© 2013 Wolfgang Narzt，Gustav Pomberger.出版社：ElsevierB 诉信息工程研究院负责评选和同行评议可在www.sciencedirect.comwww.sciencedirect.com在线获取ScienceDirectIERI Procedia 4（2013）237 - 2462013年电子工程与计算机科学数字幻灯片Wolfgang Narzt，Gustav Pomberger*商业信息学系-摘要本文阐述了一个商业信息学研究项目的开发过程和结果。受创新理念和新通信技术目标的启发，我们提出了设计过程中的逻辑和技术架构的软件框架“数字地图”作为软件密集型，移动，基于位置的系统的发展的技术基础。因此，我们描述了一个移动的，智能的，信息和协作系统的原型实现从商业信息学的角度来看是必不可少的。© 2013作者。由Elsevier B. V.在CC BY-NC-ND许可下开放获取。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词：数字地图;基于位置的服务;信息与协作系统1. 分类在早期的一个名为“增强现实信息和导航系统”的研究和开发项目中，设计了一个创新的增强现实汽车导航系统，并将其作为原型实现（参见Narzt等人，2003年，2004年[1][2][3][4]），并获得专利认证（欧盟专利EP 1415128 B1和美国专利US 7039521 B2）。从该项目演变而来的已发布的可视化和实现范例已经被导航系统生产商以几乎相同的形式挑选出来，用于实现其当前和未来的产品版本（参见，例如，[5][6][7]）。* 沃尔夫冈·纳兹特联系电话：+43-732-2468-4254;传真：+43-732-2468-4245。电子邮件地址：wolfgang. jku.at2212-6678 © 2013作者由Elsevier B. V.在CC BY-NC-ND许可下开放获取。信息工程研究所负责的选择和同行评审doi：10.1016/j.ieri.2013.11.034238Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237Fig. 1. (a)汽车导航系统;（b和c）数字图形隐喻在该研究项目的过程中，出现了这样的问题，即在相机的实时图像中，必须识别、突出显示对象并提供附加信息（例如，加油站及其当前燃料价格，当燃料水平传感器下降到给定阈值以下时;见图1a）。很快就清楚了，这个问题不能用已知的方法解决，因此需要一个新的解决方案。探索这个问题的解决方案导致了虚拟传感器的想法，该想法首先必须开发一种创新技术来实现Digital Graffic这个名字源于最初的想法，用户应该通过增强现实显示器感知免提绘制的虚拟信息。尽管在技术上可以利用倾斜传感器和罗盘来实现如图1b和1c所示的这个想法，但是我们将数字涂鸦简化为没有扩展的信息，而是限制为承载感知可见半径的地理点。2. 理念和目标受到在WITAR项目中识别的问题的启发，产生了定义技术平台的想法，该技术平台使得能够将三维空间中的任何位置与任何种类的一个或多个信息元素（例如，文本、图像、声音、视频、超链接），向这对（地理位置和信息元素）提供可见性空间和一组接收者，并且当接收者之一移动到可见性空间中时，以适当的形式向其传送与可见性空间中心处的地理位置相关联的信息元素（对于相关的发展参见例如，Liu等人，2011 [8]和Ait-Cheik-Bihi等人，2011 [9]，Indulska和Sutton，2003 [9]）。因此，在上面给出的示例中的加油站和汽车在抽象上和实际上都用作（虚拟）传感器，其取决于它们的相对位置和它们的状态，触发（一系列）动作。这种技术平台似乎对各种应用都是可行的。因此，主要目标是设计一个技术平台（以框架的形式），作为原型进行建模和实现，以开放以前不可用的创新信息、导航和协作选项，这些选项可用于工业、商业和管理，以改善业务流程，以及私人领域。特别地，技术平台和底层架构将使得能够在公共和私人空间中的任何位置处的移动设备（笔记本电脑、PDA、移动电话）上以数字签名的形式存储信息，并且消费这种信息（即，链接到设备的地理位置）。此外，该平台将实现电子动作的自动控制（例如，打开门、启动或停止机器、触发测量或交易），即，当给定设备在专门装备的数字涂鸦（虚拟传感器）附近时，无需任何附加（手动）动作。数字涂鸦将被提供与人、设备、软件系统等相关的访问（更准确地说，可见性）授权，或者通过特定兴趣简档的设置间接产生的访问（更准确地说，可见性）授权。Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237239数字涂鸦技术还能够实时确定选定的一组人员或设备的位置（需要系统用户的相互、可验证的同意）以及适当的授权管理（谁可以用什么授权登录系统，谁可以确定谁的位置，谁可以向谁提供哪些信息/涂鸦或消费这些信息/涂鸦等）。3. 架构3.1. 逻辑架构（节选）由于篇幅所限，我们不得不省略这一案例的细节。45万行代码的软件系统代表了新技术。其他出版物可参见Narzt et al. 2007 [11]和Schmitz- berger and Narzt 2009，2010 [12][13]。通常，目标的定义导致选择客户机/服务器模型作为基本的体系结构模型。因为一方面地理编码的信息元素可以遍布全球，另一方面系统效益随着用户组的数量而增加，因此必须管理大量的数据，所以系统不能基于简单的客户端/服务器模型来实现;相反，这需要能够实现不受限制的全球操作的设计和机制;即，该设计还必须适应可伸缩性（以及相关联的性能控制选项）。我们为全球范围内的可扩展系统开发的架构模型面向蜂窝电话的基本模型：数字无线电提供商（DGP）的网络分配来自（异步）通信用户的负载。每个DGP服务于可管理数量的用户，并负责与分配给其他DGP的受影响用户进行通信。通过由提供商ID和序列号组成的数据元组，在全球范围内明确识别每个用户。已经存储在DGP的数据库中的信息元素（涂鸦）（由内容提供商）根据相同的方案存储。一个额外的类型ID避免了涂鸦ID和用户ID之间可能的混淆。图2a示出了逻辑层架构中的该细节。图二. (a)可扩展的数字地球服务提供商网络;（b）区域服务器240Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237如果用户创建了涂鸦，则将其存储在分配给他的DGP的数据库中。如果该涂鸦被寻址到由另一个DGP服务的用户，则经由特殊的传播机制，该另一个DGP以及由此接收者被通知该涂鸦的存在。由于涂鸦的明确ID，DGP管理涂鸦的接收者是透明的。如果我们希望适应内容提供商通常仅提供区域信息并且不希望将其信息存储在DGP的服务器上，特别是如果涉及安全相关或机密信息，则必须增强架构模型。在这里，我们设计了一个组件，使内容提供商能够在自己的服务器上管理其数据，并且仍然将其集成到系统中，同时与DGP解耦。我们将此组件称为区域服务器。它使任何内容提供商都能够建立自己的操作范围，包括相关的服务器。这些区域服务器通过类似于Web上的域名服务（DNS）的机制集成到数据管理网络中，其中服务器名称被分配给明确的IP地址。提供这种机制的组件被称为定位服务（PLS）。图图2b示出了逻辑架构层中的该设计细节这种架构模型意味着每个用户始终只与他的DGP连接。当用户移动到安装有一个（或多个重叠的区域是可能的并且被允许的）区域服务器的（地理）区域中时，DGP连接到这些区域服务器并且传送由内容提供商提供的信息元素。逻辑架构层的这种设计确保了内容提供商可以独立地管理和提供其信息，并且与DGP解耦。3.2. 技术架构（节选）在逻辑架构层中建模的组件及其协作机制和接口在技术架构层中系统地表示。现在，每个抽象建模的模块根据其在硬件和软件单元或其接口（操作系统特定组件，虚拟机）和中间件组件中的技术实现进行分类。这种架构设计使实现成为不同开发人员组的劳动分工。无论是从软件工程的角度（参见Sommerville 2011 [14]）-模块化，解耦，因此可测试和可扩展的系统架构-以及从操作的角度来看，这是本研究和开发项目的重要属性。在逻辑架构层上建模的提供者和区域服务器概念的改进（以及由于空间限制而在此未描述的相关联的客户端组件）合并在技术架构中，如图3中的概述所示。技术架构描述还包括确定实现中使用的编程语言、技术、库和框架。对于服务器组件（DGP和区域服务器），出于实用原因（性能、平台特定功能的利用率、直接存储操作等），C++被选为实现语言，操作系统内核包装层作为其基础，封装操作系统功能（例如，套接字，线程），以便其上的所有层（除了最终应用程序本身）都可以独立于操作系统实现。本版本中的服务器组件是使用Windows系统的Microsoft基础类库（MFC）实现的。各种论文已经令人印象深刻地证明了架构的质量：通过只移植这一层，剩下的框架组件可以用于Apple iPhone和iPad（参见Lakew2010 [15]）。Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237241图三.系统架构在这个操作系统内核包装器之上，我们放置了一个基本框架层，其中包含用于网络通信等功能的组件（对等点、通用通信通道、代理等）。在其周围是一个具有用于数据交换的组件的层，即，系统使用的协议。该层的代码可以使用专门开发的协议生成器组件自动生成。在该生成的客户端框架层之上，下一层包含DGP组件和区域服务器组件两者所需的服务器框架功能（例如，用于管理数据库中的信息元素的涂鸦管理器;用于在具有R树的数据库中进行有效的基于地理的搜索的组件和算法，用于管理用户并将位置信息转发给授权方）。顶层框架层包含专门的组件，用于处理仅影响DGP或区域服务器的特定任务功能。客户端框架组件的技术体系结构是类似设计的。数字graphics系统是可用于实现尽可能多的终端设备，在今天和未来，从而在各种平台上，因此，决定实现客户端组件的编程语言Java意味着封装功能的包装层接近操作系统的水平可以省略。Java虚拟机（JVM）保证了所需的平台独立性，并可在当今的许多平台上使用。然而，使用基于Java的客户端框架组件的决定排除了日益广泛的Apple iPhone，因为它没有JVM可用。尽管如此，系统架构的精心设计确保了最大的灵活性，使Digital Graffic技术能够在iPhone上使用：对于以Symbian作为操作系统的传统移动电话，相应的JVM是可用的，Java应用程序框架允许开发涂鸦客户端。对于没有配备JVM或JVM仅具有有限功能的其他移动电话，系统架构提供了通过Web浏览器操作的数字签名系统（这里是新的W3C标准）允许从Web应用程序访问GPS数据）：一个可以在底层框架的基础上用Java开发的Digital Grafboard代理（尽管没有用户界面）运行在Web服务器上，通过Ajax，它可以动态地242Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237cally将数据传输到Web浏览器进行显示。因此，框架体系结构还支持在设计该体系结构时尚未上市的设备。为了实现广泛的、大格式的基于Windows的桌面客户端，技术体系结构提供了与其他客户端应用程序相同的框架内核。然而，为了允许基于C#和Windows Presentation Foundation Classes（WPF）等技术的现代用户界面设计，框架设计提供了将Java框架编译为J#程序集，并在C#中使用相应的适配器。技术架构的这些方面有助于确保数字签名客户端可以优雅而简单地实现各种终端设备（参见图1中的示例）。4）。图四、各种平台上的数字Grab系统（a）iOS，（b）Windows，（c）Android，（d）Symbian4. 研究原型为了说明建立在数字地图技术基础上的典型应用系统，下面我们介绍林茨大学的智能信息校园系统（SICS），它为与大学有关的任何人（教师、学生、行政人员）提供了一个新的移动校园信息、协作和导航平台，该平台在设计和功能上都是全球独一无二的。通过专门安装的网站（dg.jku.at），系统的获取和安装非常简单，并且针对特定设备。为了安装和使用该系统，不需要与服务地点进行个人接触。从商业信息学的观点来看，这是新的信息和通信技术系统的一个重要先决条件。SICS为大学社区提供了发布基于位置的信息元素的可能性，例如文本，图像，声音和视频，或通过（移动）设备在位置上获取这些信息。因此，移动电话显示器可以方便地显示您在校园中的位置（图5a），某个研讨室或会议室的位置（例如，MT 132/1，图5 b和5c），它有多远（图5d）和哪个课程正在举行（图5d）。5e）。Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237243图五. (a)显示当前位置;（b和c）显示研讨会室;图五. (d)显示到房间的距离;（e）显示航线SICS还使得能够将信息元素留在公共或私人空间中的任何地方（即，在任何地理位置）以数字涂鸦的形式。涂鸦的发布者必须物理地在该位置处，或者经由光标虚拟地移动到期望的位置（地理坐标）。该系统提供了一个涂鸦编辑器，允许发布者指定收件人、主题行、内容、可见半径和附件（文本、图像、声音、视频等）。244Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237见图6。(a)朋友见图6。(d)选择想要的朋友;（e）在列表SICS包括用于社交网络的搜索器组件，其允许用户与其他用户（朋友、同学、教授等）联网。以便它们可以交换和查看它们的瞬时位置（地理位置）。为了与某人联网，用户向相应的人发送联网请求。只有当这个人确认联网请求时，两个伙伴（称为朋友）才能立即并且几乎实时地相互看到他们各自的位置。为了保护隐私，该系统只允许在双方同意的情况下提供位置信息，并且可以随时撤销。一个人Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237245一般地或个别地为一个人，暂时地或永久地。基本原则是，人们只能在相互的基础上看到各自的位置。图6示出了搜索器组件的细节。5. 总结和展望这里描述的项目是一种新技术，旨在改善信息、协作和导航系统;虽然它主要追求和实现商业管理目标，但也实现了经济、社会、社会政治和个人目标。一方面，这项技术可以重新设计业务流程，并为业务流程的优化应用新的潜力（参见Narzt 2012 [16][17]，Graf et al. 2012 [18][19]），而另一方面，它促进了有价值的服务，例如，灾难管理、紧急服务的组织、对残疾人的支持等，并使网络、通信和协作的新维度成为可能。这是一种用于实现人/任务/技术系统的技术，该系统增强了在商业、工业、管理和个人层面上将信息作为生产要素进行管理的可能性。研究方法主要遵循工程科学的方法，其中最重要的是原型和敏捷系统开发发挥了核心作用，但同样也采用了社会和应用经济学方法，特别是在原型可用性的系统评估，市场潜力的评估和销售和开发模式的规划。现有的知识以新的方式结合起来，创造了创新的解决方案，并产生了新的知识。智能信息校园系统是新技术的首批大型应用之一，现已成为林茨大学所有三个学院新研究项目的平台。因此，例如，大学管理部门建议法学院在基于位置的服务中追求公共空间所有权的法律问题，社会学家和心理学家探索这种系统对沟通和互动行为的影响及其可能的后果，经济学家开发成本/收益模型并评估市场化，工程师，建立在现有的基础技术上，设计和实施新的基于位置和上下文的系统。引用[1] Narzt W.，Pomberger G.，Ferscha A.，Kolb D.，Hörtner H.林丁格C.，穆勒河，Wieghardt J.：“Perva- sive information acquisition for mobile AR navigation systems”. Proceedings of the 5th IEEEWorkshop on Mobile Computing Systems Applications（WMCSA 2003），IEEE ComputerSociety.Monterey，CA，2003.[2] Narzt W.，Pomberger G.：基于信息系统的增强现实在里德尔河，奥因格河（Hrsg）：Herausforderungen der Wirtschaftsinformatik. Deutscher Universitätsverlag，Wiesbaden 2004.[3] Narzt W.，Pomberger G.，Ferscha A.，Kolb D.，Hörtner H.林丁格C.，穆勒河，Wieghardt J.：“一个新的可视化概念的导航系统”。出版社：Springer LNCS 2004年6月在维也纳举行的第8次欧洲信息和通信技术中心讲习班“所有人的用户界面”[4] Narzt W.，Pomberger G.，Ferscha A.，Kolb D.，Hörtner H.林丁格C.，穆勒河，Wieghardt J.：“普适计算领域的智能道路”。在会议记录：在普适计算的进展。一个集合的贡献。第二届普适计算国际会议林茨/维也纳，2004年4月[5] Blaupunkt Travelpilot 700视频导航。http：//www.golem.de/0808/61964.html，7/9/2010.[6] 按照虚拟电缆-它是安全的，简单和直观的。http：//mvs.net/，2010年9月7日[7] Wikitude Drive（Android）.http：//www.wikitude.org/drivebeta，7/9/2010.[8] C. Liu，P. Rau，F. Gao：“Mobile information search for location-based information”，Computers inIndustry，Volume 61，Issue 4，May 2010，pp. 三六四至三七一[9] W. Ait-Cheik-Bihi，M.Bakhouya，A.Nait-Sidi-Moh，J.Gaber，M.Wack：246Wolfgang Narzt和Gustav Pomberger/IERI Procedia 4（2013）237cation-Based Services”，Procedia Computer Science，第5卷，2011年，pp. 697-704[10] J. Indulska和P. Sutton，“普及系统中的位置管理”，ACSW Frontiers '03：ACSW Frontiers 2003年澳大利亚信息安全研讨会的筹备会议。Dar-linghurst，澳大利亚，澳大利亚：澳大利亚计算机协会，2003年，第页。143-151。[11] Narzt W.，Pomberger G.，Ferscha A.，Kolb D.，穆勒河，Wieghardt J.，Hörtner H.哈林河，Lindinger C.：“解决基于移动位置的信息服务的概念”。第十二届人机交互国际会议HCI 2007，北京，中国。Springer LNCS“Universal Access in HCI”，LNCS Part III，Vol. 4556，Constantine Stephanie（Ed.），Springer-Verlag Berlin Heidelberg，2007[12] Narzt W.，Schmitzberger H.：“位置触发的代码执行-消除移动交互的显示和广告”。第13届人机交互国际会议HCI 2009，圣地亚哥，美国。发表在计算机科学的施普林格讲义“通用访问HCI”，第二部分，HCII 2009，LNCS 5615，第101页。374C. Stephanie（Ed.），Springer-Verlag BerlinHeidelberg，2009年7月[13] 施米茨贝格H.，Narzt W.：“利用WLAN基础设施进行大规模室内跟踪”。在2010年9月20日至25日在西班牙巴伦西亚举行的第六届国际无线和移动通信会议（ICWMC 2010）上接受出版。[14] 萨默维尔岛：软件工程。第一章2和3，第27 - 81页。Pearson Education，International Edi- tion，Boston 2011[15] 湖E.：“在Apple iPhone上开发智能位置服务的架构概念”。国际工程管理信息学硕士论文。Hagenberg信息学院2010年。[16] W.纳兹特：“Ameliorating Compound Logistics Processes using Virtual Geo-Sensors”，第六届移动普适计算、系统、服务和技术国际会议（UbiComm 2012），巴塞罗那，西班牙，2012年9月，IARIAISBN：978-1-61208-236-3，第123 -128页。[17] W. Narzt：“基于虚拟地理传感器的个人移动公共交通引导”，维也纳第19届智能交通系统世界大会论文集，第2001号。EU-00415，2012年。[18] H.格拉夫，W. Narzt，N.泰利安：“Smartphone Use as Transparency Improvement Tool for Road-Based Transports” ， Proceedings of the 19th World Congress on Intelligent Transport Systems inVienna，Austria，Paper No. EU-00373，October 2012.[19] H.格拉夫，W.纳兹特：“Perspectives of Smartphone Technology as a Supply Chain EventManagement Tool”，在第四届世界生产和运营管理大会/第十九届国际欧洲移动通信协会大会上接受出版，阿姆斯特丹，2012年7月。
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