【正文】 .... 52 基于 Android 平臺的移動警務(wù)通系統(tǒng) 1 1 緒論 研究背景及研究意義 研究背景 以短訊為基礎(chǔ)的第一代移動辦公訪問技術(shù)存在著許多嚴(yán)重的缺陷，其中最嚴(yán)重的問題是實(shí)時性較差，查詢請求不會立即得到回答。此外，由于短訊信息長度的限制也使得一些查詢無法得到一個完整的答案。這些令用戶無法忍受的嚴(yán)重問題也導(dǎo)致了一些早期使用基于短訊的 移動警務(wù)通 系統(tǒng)的部門紛紛要求升級和改造現(xiàn)有的系統(tǒng)。 第二代移動警務(wù)通系統(tǒng)采用基于 WAP 技術(shù)的方式，手機(jī)主要通過 瀏覽器 的方式來訪問 WAP 網(wǎng)頁，以實(shí)現(xiàn)信息的查詢，部分地解決了第一代移動訪問技術(shù)的問題。第二代的移動訪問技術(shù)的缺陷主要表現(xiàn)在 WAP 網(wǎng)頁訪問的 交互能力極差， 因此極大地限制了移動警務(wù)通系統(tǒng)的靈活性和方便性。此外，由于 WAP使用的加密認(rèn)證的 WTLS 協(xié)議建立的安全通道必須在 WAP 網(wǎng)關(guān)上終止，形成安全隱患， 所以 WAP 網(wǎng)頁訪問的安全問題對于安全性要求極為嚴(yán)格的政務(wù)系統(tǒng)來說也是一個嚴(yán)重的問題。這些問題也使得第二代技術(shù)難以滿足用戶的要移動警務(wù)通 。 新一代的移動警務(wù)通系統(tǒng)，也就是第三代移動警務(wù)通系統(tǒng)融合了 3G 移動技術(shù)、智能移動終端、 VPN、數(shù)據(jù)庫同步、身份認(rèn)證及 Webservice 等多種移動 通訊、信息處理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最新的前沿技術(shù)，以專網(wǎng)和無線通訊技術(shù) 為依托，使得系統(tǒng)的安全性和交互能力有了極大的提高，為電子商務(wù)人員提供了一種安全、快速的現(xiàn)代化移動執(zhí)法機(jī)制。新一代移動警務(wù)通系統(tǒng)， 數(shù)碼星辰 宇宙盾移動警務(wù)通系統(tǒng)，采用了先進(jìn)的自適應(yīng)結(jié)構(gòu)可以靈活地適應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)環(huán)境，具有現(xiàn)場零編程、高安全、部署快、使用方便、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)支持 GPRS、CDMA、 Edge 以及所有制式的 3G 網(wǎng)絡(luò) 。 由于人們對于信息的隨時隨地的訪問需求，移動技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。傳統(tǒng)的公安系統(tǒng)是以固定專網(wǎng)的形式訪問的。這樣，雖然能夠滿足大部分公安人員的日常工作，卻無法滿足很多外勤工作人員的需 求。因?yàn)椋馇诠ぷ魅藛T并非工作在公安局中，他們常年工作在外執(zhí)行各項(xiàng)工作，擔(dān)任著治安管理、案件偵破、緊急事件處理、追捕逃犯、走訪調(diào)查等重要的工作。而這些工作中無疑會牽涉到諸如人口查詢、車輛查詢、逃犯查詢、治安采集、信息比對等業(yè)務(wù)需求。因此，基于 Android 平臺的移動警務(wù)通系統(tǒng) 2 這些工作特點(diǎn)和性質(zhì)決定了他們需要在非辦公環(huán)境下進(jìn)行隨時隨地訪問公安專網(wǎng)的需求。因此，公安干警需要方便的移動終端，配上簡單易用的移動警務(wù)查詢系統(tǒng)來輔助他們進(jìn)行日常外勤工作。 同時，公安部也注意到移動警務(wù)在“科技強(qiáng)警”中所起的作用，已將移動警務(wù)系統(tǒng)列入“金盾工程”項(xiàng)目中，成為“ 金盾工程”的重要組成部分。因此，建設(shè)移動警務(wù)系統(tǒng)也是公安部下一階段著重的發(fā)展計(jì)劃。 [1] 研究意義 通過該移動警務(wù)查詢系統(tǒng)的研究與開發(fā)，將率先模擬實(shí)現(xiàn)移動警務(wù)查詢系統(tǒng)對于公安干警的日常工作的實(shí)際意義。同時，對于其他移動警務(wù)軟件的研究及開發(fā)起到借鑒和表率作用。不僅如此，本課題采用了 Android 作為該系統(tǒng)運(yùn)行的平臺，為研究和推廣 Android 平臺做出了一定的貢獻(xiàn)。 移動警務(wù)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 公安部已經(jīng)明確了移動警務(wù)系統(tǒng)的重要意義，然而，在國內(nèi)，對于移動警務(wù)系統(tǒng)的研究還很欠缺，以至于 相關(guān)的文獻(xiàn)較少。雖然有相關(guān)資料，但很多并沒有給出系統(tǒng)而全面的分析和設(shè)計(jì)。而在國外，移動應(yīng)用在公安日常工作中已非常普遍，公安人員可以使用移動終端隨時隨地完成上傳照片，比對指紋，采集數(shù)據(jù)，查詢?nèi)丝谛畔?，查詢案件信息等一系列工作?[2] 同時，由 Google 和開放手機(jī)聯(lián)盟合作開發(fā)的基于 Linux 的移動手機(jī)開發(fā)平臺，正在受到越來越多開發(fā)者和移動生產(chǎn)商的青睞。眼下，其發(fā)展勢頭不可阻擋。 選擇基于 Android 移動平臺來設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)移動警務(wù)系統(tǒng)，有著豐富的資料和技術(shù)支持。 課題的研究內(nèi)容 1）分析研究 Android 移動平臺并掌握其應(yīng)用原理 移動系統(tǒng)的開發(fā)和常規(guī)的基于 PC 的軟件開發(fā)還是有很大的區(qū)別。這是因?yàn)橐苿酉到y(tǒng)，是安裝在形如手機(jī)、 PDA 等無線終端上的。而這些無線終端具有體積、內(nèi)存、電量等因素的限制，所以，開發(fā)移動系統(tǒng)，首先需要選取一款合適的移動操作系統(tǒng)。 Android 是基于 Linux 的一款開源的手機(jī)操作系統(tǒng)，該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用程序框架及應(yīng)用軟件組成，是第一個真正開放和完整的移動平臺。同時， Android 出自 Google 之手，自然， Google 已將其強(qiáng)大的 Web 訪問和搜索功能內(nèi)嵌進(jìn)了 Android 操作 系統(tǒng)中。這樣，基于 Android 移動平臺，通過無線網(wǎng)絡(luò)，就可以自由地交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)隨時隨地地獲取信息。 [3] 基于 Android 平臺的移動警務(wù)通系統(tǒng) 3 2）解決如何將現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯封裝成 Web 服務(wù)，供客戶端調(diào)用 我們知道，公安網(wǎng)是及其保密的，而且是完整的。那么如何讓無線終端通過防火墻訪問到公安專網(wǎng)呢？這里，我們需要用到 Web Service 等相關(guān)的技術(shù)。通過將公安專網(wǎng)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)邏輯封裝成 Web 服務(wù)，在無線終端，通過無線通信技術(shù)，以特定的 Web 服務(wù)對應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行訪問。在對比了兩種常見的 Web 服務(wù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制，本課題選擇了 REST（ Representational State Transfer），而不是采用 WSDL及 SOAP 協(xié)議。因?yàn)椋?REST 是輕量級的，協(xié)議簡單，使用類似 HTTP 請求的形式封裝請求，適合移動終端的對 web 服務(wù)的訪問。 [4] 由于移動警務(wù)系統(tǒng)在核查人口、偵破案件、抓捕逃犯等公安工作中具有及其重要的意義和重大的應(yīng)用價值，本課題將移動計(jì)算技術(shù)、無線通訊技術(shù)、無線Web 服務(wù)訪問技術(shù)、 Android 移動平臺技術(shù)結(jié)合起來，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款移動警務(wù)查詢系統(tǒng)。 3）采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)分析設(shè)計(jì)移動警務(wù)系統(tǒng) 4）實(shí)現(xiàn)基于 Android 的移動警務(wù)系統(tǒng)并模擬測試 論文的組織結(jié)構(gòu) 本文的結(jié)構(gòu)組織如下： 第 1 章講述了本課題研究的背景及意義，提出了本文的主要研究內(nèi)容 第 2 章詳細(xì)分析并研究了 Android 移動平臺， 并對開發(fā)工具和關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行介紹 第 3 章對警務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析并做出總體和詳細(xì)設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。 第 4 章對警務(wù)系統(tǒng)的功能和編碼實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了一個介紹 第 5 章對算比較完整的警務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了功能性和系統(tǒng)性測試 基于 Android 平臺的移動警務(wù)通系統(tǒng) 4 2 相關(guān)技術(shù)及開發(fā)工具介紹 Android 移動平臺 Android 是一款開源手機(jī)操作系統(tǒng)，由 Google 和開放手機(jī)聯(lián)盟（中國 移動、摩托羅拉、 TMobile 等 30 多家技術(shù)和無線應(yīng)用的領(lǐng)軍企業(yè)）合作開發(fā)。它是以Linux 為底層技術(shù)而開發(fā)的，它完全開源，幾乎可以運(yùn)行在所有硬件設(shè)備上。Google 通過與運(yùn)營商、設(shè)備制造商、開發(fā)商和其他有關(guān)各方面結(jié)成深層次的合作伙伴關(guān)系，希望建立標(biāo)準(zhǔn)、開放的移動電話軟件平臺，在移動領(lǐng)域內(nèi)形成一個系統(tǒng)的開放式的移動生態(tài)系統(tǒng)。 [5] Android 自面世以來，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注， Google 已推出一套完整的基于 Java 語言的 SDK，開發(fā)者可以利用 SDK 提供的工具方便地進(jìn)行基于 Android移動平臺的軟件開 發(fā)。同時， Google 也同步推出了各個 SDK 版本對應(yīng)的模擬器，方便基于 Android 移動軟件的部署和測試。 本章主要分析 Android平臺的架構(gòu)以及將其應(yīng)用于移動警務(wù)查詢系統(tǒng)的基本方法。 Android 移動平臺架構(gòu)分析 Android 平臺的架構(gòu)從下到上包含了如下幾個部分： Linux 內(nèi)核， Android 運(yùn)行時環(huán)境，開發(fā)庫，應(yīng)用框架和應(yīng)用程序（如圖 21 所示）。 圖 21 Android 平臺的架構(gòu) 基于 Android 平臺的移動警務(wù)通系統(tǒng) 5 Android 四大組件類型 Android 應(yīng)用程序可以分成四種主要類型： Activity 、 Service 、BroadcastReceiver 和 ContentProvider。 1).Activity Activity 簡單來說，就是一個窗體，可以讓應(yīng)用程序以直觀的方式呈現(xiàn)在用戶的面前，也就是說，呈現(xiàn)在用戶面前的界面就是一個 Activity。所以， Activity就是應(yīng)用程序和用戶之間的交互組件。幾乎所有的 Activity 都是用來和用戶交互的，因此， Activity 最重要的職責(zé)就是負(fù)責(zé)創(chuàng)建一個窗體，開發(fā)者可以使用setContentView(View)在 Activity 上放置各種 UI 控件。常 見的 Activity 都是以全屏的方式呈現(xiàn)的，但是這并非必須的，還可以通過主題設(shè)置將 Activity 設(shè)置成浮動的或者嵌入的。 Android 通過堆棧來管理 Activity。當(dāng)一個 Activity 被啟動的時候，它就被放置在堆棧的頂部，成為直接和用戶交互的 Activity（用戶可以看到的并可以進(jìn)行相關(guān)操作的 Activity）。而之前的 Activity 仍然在棧中。 Activity 具有完整的生命周期，當(dāng)調(diào)用 startActivity 啟動一個 Activity 時，這個 Activity 的生命周期就開始了。圖 22 展示 了 Activity 完整的生命周期。 基于 Android 平臺的移動警務(wù)通系統(tǒng) 6 圖 22 Activity 生命周期 2).Service Service 也是 Android 應(yīng)用程序及其重要的 組件之一，使用它可以在后臺完成需要長時間才能完成的操作，或者給其他應(yīng)用提供服務(wù)。 Service 既可以運(yùn)行在獨(dú)立的進(jìn)程中，也可以運(yùn)行在應(yīng)用程序的進(jìn)程里。這就說明，一個 Service 的生命周期可以與應(yīng)用程序的生命周期無關(guān)。如果 Service 運(yùn)行自己的進(jìn)程中，那么應(yīng)用程序可以通過 AIDL 和 Service 進(jìn)行通信。 3). BroadcastReceiver 顧名思義， BroadcastReceiver 就是一個接收請求并處理 Intent。與 Service 一樣， BroadcastReceiver 也沒有 UI 元素。應(yīng)用 程序中可以利用該組件接收由sendBroadcast() 發(fā)出的 Intent 。 開 發(fā) 者 既 可 以 在 代 碼 中 通 過 使 用() 來注冊一個 Receiver 實(shí) 例 ， 也 可 以 在 文件中使用 receiver標(biāo)簽來注冊。 基于 Android 平臺的移動警務(wù)通系統(tǒng) 7 Android 中主要有兩類 Broadcast。一種是普通的 Broadcast，這種 Broadcast是通過 ()發(fā)出的。另一種是有序的 Broadcast，這種 Broadcast是通過 ()發(fā)出的。對于普通的 Broadcast，它的所有Receiver 運(yùn)行在一個無序的環(huán)境，甚至同時運(yùn)行。而對于有序的 Broadcast，每一次只傳遞到某一個 Receiver。這樣，該 Broadcast 既可以從一個 Receiver 傳遞到另一個 Receiver，也可以在一個 Receiver 中被銷毀，這樣其他的 Receiver 就接收不到該 Broadcast 了。 4). ContentProvider ContentProvider 也是 Android 四大組件之一。主要向應(yīng)用程 序提供數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序可以使用 ContentResolver 接口來操作 ContentProvider。 ContentProvider最主要的用處就是在多個應(yīng)用程序之間共享數(shù)據(jù)。 Android 已經(jīng)提供了很多種通用數(shù)據(jù)類型的 ContentProvider，比如 audio、 video、 images、 personal contact information 等。 Android 應(yīng)用框架 API 類型 在 Android SDK 中，應(yīng)用框架層表現(xiàn)為一系列組件，開發(fā)者可以利用這些組件開發(fā)出各種應(yīng)用程序。這些組件也是第三方應(yīng)用和 Android系統(tǒng)交互的接口層。這部分 API 主要有以下幾大類： Views、 Intents、 Activity、 Permissions、 Resource Types、 Services、 Notifications、 ContentProviders、以及 XML 支持等。每種類型都有對應(yīng)的一套管理機(jī)制。 1).Activity Manager：管理所有應(yīng)用程序的生命周期。 2).Window Manager：管理開啟的窗口 (主要是主窗口 )。在 Android 中 Window的概念其實(shí)被 View 替代了。 3).Telephony Manager：處理用戶撥打或者接收電話等操作。 4).Resource Manager：為應(yīng)用程序提供非程序代碼的資源。例如，布局、字符串、圖像等。 5).ViewsSystem：提供 UI 接口，是用來構(gòu)建應(yīng)用程序的基本原件。 6).Content Providers：定義系統(tǒng)級的數(shù)據(jù)庫，供多個應(yīng)用程序共享。 Notification Manager：提供提醒功能的 API，提供應(yīng)用程序在狀態(tài)欄中顯示應(yīng)用程序自定義的提示信息。 7).Loc