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1j2me相關(guān)技術(shù)介紹

J2ME是SUN微系統(tǒng)公司推出的一種以廣泛的消費(fèi)性產(chǎn)品為目標(biāo)的高度優(yōu)化的JAVA運(yùn)行時(shí)環(huán)境,包括尋呼機(jī)、移動(dòng)電話、可視電話、數(shù)字機(jī)頂盒和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等設(shè)備。從技術(shù)的角度講,J2ME在應(yīng)用層提供了全功能的JAVA開(kāi)發(fā)環(huán)境,適合在無(wú)線通訊設(shè)備上開(kāi)發(fā)交互性較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。由于J2ME提供了對(duì)HTTP和TCP等高級(jí)Internet協(xié)議的支持,突破了WAP(WirelessApplicationProtoco,l無(wú)線應(yīng)用協(xié)議)必須通過(guò)WAP網(wǎng)關(guān)才能訪問(wèn)Internet以及僅能訪問(wèn)基于WML(WAP標(biāo)記語(yǔ)言)構(gòu)建的網(wǎng)站的限制,使得移動(dòng)通訊設(shè)備可以用Client/Server方式訪問(wèn)Internet上的所有信息[1]。由于有限連接設(shè)備的硬件和網(wǎng)絡(luò)的限制,有限連接設(shè)備配置(ConnectedLmiitedDeviceConfiguration,CLDC)與移動(dòng)信息設(shè)備簡(jiǎn)表(MobileInformationDeviceProfile,MIDP)是目前支持J2ME手機(jī)平臺(tái)中使用最多的2個(gè)規(guī)范。CLDC提供了一個(gè)適合小型的、資源受限的、連接受限的設(shè)備上使用的標(biāo)準(zhǔn)JAVA平臺(tái)。而MIDP是建立在CLDC基礎(chǔ)上的一些公共的、開(kāi)發(fā)移動(dòng)設(shè)備的API的集合[2]。目前MIDP規(guī)范是2.0(MIDP2.0在JSR-118中制定),由于該系統(tǒng)需要提取用戶的坐標(biāo)位置,因此需要使用J2ME的位置API,即JSR-179包。JSR-179包是一個(gè)用于基于CDC的設(shè)備和基于CLDC的設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)可選包。它允許J2ME應(yīng)用程序通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的API訪問(wèn)任何設(shè)備的位置信息,不管設(shè)備底層的技術(shù)如何,也不考慮服務(wù)提供商是誰(shuí)。表1列出了在javax.microedi-tion.location包中定義的所有J2ME位置API,該表是根據(jù)該包1.0最終版(2003年9月)制作的。

2氮素平衡模型介紹

該研究的氮素平衡推薦模型主要借鑒了德國(guó)氮素專家系統(tǒng)(N-EXPERT)[3-4]和德國(guó)KNS系統(tǒng)(KulturbegleitendenNminSollwerte-System,即根據(jù)作物的生長(zhǎng)考慮Nmin目標(biāo)值的系統(tǒng))[5-6]對(duì)氮肥限制性施用的模型理論,參考近幾年的相關(guān)研究[7-8],結(jié)合壽光市實(shí)際提出了適合該市的氮素平衡推薦系統(tǒng)。德國(guó)氮素專家系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)是考慮蔬菜-土壤體系中氮素平衡過(guò)程的各組分和主要過(guò)程,如土壤氮素礦化、作物殘?bào)w氮素礦化、氮素?fù)p失、蔬菜氮素吸收規(guī)律等,通過(guò)平衡方法計(jì)算出氮肥的施用量,并可根據(jù)蔬菜氮素吸收的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)做出反饋調(diào)整。為了使開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)方便應(yīng)用,易于推廣,必須簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在氮素平衡的計(jì)算中,對(duì)于影響蔬菜氮素吸收程度小的組分可以不予考慮,而對(duì)于影響較大的組分進(jìn)行了有目的的選擇,其核心是要求施肥滿足作物生長(zhǎng)所需的氮素目標(biāo)值,并且采用簡(jiǎn)單的平衡模型計(jì)算推薦氮素施用量公式:推薦量=組分1+組分2+組分3-組分4-組分5-組分6。系統(tǒng)中各組分受不同的因素制約和影響,其研究方法也有所區(qū)別。對(duì)于作物氮素吸收、氮素?fù)p失、土壤有機(jī)氮礦化,有機(jī)肥氮素礦化來(lái)說(shuō),影響它們的過(guò)程復(fù)雜,參數(shù)很多,其計(jì)算精度必須滿足對(duì)于氮肥施用推薦的要求。因此,系統(tǒng)選用模型來(lái)對(duì)這些過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)。必需土壤Nmin緩沖值需要通過(guò)田間試驗(yàn)或?qū)＜医ㄗh獲得,而播前土壤氮素存留的氮素量則可以在實(shí)驗(yàn)室分析后得到。對(duì)于作物氮素吸收、氮素?fù)p失、土壤有機(jī)氮礦化、有機(jī)肥氮素礦化均可以采用相近似的數(shù)學(xué)模型模擬。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),系統(tǒng)客戶端設(shè)計(jì)和系統(tǒng)服務(wù)端設(shè)計(jì)。

3.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的服務(wù)端需要使用數(shù)據(jù)庫(kù),這里選擇MSSQLSERVER2005。數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)了該系統(tǒng)需要計(jì)算的相關(guān)數(shù)據(jù)信息,包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)用于描述經(jīng)過(guò)地統(tǒng)計(jì)插值后的土壤氮素分布情況,其表達(dá)手段是坐標(biāo)值。屬性數(shù)據(jù)是對(duì)圖形數(shù)據(jù)的必要補(bǔ)充,是為各個(gè)空間對(duì)象合理地賦予屬性信息,其表達(dá)手段是字符串或統(tǒng)計(jì)數(shù)值。

3.2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用戶需要使用帶GPS定位設(shè)備的手機(jī)或PDA,以便系統(tǒng)自動(dòng)提取用戶所在地的GPS坐標(biāo),然后用戶填寫(xiě)關(guān)于氮肥推薦的信息,將該信息伴隨坐標(biāo)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到GIS服務(wù)器,服務(wù)器通過(guò)坐標(biāo)處理用戶請(qǐng)求,處理完畢將氮肥推薦的信息返回到用戶手機(jī)上。具體的手機(jī)端和服務(wù)端功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:該系統(tǒng)客戶端(手機(jī)端)主要包括6個(gè)窗體:mainForm(用于系統(tǒng)描述)、coordinateForm(用于獲取GPS坐標(biāo))、veg-Form(用于選擇蔬菜類型、產(chǎn)量類型和栽培季節(jié))、vegForm2(用于輸入目標(biāo)產(chǎn)量和生長(zhǎng)周期)、fumureForm(用于選擇有機(jī)肥和輸入相應(yīng)用量)和chemiForm(用于選擇化肥和計(jì)算最終結(jié)果值)。系統(tǒng)服務(wù)端設(shè)計(jì)包括使用ArcSDE將圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SQLSERVER中,使用ArcGISSERVER后臺(tái)地圖服務(wù)等。

4關(guān)鍵技術(shù)分析

4.1使用J2ME的位置API獲取GPS經(jīng)緯坐標(biāo)通常,移動(dòng)設(shè)備中內(nèi)置的定位提供方法并不是必須的。比如,設(shè)備運(yùn)行一個(gè)定位API,需要一個(gè)附件來(lái)運(yùn)行定位方法。這樣一個(gè)附件可以是帶藍(lán)牙的GPS接收設(shè)備或者是一個(gè)在有效范圍內(nèi)的GPS接收設(shè)備。位置的精確度由定位的方法所決定。有很多設(shè)備運(yùn)行API定位程序從手機(jī)的基站獲得位置信息,局部小范圍的定位基站也可以用來(lái)獲取位置信息。除此之外,很多設(shè)備支持混合方法叫做A-GPS,這種方法同時(shí)使用了GPS和網(wǎng)絡(luò)獲取位置信息。一般地,使用衛(wèi)星接收到的位置信息更加精確。但由于衛(wèi)星的周期性,在商業(yè)區(qū)衛(wèi)星的GPS可能出現(xiàn)“峽谷效應(yīng)”,造成API定位中斷。使用的費(fèi)用根據(jù)不同的定位方法決定。API中可以定義定位所使用的方法。

4.1.1選擇服務(wù)供應(yīng)商。位置API使用的第一個(gè)類是Lo-cationProvider類,其顯示了定位信息提供的模式。通過(guò)使用默認(rèn)的LocationProvider.getInstance(Criteriacriteria)可以創(chuàng)建LocationProvider的一個(gè)實(shí)例。標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)用于判斷使用了什么定位方式。API運(yùn)行的時(shí)候會(huì)選擇符合參數(shù)的定位提供方式。下面是其代碼實(shí)現(xiàn)框架:Criteriacrit1=newCriteria();LocationProviderprovider=LocationProvider.getInstance(criteria);if(provider!=null){……}

4.1.2創(chuàng)建接收端。當(dāng)LocationProvider成功創(chuàng)建以后,就可以被用來(lái)注冊(cè)MIDLET監(jiān)聽(tīng)位置信息的更新以及坐標(biāo)的變動(dòng),當(dāng)前位置更新和定位方法狀態(tài)的改變的事件可以用LocationListener的借口來(lái)監(jiān)聽(tīng),通過(guò)這樣一個(gè)接口,JSR179就可以對(duì)一個(gè)設(shè)備進(jìn)行跟蹤。下面是其代碼實(shí)現(xiàn)框架:publicvoidlocationUpdated(LocationProviderprovider,finalLocationlocation){……}publicvoidproviderStateChanged(LocationProviderprovid-er,finalintnewState){……}

4.1.3注冊(cè)接收終端。使用setLocationProvider方法可以使LocationListener注冊(cè)一種定位方法,這樣就可以確定下面的參數(shù):interval(以秒為單位),該參數(shù)用來(lái)接收事件;tmieout(以秒為單位),代表與定義的更新間隔相比較,最大的升級(jí)間隔時(shí)間。Maxage定義了位置信息更新的值。下面是其代碼實(shí)現(xiàn)框架:publicvoidsetLocationListener(LocationListenerlistener,intinterva,linttmieou,tintmaxAge){//AddsaLocationListenerforupdatesatthedefinedinter-va.l}

4.1.4訪問(wèn)位置坐標(biāo)。使用QualifiedCoordinates類的getter方法可以獲得以1西格瑪為誤差描述坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度,包括經(jīng)度(Longitude)、緯度(Latitude)和高程(Altitude)。

4.2坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問(wèn)題該系統(tǒng)客戶端(手機(jī)端)獲取的用戶位置是WGS84坐標(biāo),而GIS服務(wù)器數(shù)據(jù)處理時(shí)用的是西安80坐標(biāo),因此需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換思路:先將WGS84大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到WGS84空間坐標(biāo),再將WGS84空間坐標(biāo)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換(比如采用布爾莎模型)轉(zhuǎn)換為西安80空間坐標(biāo),然后將西安80空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)為西安80大地坐標(biāo),再將西安80大地坐標(biāo)經(jīng)過(guò)投影(比如選用高斯投影)轉(zhuǎn)換為西安80平面坐標(biāo),最后利用西安原點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)平差。

4.3使用Servlet與J2ME進(jìn)行通訊由于J2ME支持HTTP和TCP等高級(jí)Internet協(xié)議,所以該系統(tǒng)可以使用HT-TP協(xié)議與Servlet進(jìn)行交互。

4.3.1客戶端HTTP編程。J2ME手機(jī)HTTP編程包括4部分:建立HTTP連接,設(shè)置HTTP請(qǐng)求頭,回復(fù)處理和關(guān)閉HTTP連接。下面是其代碼實(shí)現(xiàn)框架:HttpConnectionconn=nul;l//定義連接對(duì)象Stringtag="true";Stringurl="訪問(wèn)servlet地址";//Servlet的URLurl=url+"?tag="+tag;conn=(HttpConnection)Connector.open(url);conn.setRequesMtethod(HttpConnection.GET);if(conn.getResponseCode()==HttpConnection.HTTP_OK){//處理返回信息……}if(conn!=null)conn.close();

4.3.2服務(wù)端SERVLET編程。Servlet是與JSP一樣在服務(wù)端運(yùn)行的一種Java應(yīng)用程序,Servlet可以接受來(lái)自瀏覽器或J2ME程序的HTTP請(qǐng)求,并作出響應(yīng)。在Servlet中通常使用抽象類HttpServlet類。HttpServlet類是GenericServlet類的擴(kuò)充,提供了一個(gè)處理HTTP協(xié)議的框架。HttpServlet類包含初始程序方法init()、銷毀程序方法destroy()以及功能服務(wù)service()等方法。其中init()與destroy()方法必須被繼承。service()是Servlet的核心,提供了處理業(yè)務(wù)邏輯的方法,比如提供了doGet和doPost方法來(lái)支持標(biāo)準(zhǔn)的HTTP請(qǐng)求方法如GET和POST等。由于J2ME自身函數(shù)的限制不支持科學(xué)計(jì)算,所以將科學(xué)計(jì)算(坐標(biāo)轉(zhuǎn)換)放在Servlet中處理,此外,Servlet還包括與GIS服務(wù)器進(jìn)行交互以及處理J2ME發(fā)出的事務(wù)請(qǐng)求操作。

4.4使用ArcGISServer建立后臺(tái)地圖服務(wù)ArcGISServ-er是功能強(qiáng)大的基于服務(wù)器的GIS產(chǎn)品,用于構(gòu)建集中管理的,支持多用戶的,具備高級(jí)GIS功能的企業(yè)級(jí)GIS應(yīng)用與服務(wù),如空間數(shù)據(jù)管理、二維三維地圖可視化、數(shù)據(jù)編輯、空間分析等即拿即用的應(yīng)用和類型豐富的服務(wù)。ArcGISServer提供廣泛的基于Web的GIS服務(wù),以支持在分布式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)管理、制圖、地理處理、空間分析、編輯和其他的GIS功能。該系統(tǒng)使用ArcGISSERVER創(chuàng)建后臺(tái)地圖服務(wù)以處理SERVLET發(fā)送的計(jì)算參數(shù)請(qǐng)求操作。

5應(yīng)用實(shí)例

該系統(tǒng)的研究實(shí)現(xiàn)了J2ME技術(shù)在農(nóng)業(yè)氮肥平衡推薦中的應(yīng)用,拓寬了智能手機(jī)的應(yīng)用范圍,使得智能手機(jī)能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)這塊很具備數(shù)據(jù)和應(yīng)用雙重挖掘潛力的領(lǐng)域服務(wù)。圖4是在Nokia6220C手機(jī)上的截圖。6結(jié)語(yǔ)該研究介紹了J2ME技術(shù)在農(nóng)業(yè)氮肥平衡推薦中的應(yīng)用研究,這其中涉及到了氮肥平衡模型的選用,使用JSR-179獲取坐標(biāo)位置,應(yīng)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,使用Serv-let與J2ME通訊,以及利用ArcGISSERVER地圖服務(wù)等內(nèi)容。筆者的目的只是向人們推薦一條使用J2ME技術(shù)在農(nóng)業(yè)氮肥平衡推薦中的應(yīng)用思路,并且隨著智能手機(jī)的普及以及手機(jī)3G時(shí)代的到來(lái),使用手機(jī)為農(nóng)業(yè)服務(wù)必將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。