CN105357103A

CN105357103A - 一种gps/pda协同调查终端及其协同调查方法

Info

Publication number: CN105357103A
Application number: CN201510671758.2A
Authority: CN
Inventors: 张小国; 王慧青; 周建飞; 王庆
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2035-10-19
Also published as: CN105357103B

Abstract

本发明公开了一种GPS/PDA协同调查终端及其协同调查方法，所述终端包括：本机调查部分和数据共享通信部分，本机调查部分和数据共享通信部分之间由进程间通信通道相连；本机调查部分包括数据处理模块，数据共享通信部分包括即时通信服务代理模块；所述方法包括：传输端选择用户标识的传输对象，通过进程间通信通道，传输共享数据至即时通信服务代理模块，再由即时通信通道传输至其他终端；接收端的即时通信服务代理模块接收数据后，通过进程间通信通道，由数据处理模块进行数据的解析，最后将数据结果进行应用或展示。这种方法实现了土地调查、监管中各个调查终端的数据共享、实时交流和协同工作，具有友好的移动设备用户识别功能。

Description

一种GPS/PDA协同调查终端及其协同调查方法

技术领域

本发明涉及信息通信领域，特别是涉及一种GPS/PDA协同调查终端及其协同调查方法。

背景技术

土地资源是人类最宝贵的财富之一，快速、准确、实时地掌握土地利用现状信息对于促进土地资源合理利用、规划和科学管理，具有十分重要的意义。

目前土地调查中，基本由工作人员现场持有单用户的移动终端进行单个独立操作，对于现场需要采集数据信息的地点需要逐个地进行调查，采集的数据只能在采集终端里进行相应地处理。假设在为一条较宽的河流进行实际测量时，想要描述河流的轮廓，就必须先在河流的一边逐点进行数据采集，然后还需跨过河流，到河流的另一边进行数据采集。

目前PDA通信方面，主要以TCP/IP协议通信方式。在互联网中的两个设备需要通信，一般情况下一端为服务器，另外一端为客户端，但是互联网上最关键的问题是如何发现对方的IP地址。由于目前普遍用户的互联网IP地址每天甚至每次上网都是变化的，这就需要动态域名解析（DDNS）。所谓动态域名解析，就是服务器采用的是固定的域名，不管此服务器的互联网IP地址怎么变化，这个固定的域名总是指向这个服务器的IP地址，而如何知道变化的服务器IP地址并且进行跟踪变化是通过域名解析服务器（DNS）来实现的。客户端知道了服务器的域名，在通信前自动向互联网上的DNS（域名解析服务器）查询服务器的IP地址，当找到服务器IP地址后，就可以向服务器发起连接请求，建立通信链路。

上面方法主要缺点是：首先，传统的调查方式需要消耗巨大的资源，因为某个单项调查只能通过一个终端逐个地点进行调查，因此某个单项调查消耗的精力大、时间长。其次，采集的数据缺乏实时共享性，所有的调查终端彼此独立工作，相互之间没有建立数据连接通路，不能直接进行数据共享和协同工作。而基于TCP/IP协议的PDA通信方式则相对比较复杂。在双方都是PDA情况下进行通信时，IP地址会不断变化，一方如何获取另一方不断变化的IP地址是个难题，即使获取对方IP，如何实现友好地用户设备识别也是一个极大的麻烦。总体来说，单用户终端，以及PDA基于IP协议的繁琐通信方式这些现有技术都无法满足日益增长的土地调查、监管任务。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种GPS/PDA协同调查终端及其协同调查方法，能够将即时通信技术(InstantMessage，IM)技术应用于土地调查PDA中，实现多个土地调查终端能够同时采集土地的相关信息、不同终端采集的信息能够实时共享，同时可以达到良好的用户设备识别的效果，保证土地调查任务的高效完成。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种GPS/PDA协同调查终端，包括：本机调查部分和数据共享通信部分，所述本机调查部分和数据共享通信部分之间由进程间通信通道相连；所述本机调查部分包括数据处理模块，所述数据共享通信部分包括即时通信服务代理模块；所述数据处理模块与所述即时通信服务代理模块通过进程间通信通道相连，用于解析数据，根据解析元素将不同类型的数据封装成不同的数据对象，形成数据成果，并通过进程间通信通道将数据成果发送至所述即时通信服务代理模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述本机调查部分还包括数据采集模块、数据应用模块、数据存储模块和用户管理模块，其中：

所述数据采集模块与所述数据存储模块相连，用于数据信息的采集，并将采集到的数据信息发送至所述数据存储模块；

所述数据存储模块又与所述数据处理模块相连，用于定义整个调查终端中的数据类型和对象，并由数据处理模块从数据存储模块中读取数据进行处理；

所述即时通信服务代理模块又与所述用户管理模块通过进程间通信通道相连，由即时通信服务系统负责即时通讯，调取数据成果，并进行多个调查终端之间的数据传输；

所述用户管理模块又与所述数据存储模块相连，用于负责多个调查终端之间的通信对象的管理；

所述数据应用模块与所述数据存储模块相连，用于展示经过数据处理模块处理后的数据成果。

在本发明一个较佳实施例中，所述数据信息包括位置信息和属性信息。

在本发明一个较佳实施例中，所述数据成果包括点、点构成的线或者多边形、shape文件数据等。

在本发明一个较佳实施例中，所述通信对象的管理包括通信对象的选取、添加和删除。

在本发明一个较佳实施例中，所述即时通信服务代理模块是基于可扩展消息处理现场协议（ExtensibleMessagingandPresenceProtocol，XMPP）的。

本发明还提供一种GPS/PDA协同调查方法，包括以下步骤：

（100）数据处理模块向即时通信服务代理模块请求在线用户列表；

（200）即时通信服务代理模块向数据处理模块返回在线用户列表；

（300）用户管理模块选取一个或者多个用户标识为传输对象；

（400）数据采集模块进行数据采集，并将采集的数据传送至数据存储模块；

（500）数据处理模块从数据存储模块中读取采集的数据；

（600）数据处理模块对数据进行处理，处理后的数据成果进行成果应用；

（700）同时，处理后的数据成果通过进程间通信通道，传送至即时通信服务代理模块，实现进程间的数据传输；

（800）即时通信服务代理模块将待发送的数据成果发送至步骤（300）中选取的传输对象；

（900）传输对象的即时通信服务代理模块接收到数据成果后，将接收到的数据成果发送至自有的数据处理模块，对接收的数据成果进行处理后进行成果应用。

在本发明一个较佳实施例中，步骤（700）中，实现进程间的数据传输时，即时通信服务代理模块和数据处理模块可以访问同一块内存空间，即：共享内存，两个模块可以及时看到对方模块中对共享内存中数据的更新，利用共享内存方式实现进程间的数据通信，具体包括以下步骤：

（S1）创建/打开共享内存；

（S2）映射共享内存；

（S3）撤销共享内存映射；

（S4）删除共享内存对象。

在本发明一个较佳实施例中，即时通信服务代理模块和数据处理模块访问同一块内存空间，是通过互斥锁的同步操作来实现的。

在本发明一个较佳实施例中，互斥锁的同步操作中，包括加锁和解锁操作，保证同一块内存空间在同一时间内只能被即时通信服务代理模块和数据处理模块中的其中之一访问。

在本发明一个较佳实施例中，所述即时通信服务代理模块和数据处理模块的进程间通信也可以通过基于socket网间通信实现。

本发明的有益效果是：采用基于IM技术实现调查终端间实时数据通信，可在终端列表中选择用户对象；调查终端能够开辟后台事件处理线程，高效地处理采集的数据信息，而对于共享的数据，采取进程间通信技术，保证数据处于待发送状态；接收端的IM进程及时接收数据后，及时进行传递处理，及时实现数据成果展示；实现了多终端的实时通信、相互协作的功能和友好的用户操作。

附图说明

图1是本发明一种GPS/PDA协同调查终端的基本框架；

图2是图1所示GPS/PDA协同调查终端工作的基本流程图；

图3是图1所示GPS/PDA协同调查终端运用于河流调查的示意图;

附图中各部件的标记如下：

终端A：10、本机调查部分，11、数据采集模块，12、数据应用模块，13、数据存储模块，14、数据处理模块，15、用户管理模块，20、数据共享通信部分，21、即时通信服务代理模块，30、进程间通信通道。

终端B：10′、本机调查部分，11′、数据采集模块，12′、数据应用模块，13′、数据存储模块，14′、数据处理模块，15′、用户管理模块，20′、数据共享通信部分，21′、即时通信服务代理模块，30′、进程间通信通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1-图3，本发明实施例包括：

一种GPS/PDA协同调查终端，应用于土地调查、监测系统中，其借助于现有的IM技术，实现调查终端之间、调查终端与服务器之间的相互交流。如图1的终端A和终端B所示，每个调查终端包括：本机调查部分10（10′）和数据共享通信部分20（20′），所述本机调查部分10（10′）和数据共享通信部分20（20′）之间由进程间通信通道30（30′）相连；所述本机调查部分10（10′）包括数据采集模块11（11′）、数据应用模块12（12′）、数据存储模块13（13′）、数据处理模块14（14′）和用户管理模块15（15′），所述数据共享通信部分20（20′）包括即时通信服务代理模块21（21′）；其中：

所述数据采集模块11（11′）与所述数据存储模块13（13′）相连，用于实际过程中的数据信息的采集，所述数据信息包括位置信息和属性信息等，并将采集到的数据信息发送至所述数据存储模块13（13′）；

所述数据存储模块13（13′）又与所述数据处理模块14（14′）相连，用于定义整个调查终端中的数据类型和对象，并由所述数据处理模块14（14′）读取相关的数据信息；

所述数据处理模块14（14′）又与所述即时通信服务代理模块21（21′）通过进程间通信通道30（30′）相连，用于解析数据，根据解析元素将不同类型的数据封装成不同的数据对象，形成数据成果，并通过进程间通信通道30（30′）将数据成果发送至所述即时通信服务代理模块21（21′）；

所述即时通信服务代理模块21（21′）又与所述用户管理模块15（15′）通过进程间通信通道30（30′）相连，由即时通信服务系统负责即时通讯，调取数据成果，并进行多个调查终端之间的数据传输；

所述用户管理模块15（15′）又与所述数据存储模块13（13′）相连，用于负责多个调查终端之间的通信对象的管理，包括通信对象的选取、添加和删除等；

所述数据应用模块12（12′）与所述数据存储模块13（13′）相连，用于展示经过数据处理模块处理后的数据成果，包括点、点构的线或者多边形、shape文件数据等。

所述即时通信服务代理模块21（21′）是一种使人们能在网上识别在线用户、并与他们实时交换消息的技术，是基于XMPP实现的。

一种GPS/PDA协同调查方法，如图1和图2所示，实现终端A和终端B之间的数据传输，包括以下步骤：

（100）终端A的数据处理模块14向即时通信服务代理模块21请求在线用户列表；

（200）即时通信服务代理模块21向数据处理模块14返回在线用户列表；

（300）用户管理模块15选取在线用户列表上的一个或者多个用户标识为传输对象；标识的传输对象是利用XMPP，可以提供在线终端用户列表，方便操作人员简洁、快速、直观实现数据传输；

（400）数据采集模块11进行数据采集，并将采集的数据传送至数据存储模块13；

（500）数据处理模块14将从数据存储模块13读取数据信息；

（600）数据处理模块14开辟后台事件处理线程，在后台事件处理线程里对数据进行处理，提高系统的流畅性和工作效率，处理后的数据成果进行成果应用；

（700）同时，处理后的数据成果通过进程间通信通道30，传送至即时通信服务代理模块21，实现进程间的数据传输；

（800）即时通信服务代理模块21通过基于XMPP的即时通信通道，将待发送的数据成果发送至步骤（300）中选取的传输对象，即终端B；

（900）传输对象（终端B）的即时通信服务代理模块21′接收到数据成果后，将接收到的数据成果通过进程间通信通道30′发送至自有的数据处理模块14′，数据处理模块14′开辟后台事件处理线程，对接收的数据成果进行处理后进行成果应用。

通过数据共享通信部分20（20′）监听到数据，交由本机调查部分10（10′）处理，自动地实现了数据接收、解析、应用的一体化。

在上述步骤中，对于用户列表，操作人员可以勾选所需的一个或者多个作为传输对象，也可以对用户列表的调查终端进行删除或者添加等操作，通过“确定”保存，发送端（本实施例中的终端A）的调查终端根据现有的IM技术，在即时通信服务代理模块21发送数据时，可以读取相应的标识为传输对象的设备地址分别进行发送数据。

其中：步骤（700）中，实现进程间的数据传输时，即时通信服务代理模块21和数据处理模块14可以访问同一块内存空间，即：共享内存，两个模块可以及时看到对方模块中对共享内存中数据的更新，利用共享内存方式实现进程间的数据通信，具体包括以下步骤：

（S1）创建/打开共享内存：在数据处理模块14（父进程）中创建一个共享内存区，之后在即时通信服务代理模块21中创建IM进程（子进程）；

（S2）映射共享内存：在父子两个进程中将共享内存分别映射到各自的进程地址空间之中，即把指定的共享内存映射到进程的地址空间用于访问；

父进程等待有共享的数据进来，然后将数据以一定的数据格式写入到共享内存中，然后子进程将共享内存中的有效数据进行读取；

（S3）撤销共享内存映射：父子两个进程在完成以上工作之后，分别解除与共享内存的映射关系；

（S4）删除共享内存对象：在子进程中删除共享内存，因为共享内存自身并不提供同步机制，所以应该额外实现不同进程之间的同步。

所述即时通信服务代理模块21（21′）和数据处理模块14（14′）的进程间通信也可以通过基于socket网间通信实现。

即时通信服务代理模块21（21′）和数据处理模块14（14′）访问同一块内存空间，是通过互斥锁的同步操作来实现的。

互斥锁的同步操作中，包括加锁和解锁操作，保证同一块内存空间在同一时间内只能被即时通信服务代理模块21（21′）和数据处理模块14（14′）中的其中之一访问。

进程间通信的实现需要依赖互斥锁的同步操作。在实现中，锁并不是与某个具体的变量进行关联，它本身是一个独立的对象。进程在有需要的时候获得此对象（加锁），用完不需要时就释放掉（解锁）。互斥锁的主要特点是互斥锁的释放必须由加锁的进程释放，如果拥有锁的进程不释放，那么其它的进程永远也没有机会获得所需要的互斥锁。

进程间通信前，数据以一定的数据格式写入共享内存中。具体为：先将采集的数据以二进制形式存储，由Base64编码后，加上报文头、报文尾。

假如以点为例，传输一个点的位置信息要素有：点名、精度、纬度、高度、时间，而存储这些要素的数据类型分别占用4byte、8byte、8byte，4byte，4byte，则合成为28byte，经过Base64编码后共40个字符，加上报文头、报文尾的格式如下：

其中：X——代表了Base64索引表中对应的字符。

而如果是类似以二进制格式存储数据的shape文件，则直接对文件数据进行Base64编码。由于shape文件前100bytes为固定长度的文件头，则Base64编码后前136个字符表示文件名，后面则为具体的实体信息。加上报文头、报文尾的格式如下：

其中：X——代表了Base64索引表中对应的字符。

这样在数据读取、解析时，可以按照这样的方式进行解析。

按照以上步骤，在实际调查过程中，可以通过两个PDA协同完成调查工作。如图3所示，在绘制较宽的河流时，一个操作人员可以在河流的一边操作一个调查终端A，另一个操作人员可以在河流的另一边操作另一个调查终端B，他们根据本发明的GPS/PDA协同调查方法可以实现实时通信，当调查终端A采集到数据时，如图3中的“”标记的信息，向调查终端B发送数据，结合调查终端B所采集的信息，如图3中的“●”标记的信息，完成河流信息的采集，实现了协同调查任务。

本发明揭示了一种GPS/PDA协同调查终端及其协同调查方法，采用基于IM技术实现调查终端间实时数据通信，可在终端列表中选择用户对象；调查终端能够开辟后台事件处理线程，高效地处理采集的数据信息，而对于共享的数据，采取进程间通信技术，保证数据处于待发送状态；接收端的IM进程及时接收数据后，及时进行传递处理，及时实现数据成果展示；实现了多终端的实时通信、相互协作的功能和友好的用户操作。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种GPS/PDA协同调查终端，其特征在于，包括：本机调查部分和数据共享通信部分，所述本机调查部分和数据共享通信部分之间由进程间通信通道相连；所述本机调查部分包括数据处理模块，所述数据共享通信部分包括即时通信服务代理模块；所述数据处理模块与所述即时通信服务代理模块通过进程间通信通道相连，用于解析数据，根据解析元素将不同类型的数据封装成不同的数据对象，形成数据成果，并通过进程间通信通道将数据成果发送至所述即时通信服务代理模块。

2.根据权利要求1所述的GPS/PDA协同调查终端，其特征在于，所述本机调查部分还包括数据采集模块、数据应用模块、数据存储模块和用户管理模块，其中：

3.根据权利要求2所述的GPS/PDA协同调查终端，其特征在于，所述数据信息包括位置信息和属性信息。

4.根据权利要求2所述的GPS/PDA协同调查终端，其特征在于，所述数据成果包括点、点构的线或者多边形、shape文件数据。

5.根据权利要求2所述的GPS/PDA协同调查终端，其特征在于，所述通信对象的管理包括通信对象的选取、添加和删除。

6.根据权利要求1所述的GPS/PDA协同调查终端，其特征在于，所述即时通信服务代理模块是基于可扩展消息处理现场协议的。

7.一种GPS/PDA协同调查方法，其特征在于，包括以下步骤：

（500）数据处理模块从数据存储模块中读取采集的数据；

8.根据权利要求7所述的GPS/PDA协同调查方法，其特征在于，步骤（700）中，实现进程间的数据传输时，即时通信服务代理模块和数据处理模块可以访问同一块内存空间，即：共享内存，两个模块可以及时看到对方模块中对共享内存中数据的更新，利用共享内存方式实现进程间的数据通信，具体包括以下步骤：

（S1）创建/打开共享内存；

（S2）映射共享内存；

（S3）撤销共享内存映射；

（S4）删除共享内存对象。

9.根据权利要求8所述的GPS/PDA协同调查方法，其特征在于，即时通信服务代理模块和数据处理模块访问同一块内存空间，是通过互斥锁的同步操作来实现的。

10.根据权利要求9所述的GPS/PDA协同调查方法，其特征在于，互斥锁的同步操作中，包括加锁和解锁操作，保证同一块内存空间在同一时间内只能被即时通信服务代理模块和数据处理模块中的其中之一访问。

11.根据权利要求7所述的GPS/PDA协同调查方法，其特征在于，步骤（700）中，进程间的数据传输也可以通过基于socket网间通信实现。