基于社交網(wǎng)絡(luò)的定位軟件的研究

孫 弋，翟林靜

近些年來隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市的交通線路也漸漸繁雜起來.對于老人和小孩以及一些無識(shí)路能力的弱勢群體，在他們走失后，不能準(zhǔn)確描述自己的具體位置，這給救援任務(wù)帶來巨大困難.隨著智能手機(jī)、車載移動(dòng)終端等多種移動(dòng)設(shè)備的普及以及4 G技術(shù)的日趨成熟，使用移動(dòng)終端設(shè)備來訪問社交網(wǎng)絡(luò)逐漸成為主流.而一些大型的社交網(wǎng)站已經(jīng)陸續(xù)開放了第三方接入的功能，為信息的采集、傳遞和處理提供了便利.

針對這一情況，論文設(shè)計(jì)了一款基于社交網(wǎng)絡(luò)的定位軟件.該設(shè)計(jì)采用新浪微博平臺(tái)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇?，在有GPRS信號(hào)或Wifi覆蓋的區(qū)域內(nèi)，可以尋找某指定用戶的位置信息及運(yùn)動(dòng)的軌跡.

1 定位系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

該軟件以跟蹤定位無識(shí)路能力的弱勢群體作為出發(fā)點(diǎn)，利用Android平臺(tái)、社交網(wǎng)絡(luò)和百度地圖的開放性和無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位和跟蹤服務(wù).該軟件由服務(wù)器端和客戶端組成，集客戶端集跟蹤者和被跟蹤者所需的功能于一身，通過新浪微博數(shù)據(jù)通道可以隨時(shí)發(fā)送自己的位置信息（作為被跟蹤者）和請求信息（作為跟蹤者）給服務(wù)器，且作為跟蹤者向服務(wù)器請求成功后便可以顯示被跟蹤者的位置信息.而服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，兩者需要配合使用.軟件的整體設(shè)計(jì)方案如圖1所示.

其中客戶端軟件分為如圖1所示的3個(gè)模塊.系統(tǒng)設(shè)置模塊主要功能即設(shè)置位置信息發(fā)送的時(shí)間間隔（作為被跟蹤方）以及設(shè)置被跟蹤者的微博賬號(hào)和所需接收時(shí)間的起始值（作為跟蹤方）；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要功能即實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的及時(shí)有效傳輸.功能實(shí)現(xiàn)模塊即完成某段時(shí)間內(nèi)被跟蹤者位置軌跡的描述與繪制.服務(wù)器主要由兩個(gè)模塊組成：用戶管理模塊負(fù)責(zé)建立數(shù)據(jù)庫保存用戶的數(shù)據(jù)信息方便查閱；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的主要功能也是實(shí)現(xiàn)和客戶端實(shí)時(shí)有效的數(shù)據(jù)傳輸.

2 開發(fā)的相關(guān)技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

在該系統(tǒng)中，用Shared Pref erences類來儲(chǔ)存微博用戶的配置信息，以便每次不必重復(fù)輸入用戶名和密碼.在服務(wù)器端軟件管理中用到了SQLite數(shù)據(jù)庫，SQLite是Android內(nèi)嵌的數(shù)據(jù)庫，使用起來方便簡潔、體積小、速度快.在該軟件開發(fā)中用到的是SQLite3及其以上版本，保證了數(shù)據(jù)的完整性與安全性.

2.2 新浪微博開放平臺(tái)

新浪微博開放平臺(tái)［1］作為被廣泛應(yīng)用的社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，向第三方開發(fā)者提供了開放的API接口，開發(fā)者可以通過調(diào)用API實(shí)現(xiàn)微博的幾乎所有功能.另外，新浪微博API支持OAut h協(xié)議［2］，讓用戶在使用新浪微博API創(chuàng)建應(yīng)用和服務(wù)的時(shí)候需向新浪微博服務(wù)器來驗(yàn)證賬號(hào)和密碼，而無需向開發(fā)者提供賬號(hào)密碼，這樣也很好地保護(hù)了用戶的隱私.該軟件基于新浪微博平臺(tái)，通過調(diào)用新浪微博API實(shí)現(xiàn)發(fā)布微博、刷新微博等功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的交換.在使用新浪微博提供的SDK之前需申請開發(fā)者權(quán)限，獲取App Key、App Secret及其相應(yīng)的授權(quán)回調(diào)頁以便在程序中使用，最后將新浪微博提供的SDK包引入工程即可使用.

大部分API的訪問如發(fā)表微博、獲取私信，關(guān)注都需要用戶身份，目前微博開放平臺(tái)用戶身份鑒權(quán)有OAuth2.0和Basic Auth（僅用于應(yīng)用所屬開發(fā)者調(diào)試接口）［3］，新版接口也僅支持這兩種方式，其接口如表1所示.通過調(diào)用這些接口配合開發(fā)者自己的App Key和App Secret即可以實(shí)現(xiàn)微博成功授權(quán)，以便能夠成功調(diào)用微博提供的其他用戶接口.

表1 授權(quán)機(jī)制接口Tab.1 The interface of authorization mechanism

新浪微博開放平臺(tái)為第三方應(yīng)用提供了可供調(diào)用的微博API，使第三方客戶端無須了解復(fù)雜的驗(yàn)證以及API調(diào)用的過程.通過調(diào)用相應(yīng)的接口就可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送微博、獲?。牢业奈⒉┮约爱?dāng)前用戶的信息等.表2列出了該軟件所涉及的API接口，通過調(diào)用這些接口能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收.

表2 開發(fā)中涉及的APITab.2 The API used in develop ment

2.3 百度地圖開放平臺(tái)

百度地圖［4］Android SDK是一套基于Andr oid 2.1及以上版本設(shè)備的應(yīng)用程序接口.開發(fā)者可以使用該套SDK開發(fā)適用于Android系統(tǒng)移動(dòng)設(shè)備的地圖應(yīng)用，通過調(diào)用地圖SDK接口，用戶可以輕松訪問百度地圖服務(wù)和數(shù)據(jù)，構(gòu)建功能豐富、交互性強(qiáng)的地圖類應(yīng)用程序［5］.百度地圖Andr oid SDK提供的所有服務(wù)是免費(fèi)的，接口使用無次數(shù)限制.開發(fā)者需申請密鑰（key）后，才可使用百度地圖Andr oid SDK.該軟件將引入百度地圖提供的兩個(gè)SDK包baidu mapapi－v2－4－0.jar和l oc SDK－4.0.jar及其分別對應(yīng)的兩個(gè).so文件.

3 定位軟件的實(shí)現(xiàn)

該軟件主要由客戶端和服務(wù)器組成：服務(wù)器端在整個(gè)定位系統(tǒng)中扮演著一個(gè)信息管理的角色，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，通過其管理能使軟件更可靠安全；客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送以及接收，并在地圖上標(biāo)記出相應(yīng)的位置信息.圖2展示了系統(tǒng)工作的整體流程.

如圖2所示，客戶端經(jīng)由新浪微博數(shù)據(jù)通道向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)器會(huì)接收數(shù)據(jù)判斷數(shù)據(jù)的有效性和可靠性，并區(qū)分是作為跟蹤方的請求信息還是作為被跟蹤方的位置信息，如為位置信息則保存到數(shù)據(jù)庫以供查詢；如為請求信息則查詢數(shù)據(jù)庫中有無請求的被跟蹤者的位置信息；如果查詢到結(jié)果則把被跟蹤者的位置信息經(jīng)由新浪微博數(shù)據(jù)通道發(fā)送給客戶端，客戶端作為跟蹤者即可接收數(shù)據(jù)，經(jīng)過相應(yīng)的處理將被跟蹤者的位置及當(dāng)時(shí)的時(shí)間信息顯示在百度地圖上.

3.1 數(shù)據(jù)通信協(xié)議

數(shù)據(jù)通信協(xié)議［6］也就是數(shù)據(jù)包格式，是通信雙方必須遵循的數(shù)據(jù)描述格式，一般是約定發(fā)送方如何建立數(shù)據(jù)包和接收方如何處理數(shù)據(jù)包并從數(shù)據(jù)包中提取出需要的信息.通信協(xié)議的定制保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，通信雙方通過約定好的協(xié)議將傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝與拆解，將信息以事先定義好的格式在客戶端進(jìn)行顯示.該軟件客戶端數(shù)據(jù)以不同的包頭和包尾來區(qū)分位置數(shù)據(jù)和請求數(shù)據(jù)，位置數(shù)據(jù)和請求數(shù)據(jù)分別承載了不同的數(shù)據(jù)信息，用“；”對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分隔.服務(wù)器端數(shù)據(jù)只有一種，且數(shù)據(jù)內(nèi)容同樣以“；”進(jìn)行分隔.

如表3、4所示為客戶端所采用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，服務(wù)器必須嚴(yán)格按照這一協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，否則數(shù)據(jù)的解析將會(huì)出現(xiàn)異常.

表3 客戶端發(fā)送位置信息通信協(xié)議Tab.3 The client communication protocol of sending the location infor mation

表4 客戶端發(fā)送請求位置信息通信協(xié)議Tab.4 The client communication protocol of sending the request infor mation

如表5所示為服務(wù)器所采用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，客戶端必須嚴(yán)格按照這一協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，否則數(shù)據(jù)的解析將會(huì)出現(xiàn)異常.

表5 服務(wù)器端通信協(xié)議Tab.5 The server communication protocol

3.2 數(shù)據(jù)的收發(fā)流程

客戶端數(shù)據(jù)的發(fā)送流程和接收流程如圖3、4所示.

如圖3所示，客戶端數(shù)據(jù)有兩種，一種是作為被跟蹤方要發(fā)送本地的位置信息，另一種是作為跟蹤方要向服務(wù)器發(fā)送請求信息.圖4是作為跟蹤者時(shí)數(shù)據(jù)接收流程圖.其中數(shù)據(jù)打包與拆包都應(yīng)嚴(yán)格按照上一節(jié)數(shù)據(jù)通信協(xié)議所規(guī)定的格式來執(zhí)行.

服務(wù)器數(shù)據(jù)的收發(fā)流程如圖5所示.

如圖5所示，用此種方法收發(fā)數(shù)據(jù)保證了數(shù)據(jù)的安全性與可靠性，只有經(jīng)過允許的用戶才能收發(fā)位置信息，避免了其他數(shù)據(jù)的干擾，這也是服務(wù)器的一個(gè)重要的功能.

3.3 數(shù)據(jù)庫管理

SQLite［7］是輕量級的、嵌入式的、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，目前已經(jīng)在i Phone、Andr oid等手機(jī)系統(tǒng)中使用.該軟件在服務(wù)器端采用SQLite3數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，核心的操作類和接口如表6所示.

表6 Android中數(shù)據(jù)庫操作核心類和接口Tab.6 The core classes and interf aces used in Android database operation

數(shù)據(jù)庫的基本組成單位是數(shù)據(jù)表［8］，數(shù)據(jù)表由表名稱、列以及屬性組成.該軟件所使用的數(shù)據(jù)表主要有6列，即消息ID（自動(dòng)遞增）、信息發(fā)布的時(shí)間、發(fā)送方的經(jīng)度信息、發(fā)送方的緯度信息、信息發(fā)送方、信息接收方.當(dāng)服務(wù)器接收到新的位置信息后，先進(jìn)行數(shù)據(jù)的拆包，解析出相關(guān)的信息，然后按照數(shù)據(jù)表的格式存入本地的數(shù)據(jù)庫中以供查詢.當(dāng)接收到用戶的請求信息時(shí)，根據(jù)獲取到的關(guān)鍵字對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢，并將查詢到的結(jié)果按照規(guī)定的數(shù)據(jù)格式發(fā)送給請求的用戶.

4 軟件測試及分析

用戶通過輸入被跟蹤定位的人的微博賬號(hào)和需要接收的起始時(shí)間來向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)請求，請求被服務(wù)器允許之后，通過單擊繪制軌跡可以把被跟蹤者在起始時(shí)間之內(nèi)的位置信息及其對應(yīng)的準(zhǔn)確時(shí)間信息繪制在百度地圖上，如圖6所示.

經(jīng)測試，該軟件能方便快捷地發(fā)送和請求用戶的位置信息，并能準(zhǔn)確查詢用戶的位置信息和所在位置的時(shí)間信息，能使跟蹤者實(shí)時(shí)掌握被跟蹤的行蹤.且對于用戶來說，具有一定的安全性和準(zhǔn)確性，便于進(jìn)行維護(hù)與管理.

［1］ 胡博.基于Android平臺(tái)的微博客戶端開發(fā)［D］.長春：吉林大學(xué)軟件學(xué)院，2012.

［2］ 新浪微博開放平臺(tái) API［CP／OL］.（2014－06－10）［2014－10－20］.http：／／open.weibo.com／wiki.

［3］ 孫弋，李貴民，王樹奇.Android微博應(yīng)用開發(fā)實(shí)踐［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2014.

［4］ 百度地圖LBS開放平臺(tái) API［CP／OL］.（2014－06－10）［2014－10－20］.http：／／developer.baidu.com／map.

［5］ 付林，閆強(qiáng)，李祥.基于百度地圖的小區(qū)域?qū)Ш綄?shí)現(xiàn)方案研究［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2014，24（5）：223－226.

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［7］ 張恒喜，史爭軍.基于SQLite的 Android數(shù)據(jù)庫編程［J］.電腦編程技巧與維護(hù)，2011，21：30－31.

［8］ 孫弋，雷小佩.基于社交網(wǎng)絡(luò)的維修辦公后臺(tái)軟件的研究［J］.電子技術(shù)應(yīng)用，2014，40（7）：134－136.

［9］ 余志龍.Google Android SDK開發(fā)范例大全［M］.北京：人民郵電出版社，2011.

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［11］ 劉雪.Android平臺(tái)下移動(dòng)軌跡定位信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.金華：浙江師范大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，2013.