, 特别是像欧洲国家的运动员，非常注重自身的隐私和权益。而中国在这方面还是 空白，只是通过其它方式来接收运动员的行踪信息一一电话、邮件和传真，然后 汇总整理之后供反兴奋剂机构查阅和使用；所以我们需要有这么一个系统，同时 我们在进行行踪申报的时候应该总结国外的经验教训，把这个系统打造得更人性 化，让运动员们能主动进行行踪上报。北 京 工 北 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文1.2.1 HTML5 GEOLOCATIONHTML5最近几年发展很快，使WEB页面标准化的进程获得了显著提高， 其新的应用功能地理信息定位（Geolocation )也是最近才发布的。HTML5有几 大特点：(1)语义特性（Semantic) : HTML5使网页的结构和表现变得很棒，不断 更新的标签将会支持RDFa的微数据与微格式等方面的功能，这样对程序、对用 户都更有价值的网页通过采用数据驱动将被构建出来。(2)本地存储特性（Offline& Storage) : HTML5开发的基于Web 的应用 程序启动时间将会变短，网络速度将显着提高，这要归功于HTML5APP Cache， Indexed DB的本地存储和API说明文档。(3) 设备兼容特性（Device access):通过开放的 Geolocation功能API文 档，HTML5 Web应用程序为开发人员提供了一个优化选项，并且还提供了前所 未有的数据和应用程序访问开放接口。因此，外部应用程序可以直接与浏览器内 部数据连接，例如，影音视频可以直接与麦克风和摄像头相连 1。(4) 连接特性（Connectivity) :更流畅的连接，让页面实时聊天，体验更 快速的网页游戏和被优化的在线交流得以实现。HTML5的服务器推送技术很棒， 其中最棒的两个特性是Server-Sent Event和WebSockets ,有了它们就能够让我们 实现让服务器将数据“推送”到客户端的功能。(5) 网页多媒体特性( Multimedia):能使网页端的视频和音频等多媒体功能 获得良好的支持，而且与网站自身拥有的一些功能相辅相成。(6) 三维、图形及特效特性（3 D、Graphics & Effects):通过 SVG、Canvas 、 WebGL及CSS3所展现的3D功能，会让用户对于在浏览器中所呈现的视觉效果 感到惊奇。(7) 性能与集成特性（Performance & Integration) : HTML5会利用 XML HttpRequest2等技术来使网页获得更快的运行速度，减少用户的等待时间。(8) CSS3特性(CSS3): CSS3可以在维持性能和语义结构的同时，为我们 展现更多的风格和更强的效果，同时Web的开放字体格式也在灵活性和控制性 上获得了强化 2。而本系统将要使用Geolocation 来实现移动定位，Geolocation是一种基于浏 览器的定位技术，目前Geolocation API还没有被所有浏览器所支持，但随着时 间的推移，不管是桌面浏览器还是手机浏览器都将会支持HTML5的地理信息定第 1幸 绪 论位功能。目前在谷歌地图上已经使用了该功能：在Google地图上，有一个小圆 圈，点击一下，就能定位到你目前所在的位置，非常的方便快捷，本系统将利用 谷歌地图来辅助实现移动定位显示。而把谷歌地图画到WEB页面上需要用到 Canvas功能，相当于在页面上提供了一块画布，你可以用JS脚本来在画布上“作 画”，创作你想要展示的“作品”。1.2,2 L