基于j2me平台的gps导航系统毕业设计论文(2)(编辑修改稿)

基于j2me平台的gps导航系统毕业设计论文(2)(编辑修改稿)内容摘要：

再考虑地图数据信息的制作、传输、 存储等，开发者只需要通过 HTTP 请求，便可以获取想要的地图图片。 通过静态地图调用 API，可以进一步增加电子地图的应用范围，同时也使获得地图的方法变得更为简洁直接。 本文系统也将采用此方法进行 GPS 导航系统的开发。 课题主要内容和意义 目前市场上手机 GPS 导航较为成熟的系统都为本地模式的 GPS 导航系统，将地图数据信息下载到用户的手机自身存储空间，具有响应快速的优点，但却过于消耗手机的存储空间，又手机处理能力有限，使得做出来的导航软件不能够处理过于复杂的分析和服务，应用十分受限。 因此客户端 /服务器模式的 研究与开发成了近年来的研究热点。 Google 公司推出的 Google 静态地图 API 为手机开发者提供了通过 HTTP 请求便能得到想要地图的服务。 开发者只需要将定位的信息以及想获取到地图图片的相关信息通过 URL 传递给 Google 服务器，便可以得到相应的地图图片。 Google 公司的这项服务完全符合客户端 /服务器模式 ,用户不需要存储地图数据到手机自身存储里，开发者也不需要过多设备软件制作复杂的栅格地图或矢量地图，只需要掌握相关 API 的使用便可高效地获取想要的地图，完全可以满足普通用户的 GPS 导航需求。 本文系统也将采 用 Google 静态地图 API，在满足一般手机用户基准上，利用 J2ME 3 的 JSR179 规范为大家带来一款手机 GPS 导航软件。 该软件主要实现了实时定位、兴趣点相关操作、路线规划等，也可以作为利用 Google 静态地图 API 进行手机 GPS 导航软件开发的其他手机开发者参考。 4 第二章 相关技术概览 本章主要介绍本文系统用到的相关技术知识，包括位置服务、移动地理信息系统、J2ME 平台的简介、 J2ME 的 JSR179 开发包介绍、 Google API 简介以及做路线 规划时的技术介绍和选择。 基于位置的服务 基于位置的服务 (Location Based Service， LBS)，它是通过电信移动运营商的无线电通讯网络 (如 GSM 网、 CDMA 网 )或外部定位方式 (如 GPS)获取移动终端用户的位置信息 (地理坐标，或大地坐标 )，在 GIS(Geographic Information System，地理信息系统 )平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。 基于位置服务的应用范围 基于位置的服务 (Location Based Service， LBS)的应 用非常广泛，可以渗透到任何行业，为任何群体提供服务。 LBS 的应用服务可以归为以下几类： (1)个人应用领域 个人应用领域， LBS 主要服务有：定位、路径规划、查找目标、旅游导航、基于定位的一些游戏等。 最常用的是为游客提供定位服务，为初到某地的用户提供路径规划，为用户提供公交路线，为用户提供兴趣点的搜索，如酒店旅馆等的位置。 (2)公共服务领域 LBS 在公共服务领域中主要提供公共安全服务应用和智能交通管理及引导。 公共安全服务主要涉及危机情况下当事人位置的准确掌握，为救护、消防、公安等紧急服务提供快速准确的定位指 引，对保障人民生命产生安全起到了至关重要的作用。 LBS在智能交通管理领域也对缓解城市的交通压力起到了重要的作用，通过监控道路段的路况和车流量让驾车人员能即时了解路段交通状况，从而有效地选择行车路线。 (2)商业应用领域 在商业领域， LBS 可以为用户提供周边商业信息，如附近餐馆的近期促销信息，旅馆酒店等的打折优惠信息。 LBS 为物流、安全、交通、城市规划等传统产生提供了精确的位置信息服务，在商业上的应用也越来越重要，发展前景很光明。 基于位置服务的定位方法 目前，基于位置服务的方法主要有三种：基于 移动终端卫星定位系统的 GPS 定位方法、基于移动网络的基站定位方法、无线辅助卫星定位系统的 AGPS 定位方法。 5 GPS 定位是借助全球定位系统的卫星体系来实现的。 该方法不需要手机连接移动网络，而依靠手机自身的 GPS 定位模块获取卫星信号，从而达到定位的效果。 但在卫星信号较差的地区性能和可能性都会急剧地下降，其初始化定位速度相对较慢。 原理图如下： 图 21 GPS 定位原理图 基站定位依懒移动信号发射架和移动蜂窝基站的信号转发，移动电话测量不同基站下行导频的 TOA(Time of Arrival，到达时刻 )或 TDOA(Time Difference of Arrival,到达的时间差 )，根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法，就能够计算出移动电话的位置。 实际的位置估计算法需要考虑多基站 (3 个或 3 个以上 )定位的情况，因此算法要复杂很多。 一般而言，移动台测量的基站数目越多，测量精度越高，定位性能改善越明显。 原理图如下： 图 22 基站定位原理图 AGPS 辅助定位利用峰窝 /无线网络提供辅助信息来帮助卫星系统作为参考点进行定位，并不对位置信息进行计算，而是将 GPS 的位置信息数据传给移动通信网络， 6 由网 络的定位服务器进行位置计算，同时移动网络按照 GPS 的参考网络所产生的辅助数据，如差分校正数据、卫星运行状态等传递给手机，并从数据库中查出手机的近似位置和小区所在的位置信息传给手机，并从数据库中查出手机的近似位置和小区所在的位置信息传给手机，这时手机可以很快捕捉到 GPS 信号，这样首次捕获时间将大大减小，一般仅需几秒的时间。 不需像 GPS 的首次捕获时间可能要 23 分钟时间，而精度也仅为几米高于 GPS 的精度。 原理图如下： 图 23 AGPS 定位原理图 移动地理信息系统 移动地理信息系统 (Mobile Geospatial Information System)的出现使人们在旅游中享受自主旅游的愿望得以实现。 Mobile GIS 是 GIS 从静态走向动态环境的重大发展，通过综合运用 GPS 的精确定位技术、便携移动设备 (如 PocketPC、手机 )、无线 Inter接入和 GIS 的空间信息处理能力，使得系统能够实时地获取、存储、更新、处理、分析和显示地理信息，在现在乃至未来将发挥出巨大的潜力。 移动 GIS(Mobile GIS)是建立在移动计算环境、有限处理能力的移动终端条件下，提供移动中的、分布式的、随遇性 的移动地理信息服务的 GIS，是一个集 GIS、 GPS、移动通信 (GSM/GPRS/CD2MA)三大技术于一体的系统。 它通过 GIS 完成空间数据管理和分析， GPS 进行定位和跟踪，利用 PDA 完成数据获取功能，借助移动通信技术完成图开、文字、声音等数据的传输。 与传统的 GIS 相比，移动 GIS 的体系结构略微复杂些，因为它要求实时地将空间信息传输给服务器。 移动 GIS 的体系结构主要由三部分组成：客户端部分、服务器部分和数据源部分，分别承载在表现层、中间层和数据层。 表现层是客户端的承载层，直接与用户打交道，是向用户提供 GIS 服务的窗口。 该层支持各种终端，包括 PC 机，为移动 GIS 提供更新支持。 数据层是移动 GIS 各类数据的集散地，确保 GIS 功能实现 7 的基础和支撑。 中间层是移动 GIS 的核心部分，系统的服务器都集中在该层，主要负责传输和处理空间数据信息，执行移动 GIS 的功能等。 包括 Inter、 Web Server、Map Server 等组成部分。 J2ME 简介 J2ME 的设计初衷是运行在不同的嵌入式系统和消费电子设备上。 为了适应不同的设备， J2ME 首先对不同的设备进行了抽象。 J2ME 在设计规范时，遵循“对于各种不同的设 备设定一个单一的开发系统是没有意义的事”这一基本原则。 因此， J2ME 先将所有的嵌入式设备大体上分为两种：一种是运算能力有限且电力供应也有限的嵌入式设备 (如 PDA 和手机 )；另一种是运算能力相对较佳并在电力供应上相对比较充足的嵌入式装置 (如冷气机、电冰箱和机顶盒 )。 Java 引入了一个 Configuration 的概念，把上述运算功能有限、电力有限的嵌入式设备定义在 CLDC 规范中，而将另一种装置定义在 CDC(Connected Device Configuration，连接设备配置 )规范中。 也就是说， J2ME 利用 Configuration 的概念把所有的嵌入式设备区分成两种抽象的类别。 Configuration 可以当作是 J2ME 对于两种类型嵌入式设备的规范。 在这些规范中，定义了这些装置至少要符合的运算能力、供电能力和内存大等规范，同时也定义了一组在这些装置上执行的 Java 程序所能用的基本类库。 在这些规范中所定义的基本类库为 Java 核心类库的子集以及该类别设备特性相符的扩充类库。 就 CLDC 规范而言，能支持的核心类库有 .*、 .*和 .*，能支持的扩充类库是.*。 区分出两种主要的 Configuration 后， J2ME 接着定义了框架 (Profile)。 Profile 是架构在 Configuration 之上的规范。 之所以有 Profile 的概念 ,是为了要更明确地区分出各种嵌入式设备上 Java 程序该如何开发、具有哪些功能。 因此， Profile 中定义了与特定嵌入式设备非常相关的扩充类库。 当然，这些扩充类库也是建立在底层 Configuration所定义的核心类库基础之上的。 J2ME 架构 J2ME 架构的模块化设计使应用程序可以灵活适应小 型计算设备的限制。 J2ME 架构没有替代小型计算设备的操作系统。 相反， J2ME 架构由位于原生操作系统之上的多层软件组成，这些软件共同称为“连接有限设备配置” (Connected Limited Device Configuration, CLDC)。 安装在操作系统之上的 CLDC 形成了小型计算设备的运行时环境。 J2ME 架构由 3 个软件层组成：第一层是包括在内的配置层，这个层次直接与原 8 生操作系统进行交互。 配置层还处理 profile 和 JVM 之间的交互。 第二层是 profile 层，由小型计算设备的应用程序编程接口 (API)的最小集合组成。 第三层是 Mobile Information Device Profile( MIDP )层。 MIDP 层由用户网络连接、永久存储和用户界面的 java API 组成。 它还能够访问 CLDC 库和 MIDP 库。 JVM ( 虚拟机 ) JVM 是专门为微型电子设备与资源受限设备如：手机、寻呼机、移动互联网设备、家用微电子设备等设计的一种轻便、紧凑的 JAVA 虚拟机。 JVM 可以为微型电子设备提供一个完整的 JAVA 运行环境，除了一些微型设备所必需的适当的功能有所不同外，它是由 JAVA 虚拟机规 范定义的真实的 JAVA 虚拟机。 它是专门为那些受资源限制，只有几百 K 字节内存的微型设备设计的。 JVM 起初是由 SUN 微系统实验室为一个名叫“ Spotless”的项目创建的。 它的目标是为资源受限制的 Palm(是目前较为流行的掌上电脑操作系统 )可连接的电子设备，实现一个 java 虚拟机。 基于上述原因， JVM 具有以下几个特点： (1)小，仅具有 40KB 至 80KB 的静态内存。 (2)轻便、精巧。 (3)模块化并可定制。 (4)尽可能完全紧凑的完成设计目的。 MIDP( 移动信息设备简表 ) MIDP 是专 门为互联受限设备配置设计的，它为移动设备提供了一套 API 集合，MIDP 包含用户界面类、持久存储功能与网络功能。 它同时也包括一个供用户下载新应用到终端设备的标准运行环境。 运行在 MIDP 下的小应用程序叫做 MIDlet 移动设备小应用程序，它与 Applet 类似。 MIDP 要求平台设备提供一个机制用来存储简单的数据记录，通过正常的平台事件，比如重新启动和电池更新维护系统的完整性。 MIDP 是以 SUN、 Motorola、 Nokia 为中心的 MIDPEG 组织 (Mobile Information Profile Expert Group)所制订出来使用在 CLDC 上的 Profile,是以能使用在移动电话、双向对讲机、可无线通信的 PDA(个人数字助理 )上面为前提设计出来的。 另外，像日本国内的 NTT DoCoMo、 JPHONE、 KDDI 等电信商与移动电话制造商也都曾参与了MIDPEG。 MIDP 是在 CLDC 的功能上附加提供适合目标设备用的 GUI 与事件处理功能。 这样一来，就可以当成 MIDP 应用程序 (MIDlet)来运行了。 MIDP 由于是由多个企业所共同策划出来的开放标准，因此主要的移动电话制造 9 商也会制造出大量的对应机种。 也就是说 ，以 MIDP 为基准所制作出来的应用程序，也将可以在流通于市面上的移动电话上执行。 另外， MIDP 不仅限于移动电话，也已经被移植到 PDA Palm OS 上，而以 MIDP for Palm OS 的名字来称呼 (与 KJava 是不同的 )。 在不使用。