Beiträge von Thomas Eitler - Mobile USTP MKL

Mobilot: Architektur und technische Optionen bei der Entwicklung eines mobilen Informationssystems

Thomas Eitler — Wed, 10 Oct 2012 16:43:27 +0000

Bei Mobilot handelt es sich um ein Framework zur Erstellung von intuitiven mobilen Informationssystemen. Anhand von Code, Zeit, Position und auf Grund von selbst definierten Regeln kann erkannt werden, welche Informationen für den Benutzer in der aktuellen Situation relevant sind. Die angezeigten Inhalte können dabei aus Texten, Bildern, Videos oder Karten bestehen. Auch die Darstellung von beliebigen Web-Inhalten sowie die Anbindung an Datenbanken oder Content Management Systemen ist möglich.
Das Paper befasst sich mit dem architektonischen Aufbau von Mobilot und den verschiedenen Optionen der Implementierung, die im Laufe der Entwicklung evaluiert wurden. Für Mobilot wurden die neuesten Web-Technologien im Bereich des mobilen Internets verwendet. Dazu gehören HTML5, CSS3 und speziell auf den mobilen Bereich optimiertes JavaScript. Es werden schon vorhandene Web Frameworks und Libraries untersucht und verglichen.
Die Anwendung Mobilot, der mobile Pilot, bietet einen Zugang zu unterschiedlichsten Informationsmodulen, die Mobidule. Ein Mobidul ist derzeit nur am Smartphone verwendbar und für diese optimiert. Es kann über die Mobilot eigene Suchmaschine gefunden werden. Ein weiterer Weg in ein Mobidul einzusteigen, besteht darin, einen Mobilot-Code zu scannen, wodurch die Anwendung automatisch mit den entsprechenden Inhalten, geladen wird.

Download Volltext: Mobilot FMT Paper

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LivePolling mit Websockets

Thomas Eitler — Sun, 03 Jul 2011 17:48:18 +0000

Idee

Die Idee dieser Applikation ist es, dem Benutzer eine einfache Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, schnell kleine Umfragen zu erheben. Es gibt eine Adminoberfläche, von der aus Fragen an alle Clients gesendet werden können. Sobald die ersten Abstimmungen eintreffen, wird dort auch eine simple statistische Auswertung angezeigt.

Das Projekt ist als Web-Applikation mit Javascript und PHP umgesetzt und verwendet Websockets zur Kommunikation. Ein Schwerpunkt bei der Entwicklung lag außerdem auf der mobilen Optimierung. Hierbei muss angemerkt werden, dass die Anwendung derzeit leider nur auf iPhone/iPad mit mindestens iOS4.2 funktioniert. Auf anderen mobilen Geräten sind Websockets noch nicht implementiert.

Was sind eigentlich Websockets?

Websockets sind eine Technologie, die es ermöglicht einen Kommunikationskanal über einen Socket zu öffnen und diesen auch zu halten, bis dieser wieder geschlossen wird. Um das zu erreichen, werden bei der ersten Anfrage zusätzliche Informationen im Header mitgeschickt, die das HTTP Protokoll erweitern. Der Websocket Server wartet dann auf Anfragen der Clients oder kann Nachrichten direkt an Clients schicken.

Eine Alternative bietet der Einsatz von AJAX-Longpolling. Hierbei benötigt man ein serverseitiges Skript, welches durch einen AJAX-Aufrufe aktiviert wird und dann künstlich gehalten wird, bis die gewünschte Information vollständig am vom Server vorhanden ist. Entscheidende Problematik hierbei ist, dass durch Latenzen und Serverlimitationen das Skript einfach durch einen Timeout abgebrochen werden kann. Zusätzlich benötigt so ein Skript sehr viel Ressourcen am Server und kann im schlimmsten Fall die Kommunikation zum Client blockieren. Diese Nachteile sollen bei der Verwendung von Websockets nicht mehr auftreten.

Zu beachten gilt, dass das Protokoll selbst noch in der Entwicklung ist und sich noch einige Male ändern wird bevor es final veröffentlicht wird. Ein schwerwiegenderes Problem ist außerdem, dass es noch eine Sicherheitslücke im Protokoll selbst gibt und deshalb Websockets im Opera 10 und Firefox 4 deaktiviert.

Browser Unterstützung

Auf WebKit basierende Browser (Google Chrome, Safari)
Opera, ab Version 10.70
Firefox, ab Version 4.0 beta 7

Umsetzung

Wie schon erwähnt handelt es sich hier um eine Web Applikation. Die clientseitige Programmierung wurde in JavaScript mit Hilfe von jQuery und einem entsprechenden Plugin für Websockets durchgeführt. Serverseitig wird eine modifizierte Version einer PHP Websocket Klasse verwendet um den Anforderungen des Projekts zu genügen. Um die Anwendung zu verwenden, muss zuerst das PHP Skript über die Konsole gestartet werden. Daraufhin horcht der somit gestartete Websocket Server auf eingehende Client Verbindungen. Sind Clients verbunden können Events zum Senden oder Empfangen von Nachrichten ausgelöst werden. Die folgende Galerie zeigt einige Screenshots des Interfaces für die Anwendung.

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Android – was geht?

Thomas Eitler — Tue, 07 Dec 2010 18:21:02 +0000

Es ist ein ewiger Kampf, welches Betriebssystem denn jetzt das Beste ist. Auf der iPhoneDevCon erfuhren wir mehr über einige sich im Umlauf befindenden Betriebssysteme. In diesem Artikel gebe ich einen kurzen Überblick über das populäre OS Android und was man braucht um mit der Entwicklung loslegen zu können.

Das Open Source Betriebssystem wurde von Google entwickelt und basiert auf einem Linux Kernel. Eine wesentliche Komponente eines Android-Systems ist die Laufzeitumgebung, die Dalvik Virtual Machine (DVM). Diese ist keine strikte Java Virtual Machine sondern sie wurde speziell für Android entwickelt und in zwei Schlüsselbereichen optimiert. Sie kann mehrere Male instantiiert werden – jede Anwendung hat in einem Linux-Prozess ihre eigene private Kopie der DVM. Außerdem ist sie sehr speichereffizient, registerbasiert (anstatt stack-basiert, wie die meisten Java-VMs) und verwendet ihre eigene Byte-Code-Implementierung.
Durch seine freie Verfügbarkeit gibt es eine große Auswahl an Geräten mit Android Betriebssystem. Das kommt den Kunden zu gute, da sie aus vielen verschiedenen Modellen aber auch Preisklassen wählen können.
Leider gibt es nicht nur Vorteile die für Android sprechen. Ein wesentlicher Kritikpunkt ist die weitreichende Fragmentierung in unterschiedliche Versionen. Jeder Hersteller passt das Betriebssystem seinen Vorstellungen und an seine Geräte an. Dadurch müssen allerdings alle Änderungen bei einem Update von Android auch in die modifizierte Version übernommen werden, was die Veröffentlichungszeiten sehr verzögert.

Apps, Apps everywhere

Die Vorteile von Applikationen liegen auf der Hand. Sie werden mit einem simplen Klick installiert, Updates werden automatisch geladen und überhaupt, die ganze technische Komplexität wird vor dem Anwender verborgen. Zusätzlich sind die meisten Applikationen sehr günstig zu erwerben.
Möchte man nun eine eigene Applikation entwickeln braucht es nicht viel. Man sollte sich dennoch vorher darüber Gedanken machen. Es liegt fast auf der Hand: Kennt man die Programmiersprache schon? Hat man sich mit dem Gerät schon beschäftigt und kennt dessen Eigenheiten? Nicht minder wichtig ist eine gute Community. Was macht man wenn man nicht weiter weiß?
Welche Komponenten braucht man nun um eine Android App entwickeln zu können?

Eclipse IDE
Android SDK (verschiedene Versionen gratis verfügbar)
Android Development Tools Plugin für die IDE

Die Applikationen selber werden in Java geschrieben und danach auf der Android Virtual Device (AVD) getestet. Bei Fehlern unterstützt einen der Dalvik Debug Monitor Service (DDMS). Eine View, also ein Template für ein Layout der Applikation, wird in XML definiert. Die zugehörigen Textelemente werden in einem zusätzlichen XML Dokument abgelegt.

Technischer Einblick

Am wichtigsten bei der Entwicklung, egal auf welcher Plattform, ist es zu verstehen wie das System im Hintergrund arbeitet. Durch Linux als Basis können auch viele bekannte Bibliotheken für die eigenen Applikationen verwendet werden. Ein wichtiges Merkmal von Android Systemen ist die Fähigkeit des Multitasking. Dabei wird für jeden Prozess eine Dalvik Virtual Maschine gestartet. Ist eine Applikation nicht mehr sichtbar für den Benutzer wird die Bearbeitung eingestellt. Wird der Arbeitsspeicher knapp werden von einem eigenen Algorithmus nicht mehr gebrauchte Applikationen beendet.
Die einzelnen Komponenten sind lose gekoppelt und ermöglichen so ein Zusammenspiel untereinander auch über Prozessgrenzen hinaus. Man unterteilt die Komponenten in folgende Kategorien:

Activity – eine Aktivität die der Benutzer durchführen kann. Sie können auch ineinander verschachtelt werden, werden aber meistens im Vollbildmodus ausgeführt.
Service – darunter fallen Hintergrundkomponenten wie das GPS Modul oder die Verwaltung der Netzwerkzugriffe
Broadcast Receiver – Benachrichtigungsebene an den Benutzer (Batteriestatus, eingehender Anruf, …)
Content Provider – Inhalte die man als Verwalter zur Verfügung stellen möchte

Ein interessanter Trick der bei der Entwicklung nützlich sein kann ist, dass alle Activities neu gestartet werden sobald sich die Bildschirmorientierung ändert. Dies erzielt man im mitgelieferten Simulator durch drücken von Strg + F11 (windows) und hilft ungemein bei der Fehlersuche.
Im sogenannten Activity Stack werden die nach der Reihe gestarteten Applikationen aufgelistet. Eingegebene Daten werden automatisch zwischengespeichert zB Text einer e-mail. Weiters muss man zwischen Home und Back Button unterscheiden. Beim Drücken des Home Buttons wird die aktuelle Applikationen in den Hintergrund gelegt. Beim Drücken des Back Buttons wird der vorherige Zustand der Applikation aufgerufen und eventuelle Eingaben gehen verloren.
Die klaren Vorteile der Entwicklung einer Applikationen auf Android sind das schnellere Multitasking, nur sehr wenige Restriktionen bei der Entwicklung und die volle Nutzbarkeit aller Systemfunktionen durch die Applikation. Durch die große Freiheit und die etwas komplizierte Implementierung kann es allerdings dazu kommen, dass Ressourcen verschwendet werden.

App Verbreitung

Um seine App im Market anbieten zu können erstellt man selbst ein Zertifikat und signiert seine Applikation selbst. Dies ist gleichzetig ein Vor – und ein Nachteil, da man zwar sehr einfach und schnell seine App in den Markt bekommt, man jedoch als Benutzer nie sicher sein kann ob die App wirklich vertrauenswürdig ist. Durch die Möglichkeit seine App selbst signieren zu können kann man diese auch sehr einfach über eine eigene Website oder per e-mail verteilen. Um seine Applikation in den Market laden zu können ist eine einmalige Registrierungsgebühr von 25$ notwendig und vom Erlös der Applikation gehen 30% an Google.

Fazit

Verglichen mit dem schwierigen Einstieg in die iOS – Entwicklung macht man bei Android fast einen Spaziergang bis zur ersten Applikation. Man darf sich jedoch nicht von dem leichten Einstieg täuschen lassen und muss trotzdem auf die Eigenheiten des Systems achten und die Qualität seiner Applikation selber in die Hand nehmen. Was auf jeden Fall für Android spricht ist die leichte und offene Zugänglichkeit.

Links

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Mobile Libraries & Frameworks

Thomas Eitler — Tue, 26 Oct 2010 14:07:55 +0000

Beschäftigt man sich mit der Entwicklung von mobilen Applikationen, stellt sich irgendwann die Frage, ob es denn nicht schon Libraries oder Frameworks gibt, die einem die Arbeit erleichtern können. Eine Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile von nativen Apps und web Apps ist im Artikel von Grischa zu finden. Zusätzlich bietet Heiko Behrens einen Vergleich über die verschiedenen Möglichkeiten eine App zu realisieren. In diesem Artikel habe ich einen Überblick über diverse schon verfügbare Ressourcen zusammengestellt.
Die Recherche ergab, dass es hauptsächlich Libraries und Frameworks zur Erstellung von Webapplikationen gibt. Apple ist derzeit der einzige Vertreter am Markt, der einen Styleguide für mobile Anwendungen anbietet. Alle anderen Mitstreiter haben leider noch nichts in diese Richtung veröffentlicht. Genaueres zum Thema Web Design für mobile Endgeräte hat sich Roman angesehen.

iPhone und iPad

Durch den von Apple vorgegebenen Styleguide sind einige Libraries und Frameworks für Webapplikationen entstanden, um genau diesen Anforderungen gerecht zu werden und das Look & Feel von nativen iPhone/iPad Applikationen wiederzugeben.
jQTouch ist ein Plugin für die sehr beliebte jQuery Library. Es bietet die Möglichkeit seine Web-Applikation genau dem Aussehen einer nativen iPhone Applikation anzupassen. Im Plugin enthalten sind neben den JavaScript Funktionen für diverse Animationen auch vorgefertigte CSS Dateien und die zugehörigen Bilder für verschiedene Themes.
iUI bietet, ähnlich wie jQTouch, die Möglichkeit Webapplikationen mit dem Apple Look & Feel zu bauen. Es ist ein eigenständiges Framework und spezialisiert sich auf die User Interface Elemente wie Buttons und Toolbars.
iWebkit ist ein weiteres speziell für iPhone Webseiten und Webapplikationen entwickeltes Framework. Verschiedene Themes werden über meta Tags gesteuert, die Hauptbestandteile werden über HTML Tags platziert und durch ihre Attribute vom Framework entsprechend interpretiert.

Libraries & Frameworks für Webapplikationen

Erst kürzlich in der Alpha Version erschienen, ist das mobile Framework von den Entwicklern von jQuery, jQuery Mobile. Es kombiniert jQuery mit jQuery UI und zahlreichen Erweiterungen für mobile Geräte. Einige Animationen wurden von jQTouch übernommen und erweitert.
Die XUI – Library ist bei der Entwicklung von PhoneGap entstanden. In der Library werden nur Funktionen verwendet die mobile Browser und Endgeräte auch wirklich unterstützen. Dadurch ist die Library viel performanter als andere JavaScript Libraries für den Desktopbereich.
Sproutcore-Applikationen werden in HTML5 und JavaScript geschrieben. Das Framework unterstützt einen dabei. Die Idee hinter Sproutcore ist, die gesamte Logik auf den Client auszulagern und die Server nur noch als Datenprovider zu benutzen.
Im Vergleich zu jQTouch ist Sencha Touch ein vollständiges Application-Framework für mobile Endgeräte, auch Pads. Die Anwendungen werden in HTML5 und JavaScript programmiert und man kann auf viele HTML5 spezifische Funktionen zugreifen. Sencha Touch bietet beispielsweise auch eine API für Geolocation und eine für local Storage.

Hybride Applikationen

PhoneGap ist eine OpenSource Lösung, um Webentwicklern über JavaScript eine Möglichkeit zu bieten, auf die Funktionen eines mobilen Endgerätes zugreifen zu können z.B. Kamera, GPS, lokale SQLite Datenbank usw. Man muss dafür keine vollständige Applikation schreiben. PhoneGap ermöglicht es eine Webapplikation innerhalb einer nativen Applikation auszuführen und ermöglicht somit vorher genannte Zugriffe.
Die Appcelerator Titanium Plattform übersetzt Webapplikationen für den nativen Gebrauch auf verschiedene Endgeräten. Das verwendete JavaScript wird dabei analysiert und vorkompilliert und dann auf die Funtionen der Titanium API gemapped. Danach kann über das Framework und die jeweilige SDK eine Applikation für das gewünschte Endgerät erzeugt werden.
Rhodes basiert auf Ruby, ist vom Rails Framework inspiriert und unterstützt das MVC Model. Die Views werden hierbei in HTML geschrieben. Das Framework bietet eine vollständige Serverumgebung auf dem Gerät und ermöglicht so den Zugriff auf native Funktionen des Gerätes.

Fazit

Für iPhone und Konsorten gibt es eigene Frameworks bzw. Libraries, die genau das von Apple vorgegebene Look & Feel wiedergeben. Für alle anderen gibt es Cross-Plattform Lösungen, die versuchen soviele Systeme wie möglich zu unterstützen. Welche sich davon halten werden, wird sich wohl erst mit der Zeit zeigen.

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