【正文】 武漢紡織大學(xué)2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文android手機(jī)計(jì)步軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 3 研究背景 3 研究目的和意義 3 研究內(nèi)容 4 本文結(jié)構(gòu) 42 相關(guān)技術(shù)綜述 5 Android 5 Android簡介 5 Android特性 6 Android 基本框架 6 Android系統(tǒng)的四大組件 8 開發(fā)環(huán)境介紹 9 Eclipse簡介 9 ADT 10 Android SDK 10 SQLite數(shù)據(jù)庫 10 GPS相關(guān)理論技術(shù)知識 10 GPS定位原理 10 Android中GPS類簡介 113 需求分析 12 功能需求 12 數(shù)據(jù)的需求分析 13 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 144 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 功能模塊設(shè)計(jì) 14 計(jì)步功能 14 查詢運(yùn)動信息功能 16 設(shè)置參數(shù)功能 18 退出系統(tǒng)功能 19 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) 205 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 21 Android環(huán)境搭建 21 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 計(jì)步功能 25 查詢運(yùn)動信息功能 29 設(shè)置參數(shù)功能 30 退出系統(tǒng)功能 316 結(jié)束語 33參考文獻(xiàn) 34附 錄 35致 謝 561 緒論 研究背景自上世紀(jì)80年代第一部手機(jī)誕生以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，手機(jī)也經(jīng)歷了從模擬器到GSM、[1]。特別是進(jìn)入21世紀(jì)后手機(jī)的硬件性能得到很大的提高，當(dāng)前主流手機(jī)普遍配有主頻500MHZ的微處理器和500MB容量的存儲器。與之同步發(fā)展的還有支持手機(jī)運(yùn)行的手機(jī)操作系統(tǒng)，從當(dāng)初的單片機(jī)系統(tǒng)到后來的專用嵌入式系統(tǒng)，到后來開始為智能手機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)出可以更高效管理手機(jī)軟硬件資源的操作系統(tǒng)，其中有不少屬于開源項(xiàng)目的手機(jī)操作系統(tǒng)。目前全球的智能手機(jī)操作系統(tǒng)主要以Google公司開發(fā)的Android系統(tǒng)、蘋果公司開發(fā)的iPhone系統(tǒng)、諾基亞公司開發(fā)的Symbian系統(tǒng)、微軟公司開發(fā)的WindowsMobile系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)為代表。Android平臺是一個面向大眾的系統(tǒng)，分布在低端，中端和高端市場中，在各個階段的是市場中都有很受歡迎的機(jī)型，并且Android是開源的，開發(fā)者隨時(shí)都可以查看系統(tǒng)源代碼，并且使用時(shí)下最流行的java作為其主要的開發(fā)語言。由于這些特點(diǎn)，使得Android成為現(xiàn)在市場占有量最大的軟件平臺。近來越來越多的人對自身健康問題感到關(guān)注，運(yùn)動健身類軟件也逐漸成為了移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的一個主要應(yīng)用方向。因此，本文以運(yùn)動健身作為研究方向，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款基于Android智能手機(jī)的計(jì)步應(yīng)用軟件。 研究目的和意義 隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和社會文明程度的不斷提高,人們的生活觀念也在不斷轉(zhuǎn)變。運(yùn)動休閑作為一種新時(shí)代的休閑理念,己逐漸成為現(xiàn)代人生活的一種時(shí)尚,顯示出旺盛的社會需求,它所強(qiáng)調(diào)的正是在運(yùn)動中放松身心,在休閑中鍛煉體質(zhì),隨時(shí)隨地隨心，而步行無疑是最好的、簡單實(shí)用的方法。對于步行這種簡單易行的運(yùn)動，要是能有一個優(yōu)秀的搭檔與步行構(gòu)成完美組合，那么我們的步行運(yùn)行便會立竿見影，顯現(xiàn)在健康活動中的重要作用，這個優(yōu)秀的搭檔便是計(jì)步器。　　本文針對現(xiàn)在市面上現(xiàn)有的計(jì)步器產(chǎn)品進(jìn)行了廣泛的調(diào)查。目前為止,此類產(chǎn)品可分為兩大類:一類是電子計(jì)步器,是獨(dú)立的硬件產(chǎn)品,與火柴盒體積相仿,內(nèi)部設(shè)有加速度傳感器,外部設(shè)有顯示屏和操作按鍵,價(jià)格在幾百元；另一類是運(yùn)行于智能手機(jī)平臺上的運(yùn)動類應(yīng)用軟件,使用手機(jī)自帶的硬件模塊,包括GPS和加速度傳感器,使用手機(jī)屏幕作為統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸出,手機(jī)按鍵或觸屏作為操作輸入。本文從兩類中分別挑選一個有代表性的產(chǎn)品,西鐵城TW700電子計(jì)步器和SPortyPal運(yùn)動軟件進(jìn)行對比,結(jié)果顯示,運(yùn)動類應(yīng)用軟件具有以下幾個明顯的優(yōu)勢:,減少了用戶的攜帶成本。,其中很大部分為免費(fèi)安裝使用。,且易于應(yīng)用軟件的擴(kuò)展。另外，Android操作系統(tǒng)憑借著自己開放的平臺允許任何移動終端廠商加入到Android聯(lián)盟中，從而使得越來越多的用戶傾向于選擇操作系統(tǒng)為Android的手機(jī)品牌。選擇設(shè)計(jì)基于Android平臺的計(jì)步器軟件，毫無疑問能覆蓋更多的用戶，讓用戶的步行運(yùn)動顯現(xiàn)效果。 研究內(nèi)容 本文圍繞android手機(jī)計(jì)步軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)展開研究，設(shè)計(jì)了基于GPS的研究實(shí)現(xiàn)方案。通過獲取GPS數(shù)據(jù)來對用戶的運(yùn)動情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。本文的工作主要集中在以下幾個方面： 學(xué)習(xí)Android和GPS相關(guān)知識和技術(shù)。本文將通過Android手機(jī)GPS功能來獲取用戶實(shí)時(shí)的經(jīng)緯度信息，借助地球球面兩點(diǎn)間的距離公式計(jì)算用戶的運(yùn)動距離，從而測得用戶所走的步數(shù)、速度以及消耗的熱量。 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輔助功能：查詢用戶的運(yùn)動信息，通過柱狀圖來直觀的顯示用戶以往的運(yùn)動情況，激勵用戶挑戰(zhàn)自我，增強(qiáng)體質(zhì)；設(shè)置軟件的配置參數(shù)：身高、體重、運(yùn)動目標(biāo)，以便更準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)計(jì)步功能，為用戶所青睞。 根據(jù)以上功能設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)用戶交互界面，讓計(jì)步器軟件不僅是邏輯功能，在視覺和交互上能夠提供讓用戶滿意的使用體驗(yàn)。 本文結(jié)構(gòu)本論文一共有6章，每章內(nèi)容介紹如下：第1章 緒論。介紹Android手機(jī)計(jì)步軟件研究的背景、目的、意義以及內(nèi)容。第2章 相關(guān)技術(shù)綜述。介紹Android平臺開發(fā)所設(shè)計(jì)到的開發(fā)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)本軟件開發(fā)的GPS技術(shù)。第3章 需求分析。主要介紹系統(tǒng)的需求分析。第4章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。介紹本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。介紹本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。第6章 結(jié)束語。對自己工作的總結(jié)，指出工作的不足，并且對系統(tǒng)的一些后續(xù)的發(fā)展提供一些建議。2 相關(guān)技術(shù)綜述 Android Android簡介Android一詞的本義指“機(jī)器人”，同時(shí)也是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平臺的開源手機(jī)操作系統(tǒng)的名稱，該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，號稱是首個為移動終端打造的真正開放和完整的移動軟件。Android是基于Linux內(nèi)核的軟件平臺和操作系統(tǒng)，早期由Google開發(fā)（在華注冊商標(biāo)名為“安致”），后由開放手機(jī)聯(lián)盟（Open Handset Alliance）開發(fā)。它采用了軟件堆層（software stack，又名以軟件疊層）的架構(gòu)，主要分為三部分。低層以Linux內(nèi)核工作為基礎(chǔ)，只提供基本功能；其他的應(yīng)用軟件則由各公司自行開發(fā)，以Java作為編寫程序的一部分。另外，為了推廣此技術(shù)，Google和其它幾十個手機(jī)公司建立了開放手機(jī)聯(lián)盟。Android在未公開之前常被傳聞為Google電話或gPhone。大多傳聞?wù)J為Google開發(fā)的是自己的手機(jī)電話產(chǎn)品，而不是一套軟件平臺。到了2010年1月，Google開始發(fā)表自家品牌手機(jī)電話的Nexus One，目前最新SDK版本為Android 。對于一個Android應(yīng)用程序來說，是由Activity、IntentReceiver、Service、Content Provider四部分組成。在應(yīng)用程序中使用時(shí)。 Android特性Android系統(tǒng)有如下的幾大特性[2]： 1 應(yīng)用程序框架 支持組件的重用與替換　 2 Dalvik虛擬機(jī) 專門為移動設(shè)備做了優(yōu)化　 3 內(nèi)部集成瀏覽器 該瀏覽器基于開源的WebKit引擎　 4 優(yōu)化的圖形庫 包括2D和3D圖形庫，3D圖形庫基于OpenGL ES　 5 SQLite 用作結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲　 6 多媒體支持 包括常見的音頻、視頻和靜態(tài)印象文件格式　 7 GSM電話（依賴于硬件）　 8 藍(lán)牙Bluetooth, EDGE, 3G, and WiFi （依賴于硬件）　 9 照相機(jī)，GPS，指南針，和加速度計(jì) （依賴于硬件）　 10豐富的開發(fā)環(huán)境 包括設(shè)備模擬器，調(diào)試工具，內(nèi)存及性能分析圖表，和Eclipse集成開發(fā)環(huán)境插件。 Android 基本框架圖 21 Android 體系結(jié)構(gòu) Android 的軟件層次結(jié)構(gòu)包括一個操作系統(tǒng)，中間件，應(yīng)用程序。其軟件層次結(jié)構(gòu)自上而下可分為： （1）應(yīng)用程序：以java語言編寫，設(shè)計(jì)用戶界面交互設(shè)計(jì)。Android本身提供了桌面，聯(lián)系人，電話，瀏覽器等很多核心的應(yīng)用。 （2）應(yīng)用程序框架：為應(yīng)用程序提供系統(tǒng)的API。通過Android的應(yīng)用程序框架，開發(fā)人員可重用各種組件和服務(wù)[3]。應(yīng)用程序的框架組成部分：l UI組件：包括列表，文本框，按鈕等UI組件，是用戶可視的部分。l Content Providers:提供了一種應(yīng)用程序可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問和共享的機(jī)制。l Notification Manager:能讓應(yīng)用程序?qū)⒆约旱木嫘畔@示在狀態(tài)欄上。l Activity Manager:管理應(yīng)用程序的生命周期，并提供應(yīng)用程序頁面退出的機(jī)制。 （3）各種庫和Android的運(yùn)行時(shí)環(huán)境：Android包含了一些C/C++庫，這些庫能通過JNI技術(shù)供系統(tǒng)的各種組件使用。下面是部分核心庫：l 界面管理（Surface Manager）：管理訪問顯示子系統(tǒng)[4]和無縫組合多個應(yīng)用程序的二維和三維圖形層。l 媒體庫（Media Framework):包括多種常用的音頻，視頻格式回放和錄制。同時(shí)支持靜態(tài)圖像文件，支持MPEG4，MP3，AAC,JPG,PNG,，ARM等多種編碼格式。l SQLite:一個通用型很強(qiáng)的輕型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫引擎。l OpenGL|ES:提供了對3D的支持。l FreeType：位圖和矢量字體渲染。l WebKit:一個最新的web瀏覽器引擎，支持android瀏覽器和一個可嵌入的web視圖。l SGL:底層的2D圖形引擎。l SSL：位于TCP/IP協(xié)議與各種應(yīng)用層協(xié)議之間，為數(shù)據(jù)通訊提供安全支持。l Android運(yùn)行環(huán)境主要指的虛擬機(jī)技術(shù)Dalvik,android包括了一個核心庫的集合，該核心庫提供了java編程語言核心庫的大多數(shù)功能。每一個android應(yīng)用程序是Dalvik虛擬機(jī)中的實(shí)例，運(yùn)行在它們自己的進(jìn)程中。 （4）Linux內(nèi)核：，如安全性，進(jìn)程管理，內(nèi)存管理，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和驅(qū)動模型。Linux內(nèi)核也同時(shí)作為硬件和軟件棧之間的抽象層，這一層隱藏了具體的硬件特性為上一層提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。Android對操作系統(tǒng)的使用還包括驅(qū)動抽象，主要驅(qū)動有：顯示驅(qū)動，照相機(jī)驅(qū)動，wifi驅(qū)動，音頻驅(qū)動。 Android系統(tǒng)的四大組件在Android系統(tǒng)中，為我們提供了四大基本組件，每個組件是一個視圖，但是有些是可見的，有些是不可見的視圖，像Activity，ContentProvider是可見的視圖，Service和BroadcastReceiver是不可見的，它們只在系統(tǒng)的后臺運(yùn)行。下面分別介紹四大組件[5]： （1）Activity 簡介在Android系統(tǒng)中Activity提供可視化的用戶界面，一個Android應(yīng)用通常由多個Activity組成。多個Activity組成了Activity棧（Stack），當(dāng)前活動的Activity處于棧頂。Activity有自己的生命周期，由Android系統(tǒng)來控制。 （2）Service 簡介顧名思義Service就是運(yùn)行在后臺的一種服務(wù)程序，一般很少和用戶交互，因此沒有可視化界面定義一個Service類比較簡單，只要繼承Service類，實(shí)現(xiàn)其生命周期中的方法就可以了。，通過service，我們可以調(diào)用startService()啟動一個Service或者bindService()方法來綁定一個存在的Service （3）Broadcast Receiver 簡介Broadcast Receiver 顧名思義廣播接收器，它和事件處理機(jī)制類似，只不過事件處理機(jī)制是程序組件級別的（例如，某個按鈕的單擊事件），而廣播事件處理機(jī)制是系統(tǒng)級別的。到目前為止我們可以使用Intent來啟動一個程序組件，我們還可以通過使用sendBroadcast()方法來發(fā)起一個系統(tǒng)級別的事件廣播來傳遞消息。我們可以在你的應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)Broadcast Receiver來監(jiān)聽和響應(yīng)這些廣播的Intent （4）ContentProvider簡介Content Provider 用來保存和檢索數(shù)據(jù)，并且使應(yīng)用程序之間相互訪問數(shù)據(jù)成為可能。它是跨應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)的唯一方法。Android 為常用的數(shù)據(jù)類型（如：音視頻、圖片和聯(lián)系方式等）提供了大量的Content Provider。通過這樣定義好的ContentProvider 我們可以方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。當(dāng)然我們必須擁有適當(dāng)?shù)臋?quán)限。我們也可以自己來定ContentProvider共享我們的數(shù)據(jù)，方便用戶的訪問。 開發(fā)環(huán)境介紹 Eclipse簡介 Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺[6]。最初是由IBM公司開發(fā)的替代商業(yè)軟件Visual Age for Java的下一代IDE開發(fā)環(huán)境。2001年11月貢獻(xiàn)給開源社區(qū)，現(xiàn)在它是由非營利軟件供應(yīng)商聯(lián)盟Eclipse基金會管理的。Eclipse是著名的跨平臺的自由集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。最初用java語言開發(fā)，但是目前也可以通過插件使其作為其他計(jì)算機(jī)語言的開發(fā)工具。Eclipse是一個開放源代碼的軟件開發(fā)項(xiàng)目，專注于為高度集成的工具開發(fā)提供一個全功能、具有商業(yè)品質(zhì)的工業(yè)平臺，主要有Eclipse項(xiàng)目、Eclipse工具項(xiàng)目和Eclipse技術(shù)項(xiàng)目三個項(xiàng)目，具體包括Eclipse Platform、JDT、CDT和PDE四個部分組成。JDT支持java開發(fā)、CDT支持C開發(fā)、PDE用來支持插件開發(fā)、Eclipse Platform就是一個開放的可擴(kuò)展的IDE，提供一個通用的開發(fā)平臺。Android工程是在Eclipse工具上編寫的，進(jìn)行android工程的編寫，首先需要在Eclipse上安裝ADT插件，然后指定SDK所在的路徑，便可以創(chuàng)建android虛擬機(jī)了。虛擬機(jī)模擬的