Abschlusspräsentation Projektgruppe Location-based Services for Wireless Devices WS 2004/05 – SS 2005 Leitung: Odej Kao, Ulf Rerrer Externe Berater: Werner

Abschlusspräsentation

Projektgruppe Location-based Services for Wireless DevicesWS 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 SystemeInstitut für InformatikUniversität Paderborn

Siemens AGCom ESY HD Communication Enterprise SystemsHiPath Development

219.10.05 Projektgruppe Location-based Services

Einführung

Einführung Architektur Dienste LIVE Demo Fazit

Einführung


Auswahl Dienst

1

2

3

Szenario

Positionie-rung

Dienst-verwaltun

g

Gerät Position

PDA1 (65, 7, 9)PDA2 (28,14,3)... ...

Dienst 1

Dienst 2

Dienst 3


Einführung


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


Einführung


Inhalt

• Ziele, Anforderungen & Wünsche

• Architektur

• Dienste

• LIVE Demonstration

• Fazit


Einführung


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-

Serversvon Siemens

Kommunikation zwischen Location-Server und Endgerätüber „WL2 Interaction Protocol“ (für optiPoint-WL2 Telefon)


Einführung


Location-Server

Positionierung

Client

Architekturim Detail

Services & Karten

Minimap: „Zeig mir meine Position an!“

Frage Positionsdaten beim Endgerät ab

HTTP(Browser,…)

HTTP

(WL2-XML)

Service Manager

Dienst

SOAP

MapS

Dienst Dienst

SOAP

Endgerät

Services & Karten

Übergebe Positionsdaten an Minimap

Position unbekannt?Positioniere Endgerät

Sende Karte an Endgerät zurück

Ermittelt Positions-daten und sendet sie

an den LS zurück

„Da bin ich doch gar nicht!“

Berechne Positiondes Endgeräts

Erstellt Karte mit Position

Ermittle KartenparameterRufe Kartendienst aufErzeuge Webseite in ISL


Architektur


LBSClientLocation 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


Architektur


LBSClientData Collection

• remote positioning Access Points lokalisieren WLAN-Endgerät

spezielle Hardware erforderlich

• 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)

Client

Endgerät


Architektur


LBSClienttechnische Details

• Funktionalität / Eigenschaften Signalstärke wird auf Anfrage des Location-

Servers ausgelesen und an diesen übermittelt 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

Client

Endgerät


Architektur


Location-ServerTestumgebung

• 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“


Architektur


Location-ServerMesskarte (2)


Architektur


Location-Servertechnische Details

• HiPath Location-Server (Siemens) Für Einsatz mit DECT entwickelt

Anpassung für WLAN erforderlich Lokationsalgorithmus unbekannt Positionierungsgenauigkeit ca. 9m

• UPB Location-Server (Eigenentwicklung) Abläufe im Location-Server und Einflussmöglichkeiten

verstehen Lokationsalgorithmen

RF Fingerprinting Tracking (mögliche Erweiterung)

Positionierungsgenauigkeit ca. 3m

Location-Server

Positionierung


Architektur


Service-Managertechnische Details

• Funktion zentraler Zugriffspunkt für Dienste Fragt Location-Server nach

Positionierungsdaten Ruft geforderten Dienst mit

ermittelten Positionsdaten auf

• Eigenschaften Kommunikation über HTTP/SOAP Bietet Infrastrukturdienste an

Einfache Session-Verwaltung Dynamische Kartenerstellung (Größe, einzuzeichnende

Objekte) Fremdpositionierung

Anpassung der Ausgabe an das Endgerät

Service Manager

Dienst

MapS

Dienst Dienst

SOAP

Services & Karten

technische Details


Architektur


Kartendiensttechnische Details

MapServer „Kalle“

UMN Mapserver

(OpenSource)

F0 F1 F2Service

Manager

7.11

8.1

2.75


Dienste

http://pglbs.cs.upb.de:8080/kalle/temp/FU1129323083369.jpg

Dienst

<isl/>

7.11

8.1

2.75

<isl/>

Ebenen


Service-Manager & DiensteAblaufschema

Dienstanfrage entgegennehmen


Position bei LS erfragen


Dienst aufrufenDienst aufrufen

Kartendienst aufrufen


Ergebnis- transformation


Allgemeiner Ablauf Position beim LS erfragen

Anfrage an LS senden

Anfrage an LS senden

Positionsdaten von LBSClient erfragen

Positionsdaten von LBSClient erfragen

Position berechnenPosition berechnen

Position an Dienst senden

Position an Dienst senden

LS

1A:2B:3C:4D:5E:6F

LS(76.5; 5.83; 11.54)


Dienste












Allgemeiner Ablauf Ablauf im Dienst

Karte anfordernKarte anfordern

Dienstanfrage verarbeiten

Dienstanfrage verarbeiten

SM

SM

Karte erstellen?Karte erstellen? ja

nein

Dienstantwort in ISL erzeugen

Dienstantwort in ISL erzeugen


Dienste












Allgemeiner Ablauf Ergebnistransformation

XSL-Transformatio

n für PDA

XSL-Transformatio

n für PDA

Endgerättyp?Endgerättyp?

Rich / Laptop

(HTML)

PDA

(HTML)

XSL-Transformatio

n für Rich-Client

XSL-Transformatio

n für Rich-Client


Dienste

XSL-Transformation für Handy

XSL-Transformation für Handy

Rich / Laptop

(HTML)

Handy

(WML)


Dienstetechnische Details

• Minimap Position des Benutzers anzeigen

• Druckservice Nächsten Drucker auf Karte anzeigen Datei auf Drucker ausdrucken

• Find-a-Friend Andere Benutzer positionieren

technische Details


Dienste


DiensteDemonstration

LIVE DEMO


LIVE Demo


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)


Fazit


ZusammenfassungErgebnisse

Location-Server

Positionierung

Client

HTTP(Browser,…)

HTTP

(WL2-XML)

Service Manager

Dienst

SOAP

MapS

Dienst Dienst

SOAP

Endgerät

Services & KartenServices & Karten


Fazit


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


Fazit


Ende

Vielen Dank!

Gibt es noch Fragen?


Jetzt ausprobieren!

1. Unsere Homepage besuchen:

http://jake-sisko.upb.de/

2. LBSClient herunterladen, installieren und starten

3. Services testenunter ‚Start der Software‘ auf unserer Website

Documents

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