Prototipo software de un sistema de posicionamiento en interiores para dispositivos móviles
El aumento de dispositivos móviles –Smartphones- que incorporan receptores GPS ha llevado al desarrollo de un gran número de aplicaciones que usan la localización del usuario como base para su funcionamiento. Muchas de estas ofrecen información al usuario en función de su localización geográfica, lo...
- Autores:
-
Castro Ruiz, David Andrés
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2014
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/3342
- Palabra clave:
- Systems Engineering
Software management
Software application
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Mobile computing
Development of computer programs
Investigations
Analysis
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Indoor positioning
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Ingeniería de sistemas
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El aumento de dispositivos móviles –Smartphones- que incorporan receptores GPS ha llevado al desarrollo de un gran número de aplicaciones que usan la localización del usuario como base para su funcionamiento. Muchas de estas ofrecen información al usuario en función de su localización geográfica, lo que resulta muy útil en ámbitos como el entretenimiento, el turismo, el comercio, el tráfico, etc. Sin embargo, los GPS no funcionan en los interiores de edificios, debido a la dispersión y atenuación que sufre la señal del satélite en las paredes de los edificios. Así, las aplicaciones basadas en GPS son incapaces de obtener la posición en interiores. Adicionalmente, aunque obtuvieran la posición, es necesario disponer también de un plano del edificio para obtener la localización exacta, el cual en ocasiones es difícil de obtener. Este documento describe el proceso de desarrollo y la investigación que se llevó a cabo para implementar un prototipo de un sistema de posicionamiento en interiores para dispositivos móviles (con sistema operativo Android), aplicado al campus principal de la Universidad Autónoma de Bucaramanga. Adicionalmente contiene una comparación de los sistemas de posicionamiento en interiores existentes a la fecha y una caracterización de las librerías dispuestas en Internet para el desarrollo de aplicaciones de posicionamiento en indoor para el sistema operativo Android. |
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Castro Ruiz, David Andrés (2014). Prototipo software de un sistema de posicionamiento en interiores para dispositivos móviles. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB 1. BANIUKEVIC Artur, JENSEN Christian S., LU Hua. (2013). Hybrid Indoor Positioning With Wi-Fi and Bluetooth: Architecture and Performance, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6569137&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D6569137 2. DENG Zhongliang, YU Yanpei, YUAN Xie, WAN Neng, YANG Lei. (2013). Situation and Development Tendency of Indoor Positioning, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6488829 3. DESCAMPS-VILA Laia, PÉREZ-NAVARRO A., CONESA Jordi. (2013). Integración de un sistema de posicionamiento indoor en aplicaciones SIG para dispositivo móvil, de VII Jornadas de SIG libre Sitio web: http://dugidoc.udg.edu/handle/10256/7651 4. GUSENBAUER Dominik, ISERT Carsten and KRÖSCHE Jens. (2010). SelfContained Indoor Positioning on Off-The-Shelf Mobile Devices. -, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5646681&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D5646681 4. GUSENBAUER Dominik, ISERT Carsten and KRÖSCHE Jens. (2010). SelfContained Indoor Positioning on Off-The-Shelf Mobile Devices. -, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5646681&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D5646681 5. KENT, Beck. Extreme Programming Explained. 2da Edición. Addison-Wesley. 2004. 175p. 6. LIU Hung-HUAN, YANG Yu-Non. (2011). WiFi-Based Indoor Positioning for Multi-Floor Environment. -, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6129175 7. MARTÍNEZ Anaolena. (2013). Realidad aumentada en interiores: Posicionamiento del usuario en dispositivos móviles y aplicaciones en rehabilitación y guiado (GuIAR), de Universidad Politécnica de Madrid Sitio web: http://oa.upm.es/21608/ 8. OOKURA Hikaru, YAMAMOTO Hiroshi, YAMAZAKI Katsuyuki. (2012). Development and Evaluation of Walking Path Estimation System using Sensors of Android Device and Vector Map Matching, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6164343 9. SHIN Beom-Ju, LEE Kwang-Won, CHOI Sun-Ho, KIM Joo-Yeon, LEE Woo Jin, and KIM Hyung Seok. (2010). Indoor WiFi Positioning System for Androidbased Smartphone, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=5674691 10. RIZOS Chris, ROBERTS Gethin, BARNES Joel, and GAMBALE Nunzio. (2010). Experimental results of Locata: A high accuracy indoor positioning system, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5647717&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D5647717 11. ZHAO Yao, DONG Liang, WANG Jiang, HU Bo, FU Yuzhuo. (2008). Implementing Indoor Positioning System Via ZigBee Devices, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5074752&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D5074752 |
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Adicionalmente, aunque obtuvieran la posición, es necesario disponer también de un plano del edificio para obtener la localización exacta, el cual en ocasiones es difícil de obtener. Este documento describe el proceso de desarrollo y la investigación que se llevó a cabo para implementar un prototipo de un sistema de posicionamiento en interiores para dispositivos móviles (con sistema operativo Android), aplicado al campus principal de la Universidad Autónoma de Bucaramanga. Adicionalmente contiene una comparación de los sistemas de posicionamiento en interiores existentes a la fecha y una caracterización de las librerías dispuestas en Internet para el desarrollo de aplicaciones de posicionamiento en indoor para el sistema operativo Android.INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 11 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN .................................... 13 OBJETIVOS ........................................................................................................... 15 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................ 15 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 15 1. MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 16 1.1 CONCEPTOS GENERALES ........................................................................... 16 1.1.1 Dispositivos móviles .................................................................................. 16 1.1.2 Aplicativo móvil .......................................................................................... 16 1.1.3 Sistemas operativos para dispositivos móviles .......................................... 16 1.1.4 Interfaz de programación de aplicaciones (API) ........................................ 17 1.1.5 Sistema de posicionamiento global (GPS) ................................................ 18 1.1.6 Servicios basados en localización (LBS) ................................................... 18 2. SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO EN INTERIORES ................................... 19 2.1 Marcadores fijos ............................................................................................... 19 2.2 Sistemas inalámbricos ..................................................................................... 20 2.3 Sistemas de navegación inercial...................................................................... 21 2.4 Campo magnético ............................................................................................ 21 2.5 Comparación de las Tecnologías de Posicionamiento en Interiores................ 22 3. CARACTERIZACIÓN DE LAS LIBRERÍAS DE POSICIONAMIENTO EN INTERIORES PARA DISPOSITIVOS MÓVILES ................................................... 24 4. LENGUAJES Y HERRAMIENTAS ..................................................................... 26 4.1 ANDROID ..................................................................................................... 26 4 4.1.1 Arquitectura ............................................................................................ 27 4.1.2 Versiones ............................................................................................... 29 4.2 SQLITE ......................................................................................................... 29 4.2.1 Características de SQLite ....................................................................... 30 4.3 INDOORATLAS ............................................................................................ 31 4.3.1 ¿Cómo funciona? ................................................................................... 31 4.3.2 Compañía y equipo ................................................................................ 31 4.3.3 API Android ............................................................................................ 32 4.4 FRAMEWORK libGDX ..................................................................................... 35 4.5 TILED MAP EDITOR ....................................................................................... 36 4.5.1 ¿Cómo funciona Tiled Map Editor? ........................................................ 36 5. METODOLOGÍA ................................................................................................ 37 6. DESARROLLO DEL PROTOTIPO .................................................................... 42 6.1 FASE DE EXPLORACIÓN ........................................................................... 42 6.1.1 Historias de Usuario ............................................................................... 43 6.1.2 Lenguajes de programación y tecnologías ............................................. 44 6.2 FASE DE PLANIFICACIÓN .......................................................................... 45 6.3 FASE DE ITERACIONES ............................................................................. 46 6.3.1 Primera Iteración .................................................................................... 46 6.3.2 Segunda Iteración .................................................................................. 54 6.3.3 Tercera Iteración .................................................................................... 56 6.4 FASE DE PRUEBAS .................................................................................... 58 6.5 FASE DE PRODUCCIÓN Y FASE DE MANTEMIMIENTO .......................... 62 6.6 FASE FINAL DEL PROYECTO .................................................................... 62 7. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN .......................................................... 63 8. CONCLUSIONES .............................................................................................. 65 9. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 68 10. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 70 11. ANEXOS .......................................................................................................... 72MaestríaThe increase in mobile devices -Smartphones- that incorporate GPS receivers has led to the development of a large number of applications that use the user's location as the basis for their operation. Many of these offer information to the user based on their geographical location, which is very useful in areas such as entertainment, tourism, commerce, traffic, etc. However, GPS does not work inside buildings, due to the dispersion and attenuation that the satellite signal suffers on the walls of buildings. Thus, GPS-based applications are unable to obtain the position indoors. Additionally, even if they obtain the position, it is also necessary to have a plan of the building to obtain the exact location, which is sometimes difficult to obtain. This document describes the development process and the research that was carried out to implement a prototype of an indoor positioning system for mobile devices (with Android operating system), applied to the main campus of the Autonomous University of Bucaramanga. Additionally, it contains a comparison of existing indoor positioning systems to date and a characterization of the libraries available on the Internet for the development of indoor positioning applications for the Android operating system.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPrototipo software de un sistema de posicionamiento en interiores para dispositivos móvilesSoftware prototype of an indoor positioning system for mobile devicesMagíster en Gestión, aplicación y desarrollo de softwareBucaramanga (Colombia)Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaMaestría en Gestión, Aplicación y Desarrollo de Softwareinfo:eu-repo/semantics/masterThesisTesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMSystems EngineeringSoftware managementSoftware applicationSoftware developmentMobile computingDevelopment of computer programsInvestigationsAnalysisMobile devicesIndoor positioningIndoorIngeniería de sistemasGestión de softwareAplicación de softwareDesarrollo de softwareComputación móvilDesarrollo de programas para computadorInvestigacionesAnálisisDispositvos móvilesPosicionamiento en interioresGPSCastro Ruiz, David Andrés (2014). Prototipo software de un sistema de posicionamiento en interiores para dispositivos móviles. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB1. BANIUKEVIC Artur, JENSEN Christian S., LU Hua. (2013). Hybrid Indoor Positioning With Wi-Fi and Bluetooth: Architecture and Performance, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6569137&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D65691372. DENG Zhongliang, YU Yanpei, YUAN Xie, WAN Neng, YANG Lei. (2013). Situation and Development Tendency of Indoor Positioning, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=64888293. DESCAMPS-VILA Laia, PÉREZ-NAVARRO A., CONESA Jordi. (2013). Integración de un sistema de posicionamiento indoor en aplicaciones SIG para dispositivo móvil, de VII Jornadas de SIG libre Sitio web: http://dugidoc.udg.edu/handle/10256/76514. GUSENBAUER Dominik, ISERT Carsten and KRÖSCHE Jens. (2010). SelfContained Indoor Positioning on Off-The-Shelf Mobile Devices. -, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5646681&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D56466814. GUSENBAUER Dominik, ISERT Carsten and KRÖSCHE Jens. (2010). SelfContained Indoor Positioning on Off-The-Shelf Mobile Devices. -, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5646681&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D56466815. KENT, Beck. Extreme Programming Explained. 2da Edición. Addison-Wesley. 2004. 175p.6. LIU Hung-HUAN, YANG Yu-Non. (2011). WiFi-Based Indoor Positioning for Multi-Floor Environment. -, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=61291757. MARTÍNEZ Anaolena. (2013). Realidad aumentada en interiores: Posicionamiento del usuario en dispositivos móviles y aplicaciones en rehabilitación y guiado (GuIAR), de Universidad Politécnica de Madrid Sitio web: http://oa.upm.es/21608/8. OOKURA Hikaru, YAMAMOTO Hiroshi, YAMAZAKI Katsuyuki. (2012). Development and Evaluation of Walking Path Estimation System using Sensors of Android Device and Vector Map Matching, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=61643439. SHIN Beom-Ju, LEE Kwang-Won, CHOI Sun-Ho, KIM Joo-Yeon, LEE Woo Jin, and KIM Hyung Seok. (2010). Indoor WiFi Positioning System for Androidbased Smartphone, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=567469110. RIZOS Chris, ROBERTS Gethin, BARNES Joel, and GAMBALE Nunzio. (2010). Experimental results of Locata: A high accuracy indoor positioning system, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5647717&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D564771711. ZHAO Yao, DONG Liang, WANG Jiang, HU Bo, FU Yuzhuo. (2008). Implementing Indoor Positioning System Via ZigBee Devices, de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Sitio web: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5074752&url=http%3A% 2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D5074752ORIGINAL2014_Tesis_David_Castro.pdf2014_Tesis_David_Castro.pdfTesisapplication/pdf3056030https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/3342/1/2014_Tesis_David_Castro.pdfbfeaef8a67c0f844e668c4410d58844fMD51open accessTHUMBNAIL2014_Tesis_David_Castro.pdf.jpg2014_Tesis_David_Castro.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4886https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/3342/2/2014_Tesis_David_Castro.pdf.jpg19708c04249bc4d0dc220cffe4f1500aMD52open access20.500.12749/3342oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/33422022-05-03 17:09:19.187open accessRepositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.co |