Transcript Dienste - Universität Paderborn

Abschlusspräsentation
Projektgruppe Location-based Services for Wireless Devices
WS 2004/05 – SS 2005
Leitung: Odej Kao, Ulf Rerrer
Externe Berater: Werner Ahrens, Jörg Littmann
Teilnehmer: Tobias Beisel, Frank Brüseke, Stephan Caldewei, Eiko Gosling, Christine
Haertl, Jan Hoffmann, Ludger Lecke, Nicolas Lerch, Stephan Müller, Florian Pepping,
Christian Platta, Christian Schröder
AG Kao
Betriebssysteme und
Verteilte Systeme
Institut für Informatik
Universität Paderborn
Siemens AG
Com ESY HD
Communication
Enterprise Systems
HiPath Development
Einführung
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
2
Szenario
Positionierung
Gerät
Position
PDA1
PDA2
...
(65, 7, 9)
(28,14,3)
...
Dienstverwaltung
Auswahl



Dienst
1
2
3
Dienst 1
Dienst 2
Dienst 3
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
3
Einführung
•
Die Nutzung von lokationsbasierten Diensten bedingt das
Zusammenspiel von drei Komponenten
1. Mobiles Endgerät
 Nutzt lokationsbasierten Dienst
 Ermittelt und überträgt Positionsdaten
2. Location-Server
 Ermittelt mit Lokationsalgorithmus die Position des Endgerätes
3. Lokationsbasierter Dienst
 Verwendet ermittelte Position
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
4
Inhalt
• Ziele, Anforderungen & Wünsche
• Architektur
• Dienste
• LIVE Demonstration
• Fazit
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
5
Ziele, Anforderungen &
Wünsche
• Ziele
 Entwicklung einer Architektur für lokationsbasierte Dienste
 Lokalisierung von WLAN-Endgeräten
 Implementierung von lokationsbasierten Diensten
• Anforderungen & Wünsche der Firma Siemens
 Integration und Verwendung des HiPath Location-Servers
von Siemens
 Kommunikation zwischen Location-Server und Endgerät
über „WL2 Interaction Protocol“ (für optiPoint-WL2 Telefon)
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
6
Architektur
im Detail
Minimap:
„Da bin ich
„Zeig
doch
mir
meine
garPosition
nicht!“ an!“
Übergebe
Position
Sende Karte
unbekannt?
Positionsdaten
an
Positioniere
Endgerät
an Minimap
zurück
Endgerät
HTTP
(Browser,…)
Client
Service
Manager
Endgerät
Ermittelt Positions-
daten und sendet sie
an den LS zurück
Erstellt Karte
mit Position
SOAP
HTTP
(WL2-XML)
Frage
Berechne
Positionsdaten
Position
beim
des Endgerät
Endgerätsab
MapS
SOAP
Location-Server
Dienst
Positionierung
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Dienst
Dienst
Ermittle Kartenparameter
Services & Karten
Erzeuge
Webseite in
Rufe Kartendienst
aufISL
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
7
LBSClient
Location Tracking
• Cell of Origin (COO)
 Positionierung über aktuelle Zelle
 Access Point stellt aktuelle Zelle dar
 Positionierungsgenauigkeit ~10m (*)
• Received Signal Strength (RSS)
 Positionierung über Signalstärke
 Signalstärke empfangener Frames wird gemessen
 Positionierungsgenauigkeit abhängig vom
Lokationsalgorithmus
(*) Erfahrungswert bei Messungen in der Fürstenallee
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
8
LBSClient
Data Collection
• remote positioning
Client
 Access Points lokalisieren WLAN-Endgerät
 spezielle Hardware erforderlich
Endgerät
• indirect remote-positioning
 WLAN-Endgerät ermittelt die Positionsdaten
die vom Location-Server ausgewertet werden
 Verfügbare Daten
 RSS, MAC-Adressen der Access Points
 WLAN-Treiber
 Scanning (abhängig vom Treiber)
 WLAN-Adapter lauscht nach Beacon-Frames (Passive)
 WLAN-Adapter sendet Probe-Request-Frames um Access Points
zu finden (Active)
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
9
LBSClient
technische Details
• Funktionalität / Eigenschaften
Client
 Signalstärke wird auf Anfrage des LocationServers ausgelesen und an diesen übermittelt
Endgerät
 Datenaustausch über das „WL2 Interaction Protocol“
 LBSClient registriert sich beim Location-Server
 Wenige empfangene Access Points (Passive Scanning)
 Teilweise schlechte Positionierungsergebnisse
• Verfügbare Plattformen (In C implementiert)
 Windows XP, Windows CE (ab V4.2)
 Nutzt NDISUIO Dienst für Zugriff auf WLAN-Adapter
 Linux
 basiert auf „iwlist“ Befehl aus dem „wireless-tools“ Paket
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
10
Location-Server
Testumgebung
• Fürstenallee 11
 Grundfläche: ca. 97m x 53 m
 Gebäudehöhe: ca. 14m
• Testumgebung
 Access Points mit SSID "Uni Paderborn"
 13 Access Points auf F0, F1 und F2
 Ein Access Point auf dem Dach
 Messkarte für die Ebenen F0, F1 und F2
 Location-Server erfordert Offline-Messungen
 Messraster 2,4m
 Offline-Messung mit LBSClient und Netstumbler
 Messapparatur bestehend aus Notebook, Lucent WLAN-Antenne
und „mobiler Halterung“
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
11
Location-Server
Messkarte (2)
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
12
Location-Server
technische Details
• HiPath Location-Server (Siemens)
Location-Server
 Für Einsatz mit DECT entwickelt
 Anpassung für WLAN erforderlich
 Lokationsalgorithmus unbekannt
 Positionierungsgenauigkeit ca. 9m
Positionierung
• UPB Location-Server (Eigenentwicklung)
 Abläufe im Location-Server und Einflussmöglichkeiten verstehen
 Lokationsalgorithmen
 RF Fingerprinting
 Tracking (mögliche Erweiterung)
 Positionierungsgenauigkeit ca. 3m
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
13
Service-Manager
technische Details
• Funktion
 zentraler Zugriffspunkt für Dienste
 Fragt Location-Server nach
Positionierungsdaten
 Ruft geforderten Dienst mit
ermittelten Positionsdaten auf
Service
Manager
SOAP
Dienst
• Eigenschaften
MapS
Dienst
Dienst
Services & Karten
 Kommunikation über HTTP/SOAP
 Bietet Infrastrukturdienste an
 Einfache Session-Verwaltung
 Dynamische Kartenerstellung (Größe, einzuzeichnende Objekte)
 Fremdpositionierung
 Anpassung der Ausgabe an das Endgerät
technische Details
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
14
Kartendienst
technische Details
MapServer „Kalle“
 75 . 2 


  1 .8 
 11 . 7 


F0
Service
Manager
F1
F2
Ebenen
UMN Mapserver
(OpenSource)
<isl/>
<isl/>
 75 . 2 


  1 .8 
 11 . 7 


Dienst
http://pglbs.cs.upb.de:8080/kalle/temp/FU1129323083369.jpg
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
15
Service-Manager & Dienste
Ablaufschema
Allgemeiner Ablauf
Position beim LS erfragen
1A:2B:3C:4D:5E:6F
Dienstanfrage
entgegennehmen
Anfrage an LS senden
LS
Position bei LS
erfragen
Positionsdaten von
LBSClient erfragen
Dienst aufrufen
Position berechnen
Kartendienst
aufrufen
(76.5; 5.83; 11.54)
Ergebnistransformation
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Position an Dienst
senden
Einführung
Architektur
Dienste
LS
LIVE Demo
Fazit
16
Service-Manager & Dienste
Ablaufschema
Allgemeiner Ablauf
Ablauf im Dienst
Dienstanfrage
entgegennehmen
Karte erstellen?
ja
SM
Position bei LS
erfragen
Karte anfordern
nein
Dienst aufrufen
Kartendienst
aufrufen
Dienstanfrage
verarbeiten
Ergebnistransformation
Dienstantwort in ISL
erzeugen
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
SM
Dienste
LIVE Demo
Fazit
17
Service-Manager & Dienste
Ablaufschema
Allgemeiner Ablauf
Ergebnistransformation
Dienstanfrage
entgegennehmen
Endgerättyp?
Position bei LS
erfragen
Dienst aufrufen
PDA
(HTML)
Rich / Laptop
(HTML)
XSLTransformation
für PDA
Rich
/ Laptop
Handy
(HTML)
(WML)
XSLTransformation
fürfür
Rich-Client
Handy
Kartendienst
aufrufen
Ergebnistransformation
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
18
Dienste
technische Details
• Minimap
 Position des Benutzers anzeigen
• Druckservice
 Nächsten Drucker auf Karte anzeigen
 Datei auf Drucker ausdrucken
• Find-a-Friend
 Andere Benutzer positionieren
technische Details
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
19
Dienste
Demonstration
LIVE DEMO
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
20
Weitere Dienste entwickeln
• Dienst als Webanwendung konzipieren
 Steuerung über HTTP-Parameter (Key-Value-Paare)
 ServiceManager stellt SessionManagement bereit
• SOAP-Schnittstelle zum ServiceManager
 Services können in beliebiger Programmiersprache
implementiert werden, die SOAP unterstützt.
• ServiceBase
 Vorlage für neue Dienste auf Java-Basis
 wird von uns bereitgestellt
 Läuft als separater Kontext im Tomcat
• Detaillierte Informationen auf unserer Website
(URL am Ende des Vortrages)
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
21
Zusammenfassung
Ergebnisse
HTTP
(Browser,…)
Client
Service
Manager
Endgerät
MapS
SOAP
HTTP
SOAP
(WL2-XML)
Location-Server
Dienst
Positionierung
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Dienst
Dienst
Services & Karten
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
22
Ausblick
• Services
 Dynamische Aktivierung
 Semantische Suche
 Routing auf Gebäudekarten
 verbesserte Ergebnisvisualisierung
• LBSClient
 Unterstützung weiterer Plattformen
• Location-Server
 zusätzliche, alternative Lokationsalgorithmen
• Sicherheit
 Verschlüsselte Kommunikation über HTTPS
 Integration eines Benutzerkonzeptes beim Service Manager
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
Einführung
Architektur
Dienste
LIVE Demo
Fazit
23
Ende
Vielen Dank!
Gibt es noch Fragen?
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
24
Jetzt ausprobieren!
1. Unsere Homepage besuchen:
http://jake-sisko.upb.de/
2. LBSClient herunterladen, installieren und starten
3. Services testen
unter ‚Start der Software‘ auf unserer Website
19.10.05 Projektgruppe Location-based Services
25