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、車載移動終端等多種移動設(shè)備的普及以及4 G技術(shù)的日趨成熟，使用移動終端設(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)計了一款基于社交網(wǎng)絡(luò)的定位軟件.該設(shè)計采用新浪微博平臺作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椋谟蠫PRS信號或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動的軌跡.

1 定位系統(tǒng)的總體設(shè)計方案

該軟件以跟蹤定位無識路能力的弱勢群體作為出發(fā)點，利用Android平臺、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)器負責(zé)數(shù)據(jù)的接收、存儲、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，兩者需要配合使用.軟件的整體設(shè)計方案如圖1所示.

其中客戶端軟件分為如圖1所示的3個模塊.系統(tǒng)設(shè)置模塊主要功能即設(shè)置位置信息發(fā)送的時間間隔（作為被跟蹤方）以及設(shè)置被跟蹤者的微博賬號和所需接收時間的起始值（作為跟蹤方）；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要功能即實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的及時有效傳輸.功能實現(xiàn)模塊即完成某段時間內(nèi)被跟蹤者位置軌跡的描述與繪制.服務(wù)器主要由兩個模塊組成：用戶管理模塊負責(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現(xiàn)和客戶端實時有效的數(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

在該系統(tǒng)中，用Shared Pref erences類來儲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

新浪微博開放平臺［1］作為被廣泛應(yīng)用的社交網(wǎng)絡(luò)平臺，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)的時候需向新浪微博服務(wù)器來驗證賬號和密碼，而無需向開發(fā)者提供賬號密碼，這樣也很好地保護了用戶的隱私.該軟件基于新浪微博平臺，通過調(diào)用新浪微博API實現(xiàn)發(fā)布微博、刷新微博等功能，實現(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)機制接口Tab.1 The interface of authorization mechanism

新浪微博開放平臺為第三方應(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

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.so文件.

3 定位軟件的實現(xiàn)

該軟件主要由客戶端和服務(wù)器組成：服務(wù)器端在整個定位系統(tǒng)中扮演著一個信息管理的角色，負責(zé)數(shù)據(jù)的接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，通過其管理能使軟件更可靠安全；客戶端進行數(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)時的時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)進行封裝與拆解，將信息以事先定義好的格式在客戶端進行顯示.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)器必須嚴格按照這一協(xié)議進行數(shù)據(jù)解析，否則數(shù)據(jù)的解析將會出現(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，客戶端必須嚴格按照這一協(xié)議進行數(shù)據(jù)解析，否則數(shù)據(jù)的解析將會出現(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是作為跟蹤者時數(shù)據(jù)接收流程圖.其中數(shù)據(jù)打包與拆包都應(yīng)嚴格按照上一節(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（自動遞增）、信息發(fā)布的時間、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，根據(jù)獲取到的關(guān)鍵字對數(shù)據(jù)庫進行查詢，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和需要接收的起始時間來向服務(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間之內(nèi)的位置信息及其對應(yīng)的準(zhǔn)確時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間信息，能使跟蹤者實時掌握被跟蹤的行蹤.且對于用戶來說，具有一定的安全性和準(zhǔn)確性，便于進行維護與管理.

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

［2］ 新浪微博開放平臺 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 API［CP／OL］.（2014－06－10）［2014－10－20］.http：／／developer.baidu.com／map.

［5］ 付林，閆強，李祥.基于百度地圖的小區(qū)域?qū)Ш綄崿F(xiàn)方案研究［J］.計算機技術(shù)與發(fā)展，2014，24（5）：223－226.

［6］ 孫弋，李青，雷小佩，等.基于社交網(wǎng)絡(luò)的維修辦公終端軟件設(shè)計與實現(xiàn)［J］.安徽大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2014，38（4）：20－26.

［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，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.

［10］ 伊達錢代，內(nèi)藤孝彥［日］.版面設(shè)計的原理［M］.周淳，譯.北京：中信出版社，2013.

［11］ 劉雪.Android平臺下移動軌跡定位信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.金華：浙江師范大學(xué)計算機學(xué)院，2013.