【文章內(nèi)容簡介】 Android 應(yīng)用軟件層出不窮，目前 Android 手機(jī)應(yīng)用軟件中比較成熟的軟件，相對集中于游戲、影音娛樂、移動辦公、圖書閱讀 、 攝影攝像、手機(jī)管 理、新聞、 智能家居等方面。 手機(jī)應(yīng)用 軟件 大體上分為兩類，即單機(jī)應(yīng)用 軟件 和交互應(yīng)用 軟件，單機(jī)應(yīng)用軟件 是 指 僅需要手機(jī)終端的支持就可使用的應(yīng)用 軟件，如單機(jī)游戲、辦公軟件、攝影攝像、手機(jī)管理 等。交互應(yīng)用 軟件 是 指需要手機(jī)終端和 其它終端或服務(wù)端 共同 支持的 應(yīng)用軟件，如，地圖應(yīng)用軟件、聊天工具、影視應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)游戲等 ，一般需要 網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)服務(wù)器支持。 智能家居， Google 在 20xx 年 5 月就提出過 android@Home 這個全新的概念，這個概念中將安卓手機(jī)作為控制中心， PC 做為網(wǎng)關(guān)接收中心，安卓手機(jī)在任何時 間、地點(diǎn)的發(fā)出的控制命令經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)? PC 后，由 PC 處理這些控制命令來控制家電。 除此之外，安卓手機(jī) 可以 代替?zhèn)鹘y(tǒng) PC 作為上位機(jī)，與特定硬件進(jìn)行信息傳輸 。 本文所做的工作 本文首先分析了智能手機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，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，研究了其系統(tǒng)構(gòu)架和 Socket 通信， 結(jié)合磁力儀Windows 平臺 上位機(jī) 軟件 ，設(shè)計制作了 Android 端上位機(jī) 應(yīng)用軟件 ，便于隨時隨地的使用分析數(shù)據(jù) ，最后本文 對此類 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)了解 Android 應(yīng)用開發(fā)平臺，并搭建 Android 應(yīng)用開發(fā)平臺。 (2)了解，掌握 Android 應(yīng)用開發(fā)語言 ，即 Java 語言 。 (3)編寫磁力儀安卓手機(jī)端 應(yīng)用 軟件。 (4)對應(yīng)用 軟件進(jìn)行測試，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 平臺介紹，安卓開發(fā)語言介紹，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)計和實(shí)現(xiàn) 。 包括 Android 平臺搭建，軟件流程介紹，軟件界面 介紹 和相關(guān)類介紹 。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 3 第五章：軟件測試 。 包括測試方法 、 測試內(nèi)容和 測試結(jié)果 。 第六章：結(jié)論與展望 。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 4 第二章 相關(guān)技術(shù)介紹 Android 平臺 Android 是專門為移動設(shè)備開發(fā)的平臺，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 20xx 年被 Google 收購。 20xx年 11 月 5 日， Google 正式發(fā)布 Android 平臺 [1]。 安卓平臺特性 Android 平臺具有以下特性： 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)化存儲的 SQLite； 支持常見的音頻、視頻和圖片格式（例如 MPEG 、 MP AAC、 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（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 。 安卓平臺架構(gòu) Android 平臺主要包括 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 語言編寫。 ? Application Framework（應(yīng)用程序框架） 無論是 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。通過使用 Application Framework，不僅可以大幅度簡化代碼的編寫，而且可以提高程序的復(fù)用性。 ? Libraries（庫） Android 提供了一組 C/C++ 庫，它們?yōu)槠脚_的不同組件所使用。開發(fā)人員通過 Application Framework 來使用這些庫所提供的不同功能。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 5 圖 21 Android 平臺架構(gòu) ? Android Runtime（ Android運(yùn)行時） Android 運(yùn)行時包括核心庫和 Dalvik 虛擬機(jī)兩部分。核心庫中提供了 Java 語言核心庫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)專門針對移動設(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 市場 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 市場份額。 在移動 產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天 ， 市場對智能手機(jī) 的需求越來越大 ， 如 在 現(xiàn)今 大學(xué)校園 中幾乎人手一部智能手機(jī) ， 同時智能手機(jī)幾乎每年換一部。 隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的用戶規(guī)模的快速增長 ， 安卓智能手機(jī)也 在快速的發(fā)展中，其 價格不斷的創(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、 生活辦公、 獲取知識的一個重要 移動終端設(shè)備 ， 促使整個社會的智能手機(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 本科畢業(yè)設(shè)計論文 6 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)計進(jìn)行一定 修改，生成自己的應(yīng)用 。這一特點(diǎn)可以 促使大量的個人 、團(tuán)隊(duì) 結(jié)合 自己的 開發(fā)能力和創(chuàng)意 來 修改 制定自己獨(dú)特的操作 系統(tǒng) ， 做出富有人性化 、創(chuàng)意化與個性化 的安卓設(shè)備。 如中國小米公司基于 Android 操作系統(tǒng) 制作的 MIUI 系統(tǒng)已經(jīng)超過 1億的使用量。 從美國來看 ， 20xx年 8月 3日 早間公布了安卓手機(jī)在美國市場銷售量首次超過蘋果 iPhone， 并且在美國智能手機(jī)銷售市場中 占 27%的份額 。 對于其他國家 ， 安卓智能手機(jī)主宰了歐洲主要市場的銷售額 ， 銷售份額 超過 60%的國家包括 ： 英國、西班牙、 法國、意大利等國家。而對于中國市場 ， 安卓 手機(jī)已經(jīng) 占據(jù)上風(fēng) ， 在 現(xiàn)今 的 中國智 能手機(jī)市場中 ， 國內(nèi)眾多品牌占據(jù)了巨大的市場銷售比例如 :小米、魅族、 華為、中興、酷派 、聯(lián)想 等 ，同時國內(nèi)品牌手機(jī)正在不斷的超越國外著名企業(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 ‖， 在應(yīng)用 軟件 中 ， 一個 Activity通常就是一個單獨(dú)的 顯示界面 。 換句話所 ，Activity代表一個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 ， 通過父類的方法來實(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 —個新 Activity，啟動后 顯示 在屏幕最前端 ， 處于棧的最頂端 ， 此時它處于可見 并可人機(jī)交互操作 的激活狀態(tài)。 Paused 為 Activity被另一個透明 Dialog 樣式的 Activity 覆蓋 時的狀態(tài)。此時它 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 處于未啟動狀態(tài) 。當(dāng)一個 Activity 實(shí)例被創(chuàng)建、銷毀或啟動另 一個Activity 時 ， 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 對軟件的操作 。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 7 安卓平臺 優(yōu) 點(diǎn) 安卓平臺擁有以下四種主要優(yōu)點(diǎn)： (1)開放性。安卓平臺 基于 BSD 協(xié) 議 ，并 鼓勵 開 發(fā) 人員共享自己的開發(fā)源碼 ， 同時 也可以 對自己的源碼進(jìn)行加密 ， 這 大大 促進(jìn)了安卓平臺在 現(xiàn)今市場中 的發(fā)展。 (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 是非壟斷性的，開發(fā)者可以制定 自己的操作系統(tǒng)、 制定 自己的云計算和 制定 自己的 應(yīng)用 商店 。 (3)硬件跨平臺。 由于 安卓平臺的開放性 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 型號的安卓手機(jī)或平板上正常運(yùn)行 。 (4)并行運(yùn)行模式。安卓 操作 系統(tǒng) 支持多任務(wù)操作 ， 如：在打開音樂軟件進(jìn)行聽歌時，可以打開辦公軟件，同時進(jìn)行辦公。 Android 軟件 開發(fā)語言 Android 軟件開發(fā)有多種語言， Java 語言是編寫 Android 軟件最常用的編程語言， 本軟件 便是使用 Java 語言開發(fā)的。 Java 語言 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)計語言，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 語言 支持封裝 性 、多態(tài)性和繼承 性 。 Java 語言 Java 語言 的出現(xiàn)是源于對獨(dú)立平臺語言的 需求 ， 這種語言 要求所 編寫的程序不會因?yàn)樾酒淖兓l(fā)生 程序 無法運(yùn)行或出現(xiàn)運(yùn)行錯誤。目前 Java 語言的優(yōu)勢越來越明顯 ， 并且 已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)時代一門非常重要的 編程 語言 ， 同時 也是目前十分流行的高級程序設(shè)計語言 ， 僅次于 C語言， 特別適合 于 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā) 。 20xx 年 11 月 5 日 ， 已經(jīng)成長為互聯(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。 Android 采用 JDK (Java開發(fā)工具包 ) 的替代品 ， 同時采用 Dalivk 虛擬機(jī)來替代 JVM 虛擬機(jī) (Java虛擬機(jī) )， 由此 可以得出 Java 語言 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 語言編寫的。 語言特性 Java 語言 具有 以下特性 ： 簡潔性 ： Java 語言是從 C++ 延生而來 ， 其語言風(fēng) 格與 C++ 相似 但是 比 C++ 使用 簡單 ， Java 語言 刪掉了 C++ 中 一些不是絕對必要的事物 ， 比 如頭文 本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 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 語言中 ， 一切對內(nèi)存 的 訪問都是通過對象實(shí)例 來 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 手段訪問對象的私有項(xiàng)目 或文件 。并且 Java 語言 不支持 C 語言 的內(nèi)存單元指針 ， 在 C 語言中是 通過符號指針來引用內(nèi)存單元指針 ，通 過符號指針來引用內(nèi)存 ， 符號指計在 Java 運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行時 被 解釋為實(shí)際內(nèi)存地址 ， 同 時 Java 語言提供了 專門的內(nèi)存管理機(jī)制 來管理內(nèi)存地址。同時， Java 語言在 碼的傳輸中使用了公開密鑰加密 機(jī)制 來保證數(shù)據(jù)安全 ， 并且 在運(yùn)行環(huán)境中提供了四級安全保障機(jī)制 (字節(jié)碼校驗(yàn)器、運(yùn)行時內(nèi)存布局、 類裝載器、 文件訪問限制 )。 動態(tài)性 ： Java 語言 的類是 通過 動態(tài)裝載入運(yùn)行過程中所 需要 的類