【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 并選擇了普及率最高和開源的 Android 智能手機(jī)為開發(fā)平臺(tái)，研究了其系統(tǒng)構(gòu)架和 Socket 通信，結(jié)合磁力儀Windows 平臺(tái)上位機(jī)軟件，設(shè)計(jì)制作了 Android 端上位機(jī)應(yīng)用軟件，便于隨時(shí)隨地的使用分析數(shù)據(jù)，最后本文對(duì)此類應(yīng)用軟件的發(fā)展進(jìn)行了展望。 ，本論文的主要工作如下：(1)（1）了解 Android 應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，并搭建 Android 應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。(2)（2）了解，掌握 Android 應(yīng)用開發(fā)語(yǔ)言，即 Java 語(yǔ)言。(3)（3）編寫磁力儀安卓手機(jī)端應(yīng)用軟件。(4)（4）對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行測(cè)試，調(diào)試。 本文的組織結(jié)構(gòu)本文一共由六章組成，各章的結(jié)構(gòu)安排如下： 第一章：緒論。 ，包括本文的研究背景，研究現(xiàn)狀，工作內(nèi)容和文章結(jié)構(gòu)。第二章：相關(guān)技術(shù)介紹。 ，包括 Android 平臺(tái)介紹，安卓開發(fā)語(yǔ)言介紹，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議介紹。第三章：需求分析。 ，包括功能分析和非功能分析。第四章：詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 ，包括 Android 平臺(tái)搭建，軟件流程介紹，軟 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3件界面介紹和相關(guān)類介紹。第五章：軟件測(cè)試。 ，包括測(cè)試方法、 ，測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試結(jié)果。第六章：結(jié)論與展望。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4第二章 相關(guān)技術(shù)介紹 Android 平臺(tái)Android 是專門為移動(dòng)設(shè)備開發(fā)的平臺(tái)，其中包括操作系統(tǒng)、中間件和核心應(yīng)用等。Android 最早是由 Andy Rubin 創(chuàng)辦，于 2022 年被 Google 收購(gòu)。2022 年 11 月 5 日，Google 正式發(fā)布 Android 平臺(tái) [1]。 安卓平臺(tái)特性 Android 平臺(tái)具有以下特性：允許重用和替換組件的應(yīng)用程序框架；專門為移動(dòng)設(shè)備優(yōu)化的 Dalvik 虛擬機(jī)；基于開源引擎 WebKit 的內(nèi)置瀏覽器；自定義的 2D 圖形庫(kù)提供了最佳的圖形效果，此外還支持基于 OpenGL ES 規(guī)范的 3D 效果（需要硬件支持）；支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)的 SQLite；支持常見的音頻、視頻和圖片格式（例如 MPEGMPAAC、AMR、JPG、PNG、GIF）；SM 電話（需要硬件支持）；藍(lán)牙、EDGE 、3G 和 WiFi（需要硬件支持）；攝像頭、GPS 、指南針和加速計(jì)（需要硬件支持）；包括設(shè)備模擬器、調(diào)試工具、優(yōu)化工具和 Eclipse 開發(fā)插件等豐富的開發(fā)環(huán)境。 安卓平臺(tái)架構(gòu)Android 平臺(tái)主要包括 Applications、Application Framework、Libraries 、Android Runtime 和 Linux Kernel 幾部分，如圖 21 所示。? Applications（應(yīng)用程序） Android 提供了一組應(yīng)用程序，包括 Email 客戶端，SMS 程序，日歷，地圖，瀏覽器，通訊錄等。這部分程序均使用 Java 語(yǔ)言編寫。? Application Framework（應(yīng)用程序框架）無(wú)論是 Android 提供的應(yīng)用程序還是開發(fā)人員自己編寫的應(yīng)用程序，都需要使用 Application Framework。通過(guò)使用 Application Framework，不僅可以大幅度簡(jiǎn)化代碼的編寫，而且可以提高程序的復(fù)用性。? Libraries（庫(kù)） Android 提供了一組 C/C++ 庫(kù)，它們?yōu)槠脚_(tái)的不同組件所使用。開發(fā)人員通過(guò) Application Framework 來(lái)使用這些庫(kù)所提供的不同功能。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5圖21 Android 平臺(tái)架構(gòu)? Android Runtime（Android運(yùn)行時(shí)） Android 運(yùn)行時(shí)包括核心庫(kù)和 Dalvik 虛擬機(jī)兩部分。核心庫(kù)中提供了 Java 語(yǔ)言核心庫(kù)中包含的大部分功能，虛擬機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)行程序。Dalvik 虛擬機(jī)專門針對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行編寫，不僅效率更高，而且占有更少的內(nèi)存。? Linux Kernel（Linux內(nèi)核）Android 平臺(tái)使用 版內(nèi)核提供的核心系統(tǒng)服務(wù)，包括安全性、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理等。 安卓 Android 市場(chǎng) 安卓是 Google 公司開發(fā)的基于 Linux 內(nèi)核的開源操作系統(tǒng)，它包含了移動(dòng)設(shè)備工作所需的總和：包括操作系統(tǒng)、用戶界面和應(yīng)用軟件。目前僅僅使用 Linux 操作系統(tǒng)的智能手機(jī)非常少見 ，但是基于 Linux 的 Android 操作系統(tǒng)正飛速的搶占市場(chǎng)份額。在移動(dòng)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，市場(chǎng)對(duì)智能手機(jī)的需求越來(lái)越大，如在現(xiàn)今大學(xué)校園中幾乎人手一部智能手機(jī)，同時(shí)智能手機(jī)幾乎每年換一部。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶規(guī)模的快速增長(zhǎng)，安卓智能手機(jī)也在快速的發(fā)展中，其價(jià)格不斷的創(chuàng)造歷史新低，促使人人都能擁有一部智能手機(jī)。目前，智能手機(jī)已經(jīng)成為人們休閑娛樂(lè)、生活辦公、獲取知識(shí)的一個(gè)重要移動(dòng)終端設(shè)備，促使整個(gè)社會(huì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文6的智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈不斷的完善，智能手機(jī)的功能在不斷的強(qiáng)大，智能手機(jī)用戶也在不斷的增加。安卓系統(tǒng)飛速的發(fā)展歸結(jié)于其強(qiáng)大的使用功能和源代碼的開放，這表明只要有一定專業(yè)基礎(chǔ)的人都可以在網(wǎng)上下載自己需要的安卓源代碼并按自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的修改，生成自己的應(yīng)用。這一特點(diǎn)可以促使大量的個(gè)人、團(tuán)隊(duì)結(jié)合自己的開發(fā)能力和創(chuàng)意來(lái)修改制定自己獨(dú)特的操作系統(tǒng)，做出富有人性化、創(chuàng)意化與個(gè)性化的安卓設(shè)備。如中國(guó)小米公司基于 Android 操作系統(tǒng)制作的 MIUI 系統(tǒng)已經(jīng)超過(guò)1億的使用量。從美國(guó)來(lái)看，2022 年 8 月3 日早間公布了安卓手機(jī)在美國(guó)市場(chǎng)銷售量首次超過(guò)蘋果 iPhone，并且在美國(guó)智能手機(jī)銷售市場(chǎng)中占 27%的份額。對(duì)于其他國(guó)家，安卓智能手機(jī)主宰了歐洲主要市場(chǎng)的銷售額，銷售份額超過(guò)60%的國(guó)家包括：:英國(guó)、西班牙、法國(guó)、意大利等國(guó)家。而對(duì)于中國(guó)市場(chǎng) ，安卓手機(jī)已經(jīng)占據(jù)上風(fēng)，在現(xiàn)今的中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)中，國(guó)內(nèi)眾多品牌占據(jù)了巨大的市場(chǎng)銷售比例如:小米、魅族、華為、中興、酷派、聯(lián)想等，同時(shí)國(guó)內(nèi)品牌手機(jī)正在不斷的超越國(guó)外著名企業(yè)的銷售額。 安卓應(yīng)用程序模塊Android 應(yīng)用軟件由 Activity、Intent、Content Provider、Service 這4大模塊構(gòu)造而成 [1]。本系統(tǒng)主要用的模塊為 Activity。其中Activity是最基本的模塊，一般稱為“活動(dòng)”，在應(yīng)用軟件中， 一個(gè)Activity通常就是一個(gè)單獨(dú)的顯示界面。換句話所 ，Activity代表一個(gè)用戶所能看到的屏幕顯示內(nèi)容，主要用于處理應(yīng)用軟件的整體性工作，所有應(yīng)用軟件的 Activity 都繼承于 類，該類是 Android 提供的基層類， 其它 Activity 繼承該父類后，通過(guò)父類的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能。在 Android 中，Activity 擁有 Running、Paused、Stoped 和 Killed 四種基本狀態(tài)。Runing 為啟動(dòng)—個(gè)新Activity，啟動(dòng)后 顯示在屏幕最前端，處于棧的最頂端，此時(shí)它處于可見并可人機(jī)交互操作的激活狀態(tài)。Paused 為 Activity被另一個(gè)透明 Dialog 樣式的 Activity 覆蓋時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)它依舊與窗口管理器保持連接，系統(tǒng)繼續(xù)維護(hù)其內(nèi)部狀態(tài)，它仍然可見，但卻失去了焦點(diǎn)，不能進(jìn)行人機(jī)交互操作。Stoped 為 Activity 被新的 Activity 覆蓋并失去焦點(diǎn)，此時(shí)舊的Activity 不可見，新的 Activity 可見，并可操作。 Killed Activity 被系統(tǒng)殺死并回收或者處于未啟動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)一個(gè) Activity 實(shí)例被創(chuàng)建、銷毀或啟動(dòng)另一個(gè)Activity 時(shí)，Activity 在這四種狀態(tài)之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換的發(fā)生依賴于用戶對(duì)軟件的操作。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文7 安卓平臺(tái)優(yōu)點(diǎn)安卓平臺(tái)擁有以下四種主要優(yōu)點(diǎn)：(1)（1）開放性。安卓平臺(tái)基于 BSD 協(xié)議，并鼓勵(lì)開發(fā)人員共享自己的開發(fā)源碼，同時(shí)也可以對(duì)自己的源碼進(jìn)行加密，這大大促進(jìn)了安卓平臺(tái)在現(xiàn)今市場(chǎng)中的發(fā)展。(2)（2）非壟斷性。其他操作系統(tǒng)，如：微軟公司的 Windows Phone 和蘋果公司的IOS，都是壟斷性的。而安卓平臺(tái)是非壟斷性的，開發(fā)者可以制定自己的操作系統(tǒng)、制定自己的云計(jì)算和制定自己的應(yīng)用商店。(3)（3）硬件跨平臺(tái)。由于安卓平臺(tái)的開放性和強(qiáng)大的兼容性，同一款應(yīng)用軟件可以是在不同廠商，不同型號(hào)的安卓手機(jī)或平板上正常運(yùn)行。(4)（4）并行運(yùn)行模式。安卓操作系統(tǒng)支持多任務(wù)操作，如：在打開音樂(lè)軟件進(jìn)行聽歌時(shí)，可以打開辦公軟件，同時(shí)進(jìn)行辦公。 Android 軟件開發(fā)語(yǔ)言Android 軟件開發(fā)有多種語(yǔ)言，Java 語(yǔ)言是編寫 Android 軟件最常用的編程語(yǔ)言，本軟件便是使用 Java 語(yǔ)言開發(fā)的。Java 語(yǔ)言是于 1995 年由 Sun 公司推出的一種極富創(chuàng)造力的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，它是由有 Java 之父之稱的 Sun 研究院院士詹姆斯戈士林博士親手設(shè)計(jì)完成的，并完成了 Java 技術(shù)的原始編譯器和虛擬機(jī) [2]。Java 語(yǔ)言由美國(guó)Sun Microsystems 的 Tames Goslin 等人發(fā)明的一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，支持封裝性、多態(tài)性和繼承性。 Java 語(yǔ)言Java 語(yǔ)言的出現(xiàn)是源于對(duì)獨(dú)立平臺(tái)語(yǔ)言的需求，這種語(yǔ)言要求所編寫的程序不會(huì)因?yàn)樾酒淖兓l(fā)生程序無(wú)法運(yùn)行或出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤。目前 Java 語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，并且已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代一門非常重要的編程語(yǔ)言，同時(shí)也是目前十分流行的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，僅次于C語(yǔ)言，特別適合于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)。2022 年 11 月 5 日，已經(jīng)成長(zhǎng)為互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)巨人的 Google 發(fā)布了一款 Android 手機(jī)操作系統(tǒng)平臺(tái)。Android 采用 JDK (Java開發(fā)工具包) 的替代品，同時(shí)采用 Dalivk 虛擬機(jī)來(lái)替代 JVM 虛擬機(jī)(Java 虛擬機(jī)) ，由此可以得出 Java 語(yǔ)言是 Android 編程的核心，在 Android 應(yīng)用中的流程處理、算法、網(wǎng)絡(luò)等都是由 Java 語(yǔ)言編寫的。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文8 語(yǔ)言特性Java 語(yǔ)言具有以下特性：簡(jiǎn)潔性：Java 語(yǔ)言是從 C++ 延生而來(lái)，其語(yǔ)言風(fēng)格與 C++ 相似但是比 C++ 使用簡(jiǎn)單， Java 語(yǔ)言刪掉了 C++ 中一些不是絕對(duì)必要的事物，比如頭文件、結(jié)構(gòu)、指針、聯(lián)合、隱式的類型轉(zhuǎn)換和操作符重載等。安全性：Java 語(yǔ)言中，一切對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)都是通過(guò)對(duì)象實(shí)例來(lái)實(shí)現(xiàn)的，是為了防止用戶在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或分布系統(tǒng)的環(huán)境下使用木馬等不安全手段訪問(wèn)對(duì)象的私有項(xiàng)目或文件。并且 Java 語(yǔ)言不支持 C 語(yǔ)言的內(nèi)存單元指針，在 C 語(yǔ)言中是通過(guò)符號(hào)指針來(lái)引用內(nèi)存單元指針，通過(guò)符號(hào)指針來(lái)引用內(nèi)存，符號(hào)指計(jì)在 Java 運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)被解釋為實(shí)際內(nèi)存地址，同時(shí) Java 語(yǔ)言提供了專門的內(nèi)存管理機(jī)制來(lái)管理內(nèi)存地址。同時(shí)，Java 語(yǔ)言在碼的傳輸中使用了公開密鑰加密機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)安全，并且在運(yùn)行環(huán)境中提供了四級(jí)安全保障機(jī)制(字節(jié)碼校驗(yàn)器、運(yùn)行時(shí)內(nèi)存布局、類裝載器、文件訪問(wèn)限制)。動(dòng)態(tài)性：Java 語(yǔ)言的類是通過(guò)動(dòng)態(tài)裝載入運(yùn)行過(guò)程中所需要的類，這種方法可以解決 C++ 在增加子類而沒(méi)有編譯時(shí)所出現(xiàn)的程序崩潰現(xiàn)象。同時(shí) Java 語(yǔ)言的滯后聯(lián)編機(jī)制可以重復(fù)利用面向?qū)ο缶幊田L(fēng)格的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了即插即用的功能?？梢浦残裕菏褂?Java 語(yǔ)言編寫的程序可以不經(jīng)過(guò)任何修改就可以在不同的硬件和軟件平臺(tái)上運(yùn)行，因此 Java 編譯器所生成的可執(zhí)行代碼是基于 Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的。高性能性：由于 Java 編譯生成的字節(jié)碼和機(jī)器碼非常相近，因此 Java 語(yǔ)言的執(zhí)行效率非常接近于 C 和 C++ 的執(zhí)行效率。多線程性：多線程指利用系統(tǒng)的空閑來(lái)執(zhí)行一些常規(guī)過(guò)程，Java 語(yǔ)言提供多線性語(yǔ)言支持，可以提高程序執(zhí)行效率。就像安排不同人分別完成項(xiàng)目的不同任務(wù)，使項(xiàng)目的完成速度提高了很多倍，相當(dāng)于提高了執(zhí)行效率。分布性： Java 語(yǔ)言是一種適用于網(wǎng)絡(luò)通信的編程語(yǔ)言。Java 語(yǔ)言提供的類庫(kù)中支持 TCP/IP 通信協(xié)議，可以通過(guò) URL 地址訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)上資源。解釋性： Java 語(yǔ)言是通過(guò)解釋來(lái)執(zhí)行的，使用 Java 語(yǔ)言時(shí)，首先使用編譯器將代碼編譯為字節(jié)碼，然后通過(guò) Java 解釋器進(jìn)行解釋執(zhí)行，相比于 C++ 語(yǔ)言被編譯為本地指令后執(zhí)行有非常獨(dú)特的區(qū)別。 Android 開發(fā)環(huán)境本軟件開發(fā)采用自由集成開發(fā)環(huán)境 Eclipse，Eclipse 最早是由 IBM 公司 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文9研發(fā)的，其前身為 ffiM 的 Visual Age，后來(lái) IBM 將 Eclipse 作為開放源代碼的項(xiàng)目發(fā)布。Eclipse 是著名的跨平臺(tái)開源集成開發(fā)環(huán)境，主要用于Java語(yǔ)言開發(fā)，是世界上最大的開源組織的產(chǎn)品，Eclipse 本身只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，但是可以支持很多插件，也可以認(rèn)為 Eclipse 中除了內(nèi)核，其它所有的東西都是插件。在實(shí)際使用時(shí)，不僅可以使用原有的經(jīng)典插件，也可以使用自己開發(fā)的特色插件，因此 Eclips 獲得了許多軟件開發(fā)商的鐘愛(ài)。Eclipse 的基礎(chǔ)是客戶機(jī)平臺(tái)(即RCP)。RCP 主要包括以下組件：用于啟動(dòng) Eclipse 以及運(yùn)行插件的核心平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)集束框架(OSGi)、可移植構(gòu)件工具包(SWT) 、用于文件緩沖，文本處理的文本編輯器(JFace) 、Eclipse 工作臺(tái)(包括Workbench)，,包含視圖(views) 、編輯器(editors)、視角(perspectives)、和向?qū)?wizards)。