基于Femtocell的位置感知服务器设计与实现

摘要

随着移动互联网与位置信息的加速融合,基于位置服务的研究和应用在人们的生活以及各个行业中已经十分普遍,其中位置感知服务(Location-aware service)也已经成为人们研究的热门内容。
　　位置感知服务首先要解决的是位置定位的问题,Femtocell也称为毫微微基站,是一种小型基站,主要的部署场景包括家庭、公司和商场等室内场所。Femtocell具有低功耗、低成本、接入简单、覆盖范围精确和即插即用的特点,同时它也不需要规划新的频率,也不需要建设传统室内分布系统。它的这些特性使得位置定位比同类技术更加高效精准。通用即插即用(UPnP)是一种普遍的点对点网络连接的体系结构,它适用于各种智能设备的互连。它的这种设计能提供比单一定位信息更多的周边环境信息。
　　本文针对如何更加高效提供位置感知服务的问题,基于Femtocell设计并实现了位置感知服务器。本论文研究涉及到Femtocell的技术特点和结构、UPnP标准规范、libupnp库的架构和编程方法、基于Reactor模式事件驱动I/O框架的设计与实现、基于有限状态机响应流程的设计与实现、Protocol Buffers等。论文的主要内容和创新成果有:
　　第一,研究Femtocell和位置感知服务相结合的设计与应用。结合Femtocell设计新的架构,使得位置感知服务更加的精确和高效。
　　第二,为单一的定位信息加入更多周边环境信息。研究 UPnP标准规范、libupnp库的架构以及编程方法,用于获取局域网内的智能设备信息,使得整个服务器能提供更个性化的服务。
　　第三,设计一套通信协议。利用Protocol Buffers数据交换技术来完成Femtocell与后台服务器之间的数据传输。
　　第四,设计一套I/O框架。基于经典的网络编程模式——Reactor模式,设计了一套事件驱动的 I/O框架,后台服务器中业务流程相关的处理都是基于此 I/O框架。
　　第五,应用以上的设计实现一个基于Femtocell的位置感知服务器。

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主要符号表

第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文组织结构

第二章 相关技术综述

2.1 Femtocell

2.2 UPnP协议

2.3 Linux下网络编程流程

2.4 I/O策略

2.5 本章小结

第三章 基于Femtocell的位置感知服务器的设计

3.1 总体目标

3.2 位置感知服务器总体架构

3.3 Femtocell端的设计

3.4 后台服务器的设计

3.5 数据库的设计

3.6 通信协议的设计

3.7 本章小结

第四章 Femtocell端的实现

4.1 开发环境

4.2 手机感知模块

4.3 信息收发模块

4.4 设备发现模块

4.5 监控模块

4.6 本章小结

第五章 后台服务器的实现

5.1 开发环境

5.2 后台服务器的主模型

5.3 后台服务器I/O框架

5.4 后台服务器响应流程

5.5 本章小结

第六章 整体测试

6.1 测试环境

6.2 Femtocell测试结果

6.3 后台服务器测试结果

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

致谢

参考文献