2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

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1 Diseño y desarrollo de un sistema de geolocalización de servicios Mario R. Moreno Sabido 1, Danice D. Cano Barrón 2, Didier R. Moreno Vázquez 1, Grelty del S. Canul Novelo 1, José R. Atoche Enseñat 1 1 Instituto Tecnológico de Mérida Av. Tecnológico km 4.5 s/n, Mérida, Yucatán, México, CP Instituto Tecnológico Superior de Motul Carretera Mérida Motul Tablaje Catastral 383 Motul, Yucatán, México, CP ABSTRACT This paper describes the proccess of designing and developing a Web Aplicaction for geolocalization services using the Application Programming Interface (API) of Google Maps. It also describes the design from the perspective of the View Model, using Unified Modeling Languages diagrams. It shows the integration of various technologies used to develop this application and a description of it. We present the conclusions that were reached at the end of this work. KEYWORDS: Web Application, View Model, Unified Modeling Language, Web Services. RESUMEN El presente artículo describe el proceso de diseño y desarrollo de una aplicación Web orientada a la geolocalización de ciertos prestadores de servicios utilizando la Interfaz de Programación de Aplicaciones (Application Programming Interface, API) de Google Maps. También se describe el diseño desde la perspectiva de la arquitectura 4+1 vistas, utilizando diagramas del Lenguaje Unificado de Modelado (Unified Modeling Language, UML). Se muestra la forma en la que se fueron integrando las diversas tecnologías utilizadas para el desarrollo de este trabajo, así como una descripción del sistema. Se presentan los resultados y las conclusiones a las que se llegaron al terminar este trabajo. PALABRAS CLAVE: Aplicación Web, Arquitectura vistas, Lenguaje Unificado de Modelado, Servicios Web. 1. INTRODUCCIÓN El desarrollo de aplicaciones que faciliten la vida cotidiana de las personas a través de software en sus dispositivos móviles es una necesidad en estos días. Estas aplicaciones generalmente contienen elementos que permiten interactuar al usuario, como por ejemplo rellenar y enviar formularios, participar en juegos o usar gestores de datos en tiempo real. Entre estas aplicaciones están las aplicaciones web, las cuales pueden ser de acceso público como las tiendas virtuales, gestión de tareas y proyectos, gestores de documentos, etc., o extranet para facilitar, gestionar, y agilizar su trabajo diario con proveedores, clientes y distribuidores. 357

2 El diseño de aplicaciones Web es una tarea compleja que requiere de la integración de diferentes métodos y técnicas, e involucra una gran variedad de tecnologías. Algunas de estas tecnologías son utilizadas para manejar elementos de presentación y otras para resolver lo relacionado con la funcionalidad de la aplicación. Ambos aspectos requieren de habilidades bastante diferentes de parte del desarrollador, lo que conduce a la necesidad de una separación de tareas [2]. Para implementar un sistema se pueden hace uso de una gran cantidad de herramientas, tanto conceptuales como de desarrollo; lo interesante es poder interaccionarlas para conseguir que el sistema se adapte mejor a las necesidades del finales del usuario, además de facilitar el proceso de mantenimiento y adecuación en fases posteriores. Para este caso en particular se utilizó la arquitectura vistas [3] que permite el modelado desde diversas perspectivas de un mismo sistema, y aunque esta propuesta incluye su propia propuesta de esquematización se decidió utilizar UML, ya que aunque no se pude decir que por sí misma es un metodología formal, sí provee de una serie de diagramas que cuando se utilizan bien, facilitan la comprensión de la aplicación que se desea desarrollar [1], además de que tiene un gran nivel de aceptación entre los desarrolladores. Para este trabajo se decidió modelar utilizando los diagramas más comunes siendo estos: los diagramas de casos de uso, los diagramas de clase, los de secuencia, los de estado, de actividades y de componentes. Las tecnologías utilizadas en el desarrollo e implementación del proyecto se basan en servicios web, así como la plataforma de Android 2.0, Asp.Net, el IIS 7.0, Mysql y C#.Net. 2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El objetivo de este trabajo fue diseñar y desarrollar un sistema web que permita localizar en un mapa y en tiempo real ciertos proveedores de servicios inscritos en dicho sistema, utilizando para ello la API de Google Maps la cual recibe información geográfica proporcionada por el dispositivo móvil del proveedor, y que además le permite al cliente enviar su información geográfica hacia la base de datos del sistema, y así poder compartir su ubicación exacta en donde se encuentre trabajando en ese momento, además que le permite poder mostrar a los interesados las promociones que ofrece. Cuando una persona que requiera un determinado servicio puede acceder al sistema y buscar que proveedor le queda más cerca de su actual ubicación, revisar sus promociones y de esta manera poder contactarlo. La aplicación móvil fue desarrollada en Android; la conexión para la actualización de las posiciones geográficas se realiza por medio de un proveedor de servicios de telefonía celular o mediante las redes inalámbricas. 3. DISEÑO El proyecto se conceptualizó siguiendo la arquitectura 4+1 vistas que describe la arquitectura del software, usando cinco vistas concurrentes: vista lógica, vista de procesos, vista física, la vista de desarrollo y finalmente los escenarios. Los diseñadores de software deben organizar la descripción de las decisiones de arquitectura en estas cuatro vistas y luego ilustrarlas con un conjunto reducido de casos de uso o escenarios, los cuales constituyen la quinta vista [3]. La arquitectura evoluciona parcialmente a partir de estos escenarios (véase la Figura 1). 358

3 Figura 29: Esquema de la arquitectura vistas. Fundamentalmente a cada una de las vistas corresponde uno o varios diagramas UML como puede observarse en la tabla 1. Como se mencionó anteriormente, para este proyecto se utilizaron los diagramas de casos de uso, clases, secuencia, estados, actividades y componentes. Vistas Escenarios Lógica Procesos Física Desarrollo TABLA I Diagramas de UML Casos de uso Clases, Estados y Colaboración Actividad, Estados y Secuencia Despliegue Componentes Tabla I: Correspondencia entre las vistas de la arquitectura 4+1 y los diagramas UML. 3.1 Escenarios Los escenarios son de alguna manera una abstracción de los requisitos más importantes, por lo que las cuatro vistas trabajan conjuntamente en forma natural mediante el uso de un conjunto pequeño de escenarios relevantes en llevar a cabo secuencias de interacciones entre objetos y entre procesos. Dichos escenarios son entendidos en UML a través de los diagramas de casos de uso. En la figura 2 se puede observar el caso de uso para los vendedores en el que se destaca el hecho de que es el único capaz de administrar las promociones, así como activar y desactivar el seguimiento de su posición. 359

4 Figura 30: Diagrama de casos de uso de los vendedores. Por cuestión de espacio, se mostrarán solamente los diagramas más representativos ya que el modelado de la aplicación fue exhaustivo. 3.2 Vista lógica La vista lógica apoya principalmente los requisitos funcionales; se descompone el sistema en una serie de abstracciones clave, tomadas (principalmente) del dominio del problema en la forma de objetos o clases de objetos. Una parte de dicha abstracción se puede observar en la Figura 3 en la que se representan a través del diagrama de clases de la aplicación. Los objetos identificados son: Los usuarios (registrados o no registrados), las promociones, la posición y el historial. Cabe mencionar que el historial es un conjunto de ubicaciones de un cierto vendedor, y que las ubicaciones son un conjunto de posiciones en el mapa. Dentro de los usuarios registrados se distinguen a los vendedores y a los administradores, siendo la principal diferencia la capacidad del administrador de consultar el historial de cualquier vendedor, mientras que los vendedores sólo pueden ver su historial. 360

5 Figura 31: Diagrama de clases. En la Figura 4, el diagrama de estados presenta los diversos estados por los que puede atravesar el sistema. El sistema se activa cuando el usuario (registrado o no) ingresa a la página; cuando el realiza alguna petición de información, ya sea ver el mapa, ingresar como usuario registrado o cualquier otra actividad, el sistema cambia a un estado procesando la información. Cuando el sistema termina de desplegar la información que se procesó, regresa al estado activo y espera una nueva solicitud de información del usuario. Figura 32: Diagrama de estados del sistema. En este caso se consideró que siendo una aplicación Web, la caída de la conexión a Internet hace que el sistema pase al estado desconectado, y vuelve a ponerse en activo cuando la conexión se 361

6 restablece. Finalmente, el sistema regresa al estado en espera cuando el usuario cierra la ventana. 3.3 Vista de procesos El diseño de procesos toma en cuenta algunos requisitos no funcionales, tales como el desempeño y la disponibilidad, se enfoca en asuntos de concurrencia y distribución, integridad del sistema, de tolerancia a fallas, etc. También determina en cuál hilo de control se ejecuta efectivamente una operación de una clase identificada en la vista lógica. Debido a lo anterior, describe esta vista a través de los diagramas de actividades, estados (véase figura 4) y secuencias. En cuanto a las actividades, los vendedores fueron una clase de las más activas, por lo que su modelado fue el más interesante. Uno de las actividades más recurrentes resultó ser el administrar las promociones; en este sentido, los vendedores podrán seleccionar una de las tres opciones cuando quieran administrar las promociones como puede verse en la Figura 5. Figura 33: Diagrama de actividades de la administración de promociones. En cuanto a la creación de las promociones, se puede observar como al momento de crear una nueva se deben de verificar la coherencia interna de los datos que proporciona el usuario y solo hasta que estén correctos se procede a realizar los cambios en la base de datos (véase Figura 6). Figura 34: Diagrama de actividades para alta de las promociones. Una de las funciones que fue interesante modelar utilizando los diagramas de secuencia fue el funcionamiento del mapa interactivo, ya que para ello se requería de un manejo de funciones un poco más compleja. Como puede observarse en la Figura 7, para poder dibujar el mapa se deben solicitar las ubicaciones de los vendedores y esto requiere de hacer un rastreo de la posición actual de cada uno de los vendedores. 362

7 Figura 35: Diagrama de secuencia para la generación de mapas. Otra de las funciones interesante fue la de los historiales cuando es solicitada por un administrador, ya que requiere de establecer de parámetros para la búsqueda. Como puede observarse en la Figura 8, las clases requieren de al menos dos llamadas para poder hacer la búsqueda entre los vendedores. Figura 36: Diagrama de secuencia para solicitar el historial de los vendedores por parte de un administrador Para el caso en el que quien solicita el historial es un vendedor, el diagrama queda de manera similar, pero restringiendo la búsqueda a su propia clave para hacer el historial. 3.4 Vista física En cuanto a la arquitectura física, esta toma en cuenta primeramente los requisitos no funcionales del sistema tales como la disponibilidad, confiabilidad (tolerancia a fallas), desempeño, y escalabilidad. Los diversos elementos identificados (redes, procesos, tareas y objetos) requieren ser mapeados sobre los variados nodos. Para este tipo de vista se utilizan los diagramas de despliegue, sin embargo para el caso concreto del proyecto (como se mencionaba previamente) se utilizaron los diagramas UML más utilizados y no se recurrió a estos. 363

8 3.5 Vista de desarrollo La vista de desarrollo se centra en la organización real de los módulos de software en el ambiente de desarrollo del software. El software se empaqueta en partes pequeñas bibliotecas de programas o subsistemas que pueden ser desarrollados por uno o un grupo pequeño de desarrolladores. Los subsistemas se organizan en una jerarquía de capas, cada una de las cuales brinda una interfaz estrecha y bien definida hacia las capas superiores. Para modelarlo se utilizan los diagramas de componentes que no fueron requeridos por la misma razón de los diagramas de despliegue. 4. IMPLEMENTACIÓN El proyecto completo estuvo conformado por 3 partes esenciales, las cuales comprenden la aplicación web, el cliente en los dispositivos móviles y el desarrollo del servicio Web. El esquema tecnológico de la implementación se observa en la Figura 9; en ella se puede observar como a través de los servicios Web se accede a las bases de datos vía un buscador que puede ser invocado desde cualquier dispositivo móvil (teléfono celular, tableta, PDA) o computadora. Buscador Aplicación WEB Satelite Usuarios de Internet WWW WebServices Clientes de la aplicacion Base de datos Dispositivo Movil 4.1 Aplicación web Base de Datos Figura 37: Esquema de trabajo del buscador geográfico. La aplicación web desarrollada (véase Figura 10) permite a los usuarios el que puedan buscar en tiempo real a todas aquellas personas que se hayan registrado previamente como proveedores de servicios en el portal, para poder localizarlos de una manera mucho eficiente, rápida, fácil y sencilla. 364

9 Figura 38: Página principal de la aplicación web. El acceso al portal puede darse por parte de tres tipos de usuarios: los usuarios generales o no registrados, los proveedores de servicios o registrados y el administrador general. Cada uno con su propio perfil de permisos Usuario general (o usuario no registrado) El usuario no registrado es toda aquella persona que entra al portal web y desea consultar una ubicación de algún proveedor de servicios en particular. Los permisos de este tipo de usuario son mínimos ya que el sistema únicamente le permite visualizar la última posición de cualquier proveedor de servicios en el día que este transcurriendo (véase Figura 11). Como puede observarse, se dibuja un mapa en el que se despliega la posición de los prestadores de servicios y una breve descripción; esto se logró gracias a la API del Google Maps. Figura 39: Búsqueda de servicios del usuario general. 365

10 4.1.2 Proveedor de servicios (o usuario registrado) El proveedor de servicios es el usuario que tiene asignado una cuenta en el sistema la cual le permite el poder actualizar su posición geográfica desde su dispositivo móvil, a cualquier hora del día. Además cuenta con la posibilidad de poder capturar, editar y eliminar promociones que desee o maneje en su negocio, permitiéndole visualizarlas en el buscador de servicios. Los proveedores serán capaces de visualizar el mapa, además de administrar sus promociones y sus datos personales (véase Figura 12) Administrador general Figura 40: Administración de promociones de los proveedor de servicios. El administrador general es el único usuario capaz de administrar el catálogo de proveedores. Se encarga entre otras cosas de aceptar las solicitudes generadas en el portal web para dar de alta en el sistema a nuevos proveedores de servicios, así como de darles mantenimiento a dicho catálogo.además tiene la posibilidad de generar búsquedas de historiales de las posiciones geográficas de uno o varios de los proveedores en cualquier fecha determinada (véase Figura 13). Figura 41: Vista del administrador general para la administración de proveedores. 366

11 4.2 Cliente móvil de actualización geográfica El cliente móvil funciona sobre la plataforma de Android 2.0, la cual se instala en los celulares a través de un archivo apk. Esta aplicación se encarga de estar enviando al servicio web los datos de ubicación del proveedor en tiempo real para que se registren en el sistema. La ubicación geográfica, además de almacenar la latitud y longitud en la que se encuentra el usuario registrado, añade dos parámetros más que son la cuenta y la contraseña con que el proveedor de servicios inició sesión desde el dispositivo móvil. Las posiciones geográficas que envía el dispositivo móvil son obtenidas del localizador GPS que posee el celular. 4.3 Servicios Web El servicio web se desarrolló en C# y trabaja como mediador entre la aplicación cliente en el móvil del usuario registrado proveedor de servicios y la base de datos del sistema. En ella el usuario registrado al momento de instalar la aplicación cliente en su móvil puede observar una pantalla de acceso al sistema de rastreo satelital. Cuando se autentifica y presiona el botón de seguimiento, la aplicación comienza a enviar las posiciones geográficas al servicio web, para que éste la registre en el sistema, y de esta forma se pueda actualizar las posiciones en la aplicación web y permita la correcta ubicación de los usuarios registrados. El servicio web antes de actualizar las posiciones geográficas de cualquier usuario registrado, primero autentifica nuevamente al usuario por medio de los parámetros de su cuenta y su contraseña que son enviados en la cadena de envió el dispositivo móvil. 5. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO Una de las principales conclusiones del trabajo resultó en la compresión profunda de la forma en la que una arquitectura de software puede relacionarse con la diversidad de herramientas de diseño como las que pone a disposición UML y como gracias a ellas se puede describir ampliamente el funcionamiento de un sistema. En este sentido resultaría interesante destacar la importancia de conocer a profndidad como la ingeniería de software apoya las actividades de desarrollo y como la compresión de una arquitectura permitirá a los programadores reutilizar código. De la misma manera, el desarrollo de la aplicación permitió conocer una gran cantidad de tecnologías que involucran el desarrollo de una aplicación Web, la puesta en marcha, y la programación desde el lado del servidor y del cliente resultaron igualmente de interesantes. Las aplicaciones en otros campos de la tecnología aquí presentada es muy diversa, por lo que la adaptación del sistema a nuevos contextos podría ser interesante y se podría comprender aún más como este tipo de arquitectura facilita la adaptación y el mantenimiento en versiones futuras. Sería igualmente interesante el analizar la aplicación desde la perspectiva del diseño responsivo, ya que el propósito no fue crear una aplicación cuyo diseño fuera el adecuado, sino probar las tecnologías y los proceso de modelado, por lo que aplicar estándares de diseño como el centrado en el usuario sería de gran utilidad. 6. REFERENCIAS [1] Bell, D. (2003), UML basics: An introduction to the Unified Modeling Language. IBM. [2] Bianchini, A., Blanch, R., Ortega, M., & Suárez, A. (2007), Diseño de una herramienta para el desarrollo de aplicaciones Web en Struts. Conferência IADIS Ibero-Americana, (págs ). [3] P. Kruchten, "The 4+1 View Model of Architecture", IEEE Software, vol. 12, no. 6, pp , Nov. 1995, doi: /

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