Thesis Bereitstellung von standortbezogenen Informationen für mobile Anwendungen

54 Pages·2015·1.5 MB·German

Bearbeitungsbeginn: 01.04.2015
Vorgelegt am : 31.09.2015

Thesis
zur Erlangung des Grades
Bachelor of Science
im Studiengang OnlineMedien
an der Fakultät Digitale Medien

Savas Erbas
Matrikelnummer: 238091

Bereitstellung von standortbezogenen
Informationen für mobile Anwendungen

Erstbetreuer: Prof. Dr. Wolfgang Taube

Zweitbetreuer: Prof. Christoph Müller
Kontakt
Savas Erbas
E-Mail: [email protected], [email protected]

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Eidesstattliche Erklärung
Ich erkläre hiermit an Eides statt, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig
und ohne unzulässige fremde Hilfe angefertigt habe. Alle verwendeten Quellen
und Hilfsmittel sind angegeben.

Savas Erbas, Emmendingen den 30.09.2015

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Abstract
Durch die Entwicklung neuer Webtechnologien, ist es möglich Web-
Applikationen für mobile Endgeräte zu entwickeln, welche dem User aktuelle
Standortinformationen ausliest und weiter Informationen über das Umfeld des
Users ausgibt. Diese Arbeit zeigt, wie man mit Webtechnologien die genaueste
Standortinformation an den User weitergeben kann. Dazu realisiert diese Arbeit,
die Möglichkeit über die Ausgabe von Umgebungsinformationen an den User.
In dieser Abschlussarbeit wird untersucht, welche Möglichkeiten und
Technologien effizienter sind, um die genaueste und schnellste Informationen
an den User weiterzugeben. Die Implementierung der Funktionen dieser Arbeit
wird in den Programmiersprachen PHP und MySQL vorgenommen. Die
Umsetzung der Web-Applikation wird in HTML5 & CSS3 sowie mit jQuery
umgesetzt.

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Inhaltsverzeichnis
EINLEITUNG ....................................................................................................................................... 7
MOTIVATION .................................................................................................................................................. 7
GLIEDERUNG ................................................................................................................................................... 8
ZIELE DIESER ARBEIT ......................................................................................................................................... 9
VERWENDETE SOFTWARE .................................................................................................................................. 9
GRUNDLAGEN ................................................................................................................................ 10
INTERNETTECHNOLOGIEN ................................................................................................................................ 10
WEBBROWSER .............................................................................................................................................. 11
STANDORTBESTIMMUNG ................................................................................................................................. 11
KARTENDIENSTE ............................................................................................................................................. 12
PROGRAMMIERSCHNITTSTELLEN ....................................................................................................................... 13
DATENBANKTECHNOLOGIEN ............................................................................................................................. 13
DISTANZBERECHNUNG .................................................................................................................................... 15
VORHANDENE STANDORTBEZOGENE DIENSTE ..................................................................................................... 16
KONZEPT UND ANFORDERUNGEN ................................................................................................ 17
PROBLEMSTELLUNG UND ANFORDERUNGEN ....................................................................................................... 17
ARCHITEKTUR ................................................................................................................................................ 19
NETZWERKSCHNITTSTELLEN ............................................................................................................................. 20
DATENBANKEN .............................................................................................................................................. 21
Tabellenstruktur ................................................................................................................................ 21
Berechnungsinformationen ........................................................................................................... 22
STANDORTBESTIMMUNG UND KARTENANZEIGE ................................................................................................... 23
TECHNISCHE UMSETZUNG.............................................................................................................. 24
ENTWICKLUNGSUMGEBUNG............................................................................................................................. 24
Front-End Entwicklungsumgebung ............................................................................................. 24
Back-End Entwicklungsumgebung ............................................................................................. 25
KARTENANZEIGE ............................................................................................................................................ 26
STANDORTBESTIMMUNG ................................................................................................................................. 28
Standortbestimmung mit Geolocation API ............................................................................... 29
SavePosition Funktion ..................................................................................................................... 30
HighAccuracyErrorPosition Funktion .......................................................................................... 30
ErrorPosition Funktion ...................................................................................................................... 31
Marker Eintragung ........................................................................................................................... 31
STANDORT TRACKING ..................................................................................................................................... 32
STANDORT DATENBANKEN .............................................................................................................................. 35
Datenbanken für die PHP Version ............................................................................................... 35
Datenbanken für die MySQL Version ......................................................................................... 36
Zugriff auf Datenbank ..................................................................................................................... 37
DISTANZBERECHNUNG ................................................................................................................... 41
DISTANZBERECHNUNG MIT PHP ....................................................................................................................... 41
DISTANZBERECHNUNG MIT MYSQL .................................................................................................................. 42
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SCREEN DESIGN ............................................................................................................................. 45
MONITOR ANSICHT .................................................................................................................................... 45
MOBILE ANSICHT........................................................................................................................................ 46
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK ................................................................................................ 48
LITERATURVERZEICHNIS..................................................................................................................... 49
QUELLENVERZEICHNIS ....................................................................................................................... 50
ABBILDUNGSVERZEICHNIS ................................................................................................................. 52
FORMELVERZEICHNIS ........................................................................................................................ 53
ANHANG ........................................................................................................................................... 54

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Einleitung
Motivation
Durch die Weiterentwicklung neuer Webtechnologien, werden dem User und
den Entwicklern immer mehr neue Möglichkeiten vorgestellt. Nach der
Weiterentwicklung von der Webtechnologie HTML5 und CSS3 und Geolocation
API, ist es möglich den aktuellen Standort des mobilen Endgerätes auszulesen.
Dazu bietet die Geolocation API die Möglichkeit den Standort zu verfolgen.
Diese Technologie wurde in vielen Projekten als Tracking von Endgeräten oder
zum Auslesen des Standortes implementiert. Auch MySQL hat mit seiner Version
5.7 einen Schritt in die Entwicklung von standortbezogenen Informationen
gemacht. Sie bietet neue Funktionen zur Ermittlung von Standorten. Mit dieser
Abschlussarbeit möchte ich eine Web-Anwendungen, welches den Standort
des User´s verfolgt und Informationen über das aktuelle Umfeld ausgibt. Es
werden vorerst Orte der Hochschule Furtwangen und Umgebung untersucht.
Dazu sollen die ersten zehn Orte innerhalb eines eingestellten Radius ermittelt
werden. Die Orte innerhalb dieses Radius werden nach Entfernung Sortiert und
mit Informationen wie zum Beispiel Name, Vorlesung, Zeit ausgestattet. Es
werden Orte wie zum Beispiel Vorlesungsräume und Fakultäten oder
Hochschulen Ausgegeben. Als abschließendes Feature soll die aktuelle Position
und die Ausgefilterten Orte in der Umgebung in einer Google-Maps Karte auf
dem Endgerät angezeigt werden.

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Gliederung
In der vorliegenden Abschlussarbeit wird die Entwicklung einer Web-
Anwendung für mobile Endgeräte dokumentiert, welche es ermöglicht,
Informationen über den Aktuellen Standort und der Umgebung an den User
weiter zugeben.
Im zweiten Kapitel, gibt es einen Einblick in die grundlegenden Eigenschaften
der verwendeten Programmiersprachen und Techniken. Es werden
grundlegende Funktionalitäten der Standortermittlung über
Browsertechnologien sowie Datenbanktechniken für Geoinformationssysteme
und vorhanden Dienste aufgelistet und vorgestellt.
Im dritten Kapitel, werden Anforderungen und der Konzept der Web-
Anwendung erläutert. Es werden Verschiedene Schnittstellen untersucht, um
herauszufinden welche die genauste ist. Zum Abschluss dieses Kapitels
werden Datenbankkonzepte erstellt und die Standortbestimmung mit der
Anzeige auf einer Karte dargestellt und erläutert.
Nach der Erläuterung der Anforderung und des Konzeptes wird im vierten
Kapitel die Technische Umsetzung der entwickelten Software dokumentiert
und erläutert. Zuerst werden die Entwicklungsumgebungen erläutert. Danach
wird die Standortdatenbank erstellt. Als nächstes wird die
Standortbestimmung untersucht und dokumentiert. Nach der
Standortbestimmung geht es in diesem Kapitel um das Tracking des Users.
Danach soll die Möglichkeit der Darstellung in Google Map´s realisiert
werden. Als letzten Schritt in diesem Abschnitt werden die zwei Varianten der
Distanzberechnung realisiert und untersucht.
Nach dem Kapitel mit der Technischen Umsetzung folgt das fünfte Kapitel, in
dem die Umsetzung der Web-Anwendung und Ihre Gestaltung dokumentiert
werden.
Am Ende der Arbeit soll gezeigt werde, welche zukünftigen Möglichkeiten es
in der Standortbestimmung für mobile Anwendungen möglich sind.
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Ziele dieser Arbeit
Die Aufgabe dieser Thesis ist es eine prototypische Web-Anwendung zu
entwickeln, in der es möglich ist, dem User Informationen über den aktuellen
Standort und Umgebung über einen Webbrowser zu geben. Dazu werden Orte
der Hochschule wie, Vorlesungsräume, Fakultäten und Labore in eine
Datenbank eingetragen. Als Resultat sollen dem User Informationen, über die
Raumbelegung, die innerhalb eines bestimmten Radius befindet, ausgegeben
werde. Um diese zu realisieren wird eine Distanzberechnung den Abstand
zwischen User und den Räumen in der Datenbank berechnen. In dieser Arbeit
wird diese Berechnung in zwei Varianten ermittelt. Einmal mit der MySQL-
Technologie und desanderen mit der Programmiersprache PHP. Diese Arbeit
untersucht welche Variante die effizientere ist.

Verwendete Software
Zur Entwicklung der Software und Programmierung wurde „Aptana Studio“
benutzt. http://www.aptana.com/
Die Datenbankprogrammierung wurde mit „MySQL Workbench“ umgesetzt.
https://www.mysql.de/
Die Datenbankverwaltung wurde auch teilweise mit „phpMyAdmin“ betätigt.
Lokaler Server mit Xampp
Als Web-Browser wurden „Google Chorme“ und „Mozilla Firefox“ eingesetzt.
Die Grafischen Elemente der Software wurden in „Adobe Photoshop“
gestaltet und umgesetzt.
Die Thesis wurde in der Software „Microsoft Office 2013“ geschrieben.

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Grundlagen
Um ein Webanwendung für mobile Endgeräte zu entwickeln, welche die
Standortinformationen ermittelt und weiter ausgibt, werden einige
Programmier- und Scriptsprachen benötigt. Dazu gibt es unterschiedliche API´s
um die Standortbestimmung über eine Webanwendung zu steuern. Um die
Standorte zu bearbeiten und wiederzuverwenden, wird eine Datenbank
angelegt. Die Anzeige der Standortermittlung läuft über eine Karte ab.
Internettechnologien
Mit der Erweiterung der Webtechnologie HTML4 auf die Version HTML5 und
CSS3 ist es möglich nicht nur Webseiten zu erstellen, sondern auch Anwendung
welche in dem Browser laufen, zu Programmieren. Auch das Arbeiten mit
Standortinformationen hat sich mit der Zeit weiterentwickelt. Durch die von
HTML5 unterstützte Geolocation API, werden Standortinformationen über den
Browser bereitgestellt. In dieser Arbeit werden folgen Internettechnologien
eingesetzt.
 HTML5 & CSS3
 PHP5
 jQuery
 JavaScript
 Ajax
JavaScript ermöglicht das Verarbeiten der Koordinaten welche von der
Geoloaction API ermittelt werden. Die Geoloaction API ist auch eine JavaScript
Bibliothek. Mit Ajax werden die Empfangenen Daten an die PHP Datei
weitergeleitet. Ajax steht für Asynchronous JavaScript and XML mit dieser
Technik werden Inhalten einer Webseite asynchron geladen. Um die
Empfangenen Dateien an den Server weiter zu leiten benötigt man eine PHP
Daten in der die Verbindung zum Server und weiter Funktionen welche
Serverseitig getätigt werden erstellt.
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