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BBIS：信标公交信息系统
摘要：
公交车时刻表、公交车的状态等公交信息的缺乏，以及公交车站公告牌上凌乱的广告，都会给旅客带来负面影响。因此，一块实时更新公交信息的公告板，能够给旅客提供他们所需要的所有信息，为旅客省去了搜寻公交信息的时间。支持Android或IOS系统，信标公交信息系统（BBIS）提供Batu Pahat和Kluang这两个地区之间的公交信息，且能够实现物理网络技术和按需互动。它建立在后端服务的基础上，是一个以云解决方案和重火力点非关系数据库作为持久性后台数据的服务器，并能够在用户客户端之间实现实时同步。人们带着智能设备通过公交车站，不需要任何的应用程序。蓝牙信标被用来实现智能设备的最佳数据共享性能。Intellij IDEA 15是用于开发BBIS系统的工具之一。前端的多语言环境以及后端的集成开发环境（IDE）都有助于加快集成过程。
1.介绍
信标公交信息系统（BBIS）是一种智能信息共享支持系统，它能够通过蓝牙智能技术来分享有用的公交信息。通过设备之间的无缝连接，BBIS允许学生和公共用户获取有关公交现状的信息。用户可以通过此应用程序共享公交信息、检查时间表、查看服务状态、添加新帖子或者编辑帖子。此外，该应用能够基于用户所在的公交车站，估计公交到达的时间作为对用户的参考，也可以通知其他用户不再错过公交。通常，乘客会缺乏公交信息，如公交车时刻表。此外，乘客需要关于某个目的地的最新的公交信息。因此，乘客们急需一块能实时更新公交信息的公告板来作为参考，进而省去搜寻公交信息的时间。该项目的目标是开发一个系统，提供公交运营时间的解决方案，并实现无纸化公交时刻表。该公交信息共享系统是一个基于网络的应用响应程序。它支持Android 4.4.3以上版本。该系统主要是为那些位于Johor区域、以公交为主要交通工具的、通过公交线路从Batu Pahat驶向Kluang的人们而建的。
2.BBIS技术
2.1 物理网络
物理网络是一种开源的方式，它能够释放网络的核心超能力：按需互动。人们应该能够走近任何智能设备，而不必事先下载任何应用程序。一切应该都是一个点击（屏幕）[1]。在这个项目中，BBIS使用物理网络技术通过蓝牙低能量信标来发现相关的公交信息。
2.2 后端服务（BaaS）
后端服务（BaaS）属于云计算的范畴，它由一些公司组成，这些公司使得开发人员能够更容易地通过定制的软件开发套件（SDK）和应用程序编程接口（API）[2]来装配、使用和操作他们的手机，平板电脑和网络应用程序设置，并将应用程序链接到后端云存储。这还为用户提供了诸如用户管理、推送通知和社交网络服务集成等功能。重火力点，作为一个云后端服务平台，使BBIS能够通过这样的云存储来管理和访问数据。此外，这有助于更快地为网络应用程序开发后端功能。
2.3非关系SQL（NoSQL）
NoSQL数据库是一个分布式键值数据库。它旨在通过一组可配置的系统作为存储节点[3]，来提供高度可靠的、可扩展的和可用的数据存储，正确答案涉及大数据。重火力点实时数据库作为BBIS系统的数据库，是一个非关系文档数据库。支持具有动态模式的类似JSON的文档，二进制JavaScript对象符号文件（BSON）是使特定类型的应用程序中的数据集成更容易和更快的模式。
2.4蓝牙低功耗（BLE）
BLE针对非常低功耗的应用，对蓝牙规范进行大规模检修。它在50m的范围内消耗而不是100m，并且数据吞吐量在0.27Mbps而不是0.7-2.1Mbps的范围内，从而能够显著节省功耗。BLE针对的是对电池起作用的外围设备，不需要高数据速率或恒定的数据传输[4]。将BLE用于BBIS项目，是因为BLE不需要大量的数据交换[5]，因此可以多年来以更低的成本运行电池电源。除非发起连接，BLE能够持续保持在睡眠模式。
2.5信标
信标使用BLE无线电探测附近的其他BLE设备，向其他设备发送通用的唯一标识符（UUID）。在这个项目中，信标用于发送特定公交车站的UUID，以允许用户访问公交车运行时间表，并且公交路线会通过公交车公司提供的该位置。信标是一个小型计算机，广播当前公交车站的UUID无线电信号。智能手机可以发现、拾取和解释这个信号。当乘客进入信号的区域，如公交车站Taman Jaya，Parit Raja相应的动作可以触发蓝牙从而启用BBIS。
3.现有系统
RapidKL旅行指南是一个动态网络应用程序，它是由ePetrol系统公司（ePetrol）和马来西亚Prasarana公司（Prasarana）共同开发的，通过在RapidKL LRT和单轨网络上使用RapidKL旅行指南应用程序来轻松地完成计划和旅行[6]。Katsana全球定位系统（GPS）跟踪和车队管理平台是硬件和软件的紧密集成的[7]，从而形成一个全面的基于网络的应用程序，它能够通过全球定位系统来提供跟踪、管理和监测车队等综合功能。吉隆坡过境Navitime是由Navitime日本旅游有限公司开发的，可以帮助用户使用离线地图。这个应用程序能通过在马来西亚吉隆坡的RapidKL、KTM Komuter和KLIA快递或运输的可缩放交互式地图中点击站点设置起点和目的地，从而为用户提供轻松的旅程规划[8]。
4.BBIS的实现
在本项目中，文档收集，调查和观察情况涉及用户组之间的详细沟通，以了解他们的期望和确切的要求。收集到的数据将作为参考，用以构建一个可以实现用户需要的系统。在系统设计中，当标准SQL查询操作没有可接受的性能时，关系数据库的争斗与数据量呈指数增长有关，NoSQL将是解决这个问题以执行实时系统的解决方案，并且当需要不可行时，用户需求文档会相应地被重新编辑。在集成测试中，使用Apache Maven理解工具与项目对象模型（POM）一起管理BBIS系统构建报告和文档。POM能为BBIS的最佳发展方向提供指导方针。创建单元测试计划，并将源代码保存在单独的但并行的源代码树中，后跟测试用例和测试数据。一旦组件被继承，执行测试用例。公交和车站信息作为主要的测试数据。重火力点CLI与NPM一起安装，以跨平台的方式创建可重复使用的代码。使用Jasmine来测试数据，以确保数据模式运行良好。这些将保持重复循环测试，直到组件成功集成为止。
在BBIS开发期间，包管理器本质上的错误被发现，且很难找到版本依赖关系。由于Bower不支持嵌套依赖依赖关系，因此会产生冲突。为了解决这个问题，bower.json通过提供包存储库的NPM被移动至package.json。
在开始系统开发之前，要准备实施清单。为了充分满足系统需求，Java语言被用于开发信标模拟器，而重火力点被用作BBIS实时系统的后端，用来提供二进制Json（BSON）文件信息，并通过前端语言呈现给HTLM5和AngularJS，使编程指南和标准的系统处理得更快。
最后是用户验收测试。为用户启动Beta测试。用户体验是专注于确保BBIS系统的最佳性能的。用户验收测试的目的是评估系统是否能够支持24/7用户场景和以及系统是否足以纠正用户的使用。
BBIS的硬件要求是8GB的内存，64位的处理器类型，处理器速度为1.83 GHz，交换空间为2.0 GB，6.5 GB的临时硬盘空间，Qualcomm和Atheros AR3012蓝牙4.0 HS。在设置系统期间，将在系统驱动器上创建临时文件。在运行安装之前，将为系统驱动器上的这些文件至少提供6.5 GB的可用磁盘空间。实际硬盘空间的大小取决于系统的配置和决定安装的特性。信标将用于广播动态内容。会为Android 4.4或更高版本的智能手机设备设计一个应用程序用于访问BBIS，API级别：19 （蓝牙智能就绪）。
重火力点实时数据库2.4.2是存储公交信息和存储个人数据信息的非关系数据库（NoSQL）之一。 IntelliJ IDEA 15是在Java和JavaScript中构建BIISS系统的完整解决方案。多编程在开发网络和Android应用程序过程中能提供有用的帮助。Adobe Creative Suite 4（CS4）是一个设计工具包，它可以用于生成矢量图形和用户界面。用户可以在公告板系统中添加和删除他们的帖子，以确保在公告牌中发现更少的垃圾邮件。只有经过验证的用户才能在公告板系统中发帖。同时，如图2、图3、图4所示，只有客人能查看信息列表和公交车时刻表，并且可以进行搜索。
5. BBIS性能测试
用于移动设备和桌面设备中的BBIS性能测试页面，是用来确保在BBIS在用户体验（UX）和用户界面（UI）中表现良好的。Google PageSpeed Insight用于获取移动用户代理和桌面用户代理的网址，主要的关注点在实现一屏显示所经过的时间和实现全页面加载所需的时间。测试的范围是用户从信标到登录页面的时刻到BBIS经由浏览器呈现上述内容和浏览器完全呈现页面的时刻。因此，测试的目标是85分，表示BBIS在用户面前表现良好。使用PageSpeed Insights进行的第一次测试，结果是令人不满意的，得分为63分。在测试中这是一个中等的成绩，但仍然可以有改进的空间。在故障被修复后完成了第二个测试的报告。报告的内容显示在图5中。表1中列出了错误修复列表，包括修复错误的解决方案。
6.讨论和结论
BBIS旨在公告板系统中提供一个大社区，使乘客在公交车站可以获得相关的公交信息。且能够通过最少的努力来获得最大的信息量。只要打开蓝牙，通过信标，从信标获取UUID便能够实现。这样能够减少繁杂的工作，就像利用关键字在相关搜索引擎中来搜索需要的信息一样。共享系统的开发解决了用户寻找最相关结果的问题。BBIS就像一个公告板，给公民提供了一个不需要用纸打印也能够张贴他们信息的地方，但又不止一个公告板系统这么简单。就像一个多信息服务中心，人们通过写和发布评论来进行通信。不会有更多脏乱的传单张贴在公交车站的公告板上，从而保持城镇清洁，给他人带来良好的印象。其他为乘客设计的相关功能如搜索公交路线、计算票价和查看时间表等都能给乘客带来方便。
简而言之，该项目的目标已经在一定程度上得到了实现。通过使用该系统，用户能够搜寻到他们需要的公交信息。尽管在应用中存在一系列的阻碍，限制着目标的实现，但是该应用仍然可以通过修复阻碍和添加附加特性来进行增强和改进。以下是几个可以实现的能够提高BBIS的性能的改进方案。首先，该系统能够在公交上使用GPS系统，与公交车公司合作，从而真正实现公交车时刻表实时更新。因此，需要有更多的信标来完成这项工作。该系统能够基本上满足用户的要求，但是也一直会有进步的空间。对未来的建议，该系统需要提供本地应用程序以供离线用户检查公交时刻表。另一个建议是添加短消息系统（SMS），这会使得系统通知比电子邮件通知更快。
参考文献：
[1] Google Dev., 'The physical web expands to chrome for Android,' in Chromium Blog, 2016. [Online]. Available: http://blog.chromium.org/2016/02/the-physical-web- expands-to-chrome-for_10.html. Accessed: May 17, 2016. [3] S. Edlich, 'NOSQL databases,' in Your Ultimate Guide to the Non-Relational Universe!, Prof. Dr.Stefan Edlich, 2011. [Online]. Available: http://nosql-database.org/. Accessed: May 17, 2016.
[2]K. Lane, 'Overview Of The Backend as a Service (BaaS) Space,' in integrove, 2013. [Online]. Available: http://www.integrove.com/wp-content/uploads/2014/11/api- evangelist-baas-whitepaper.pdf. Accessed: May 17, 2016. In-line Citation: [1]
[4] K. Mikhaylov, N. Plevritakis, and J. Tervonen, 'Performance analysis and comparison of Bluetooth low energy with IEEE 802.15.4 and SimpliciTI,' Journal of Sensor and Actuator Networks, vol. 2, no. 3, pp. 589–613, Aug. 2013.
[5] F. Touati et al., 'An experimental performance evaluation and compatibility study of the Bluetooth low energy based platform for ECG monitoring in WBANs,' International Journal of Distributed Sensor Networks, vol. 2015, pp. 1–12, 2015.
[6] P. M. Berhad, 'RapidKL travel guide mobile App,' 2016.[Online].Available:http://www.myrapid.com.my/rapid kl-travel-guide-mobile-app-0. Accessed: May 17, 2016. [7]
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