【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Sandwich (Android )、 果凍豆 Jelly Bean ( 和 Android )以及在不久的將來要發(fā)布的 青檸派 Key Lime Pie ()，經(jīng)過各個(gè)版本的更迭改善使得絕大部分組件功能都不需要經(jīng)過授權(quán)而可以直接為 開發(fā)人員 所利用。軟件研發(fā)者開發(fā)的軟件可以被上傳到谷歌應(yīng)用商店 (Google Play)之上供人們下載使用，達(dá)到資源共享的目的。正是這樣的原因極大的促進(jìn)了 Android 智能手機(jī)操作系統(tǒng)以及其產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展，手機(jī)硬件廠商、軟件研發(fā)機(jī)構(gòu)和個(gè)人大量的投入到這個(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中。基于 Android 的手機(jī)硬件產(chǎn)品層出不窮，各個(gè)廠商打造屬于自己的基于 Android 的智能手機(jī)操作系統(tǒng)，軟件開發(fā)人員運(yùn)用開放與自由的平臺(tái)開發(fā)擁有個(gè)性化應(yīng)用的軟基于 Android 的傳感器技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 3 件程 序，一股 Android 之風(fēng)正在席卷全球。 國內(nèi)外智能手機(jī)應(yīng)用程序現(xiàn)狀研究 由于 Android 系統(tǒng)本身所自帶的強(qiáng)大的應(yīng)用程序接口 (API)功能，這就為人們開發(fā)各種類型的應(yīng)用提供便利的技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，市面上圍繞 Android 的智能手機(jī)操作系統(tǒng)己經(jīng)開發(fā)出五花八門的應(yīng)用程序，如移動(dòng)辦公程序、互聯(lián)網(wǎng)游戲程序等等。在傳統(tǒng) PC 桌面以及 Web 應(yīng)用程序開發(fā)日趨成熟的狀況下，基于智能手機(jī)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序開發(fā)是當(dāng)前軟件研發(fā)的又一個(gè)春天，智能手機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展更為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的快速發(fā)展帶來前所未有契機(jī)。 在對(duì)手機(jī) 的應(yīng)用程序功能需求上，人們的要求也越來越有品位與個(gè)性化。傳統(tǒng)的手機(jī)軟件已經(jīng)不再能夠滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需求。相應(yīng)產(chǎn)生的是能夠滿足更多需求的綜合性智能手機(jī)應(yīng)用程序，比如說百度地圖 (Baidu Map)能夠在提供地圖服務(wù)的基礎(chǔ)上為人們提供便捷的本地生活服務(wù)提供周邊餐飲美食、休閑娛樂、酒店購物等海量商戶信息，包括商戶電話、地址地圖、客觀點(diǎn)評(píng)等免費(fèi)下載優(yōu)惠券，還可享受最新鮮的團(tuán)購折扣信息；智能出行規(guī)劃擁有強(qiáng)大的路線查詢及規(guī)劃能力，支持公交、駕車、步行、 地鐵四種出行方式，提供路線方案和打車費(fèi)用； 隨時(shí)隨地查 看實(shí)時(shí)路況，提前規(guī)劃出行計(jì)劃等等。當(dāng)然越來越高的技術(shù)難點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)在研發(fā)人員的面前，比如 3D 效果顯示技術(shù)，大數(shù)據(jù)的分析技術(shù)等等。本論文正是在這樣的大背景之下，研究利用手機(jī)的傳感器設(shè)計(jì)出來一個(gè)小型游戲軟件，從而對(duì)于Android 程序的開發(fā)過程做一了解。 研究目的及項(xiàng)目背景介紹 伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的更迭和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，相關(guān)的應(yīng)用程序也在不斷的演進(jìn)，各種領(lǐng)域的學(xué)者都在關(guān)注著該領(lǐng)域的每一步發(fā)展。從谷歌公司 (Google)開始發(fā)布基于 Linux 內(nèi)核的自由開放源代碼的 Android 智能手機(jī)操作系統(tǒng)以來，各大個(gè)人、高校以及研究機(jī)構(gòu)紛紛投入與其相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研究。本文中將會(huì)介紹基于Android 操作系統(tǒng)的傳感器應(yīng)用程序開發(fā)游戲的全過程，通過開發(fā)中不斷出現(xiàn)問題、解決問題的過程，從而對(duì) Android 平臺(tái)應(yīng)用程序的開發(fā)有一個(gè)全面的了解，為以后的進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。更多的是學(xué)會(huì)去提出問題，解決問題的方法，繼而從容面對(duì)以后工作中遇到的更多的難題。 論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 論文內(nèi)容概述 本論文主要對(duì)基于 Android 的傳感器技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入的研究，通過開發(fā)一款比較簡(jiǎn)單常見的傳感器小型游戲的整體設(shè) 計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)在基于 Android 的傳感器技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 4 Android 智能手機(jī)操作系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用。游戲程序主要是利用姿態(tài)傳感器技術(shù)和主要的素材模塊實(shí)現(xiàn)，通過調(diào)整手機(jī)姿態(tài)來實(shí)時(shí)控制游戲主角的彈跳軌跡，從而到達(dá)更高平臺(tái)，獲取更高的分?jǐn)?shù)，游戲具有很高的操作性與可玩性。 論文內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排 本文分為 5 個(gè)章節(jié)，第 1 章是緒論，主要介紹論文研究背景、意義等情況；第2 章對(duì)應(yīng)用程序項(xiàng)目涉及的具體相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹；第 3 章是系統(tǒng)詳細(xì)分析設(shè)計(jì)，介紹項(xiàng)目程序的系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架、程序功能以及程序各個(gè)模塊；第 4 章是程序的詳細(xì)開發(fā)設(shè)計(jì)過程研究、代碼開發(fā)以及 測(cè)試，在這一章中將會(huì)對(duì)游戲程序的詳細(xì)開發(fā)流程、各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)過程、遇到的技術(shù)難點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析與介紹，其中包括程序中的姿態(tài)傳感器模塊開發(fā)算法、應(yīng)用程序測(cè)試等等 。第 5 章是綜述，將會(huì)對(duì)論文研究的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)并且對(duì)未來的發(fā)展趨勢(shì)加以展望。 小結(jié) 本章是論文的緒論部分，主要介紹了論文的研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)論文的撰寫架構(gòu)做了簡(jiǎn)要的說明。最后對(duì)論文中涉及的項(xiàng)目程序的開發(fā)技術(shù)背景知識(shí)進(jìn)行了介紹，這些在下一章當(dāng)中進(jìn)行詳細(xì)的介紹與分析。 基于 Android 的傳感器技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 5 2 基于 Android 的傳感 器技術(shù)研究 緒論對(duì)于文章的研究背景做了介紹，這一章將針對(duì) Android 的平臺(tái)和程序設(shè)計(jì)過程中用到的傳感器知識(shí)進(jìn)行深入的探討，并將 Basic4android 相關(guān)的要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)的闡述。 Android 簡(jiǎn)述 Android 平臺(tái)簡(jiǎn)介 Android 的本義是“機(jī)器人”，是 Google 公司 20xx 年 11 月 5 日正式面世，基于 Linux 平臺(tái)的開放源代碼的操作系統(tǒng)，它很好的整合了操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件，可以為移動(dòng)終端打造開放完整的移動(dòng)程序軟件。 Android 是一個(gè)嶄新的手機(jī)操作系統(tǒng)平臺(tái)，在 以 Google 為首的 40 多家開放手機(jī)聯(lián)盟 (OHA)支持下，使用開放源碼策略，平臺(tái)全部以開源的項(xiàng)目來構(gòu)建，是完全開放的智能終端操作系統(tǒng)平臺(tái)。 Android 系統(tǒng)的快速發(fā)展使得移動(dòng)終端的發(fā)展趨向于多元化，其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能及整合 Google 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)優(yōu)勢(shì)，使得 Android 在移動(dòng)技術(shù)發(fā)展方面有著光明的前景趨勢(shì)。目前 Android 已由剛開始的 Android 版本經(jīng)過多個(gè)版本的演進(jìn)與升級(jí)，發(fā)展到現(xiàn)在的 、 版本，不久的將來會(huì)發(fā)布的 版本，其平臺(tái)應(yīng)用方面更加趨于完 備和成熟。 Android 開發(fā)框架 和其他的智能手機(jī)操作系統(tǒng)一樣， Android 操作系統(tǒng)也有自己的一套運(yùn)行機(jī)制和開發(fā)框架，如圖 所示 : 應(yīng)用層程序 應(yīng)用程序架構(gòu) 應(yīng)用庫 核心庫 Da1Vik 虛擬機(jī) Linux 內(nèi)核 圖 11 Android 框架 由于 Android 系統(tǒng)的體系架構(gòu)采用類似于 OSI 的開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型的分層架構(gòu)，分層的好處是下層可以為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)，這樣能夠屏蔽本層及以下層的差異，當(dāng)本層及以下層發(fā)生了變化不會(huì)影響到上一層；也就說高層各司其職，各層提供各自獨(dú)有的服務(wù) 。 基于 Android 的傳感器技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 6 Android 應(yīng)用程序?qū)儆谡麄€(gè)框架的最頂層，也是開發(fā)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)應(yīng)用以及終端用戶體驗(yàn)使用直接接口。該層包含大量本身配置的一套應(yīng)用程序子集，如短信收發(fā)、日歷查詢、 Google Map、 Web 瀏覽器、 Email 客戶端等等常用工具組件，以及基于 Android 平臺(tái)的應(yīng)用程序框架，該層是使用 Java 語言開發(fā)的。 Android 應(yīng)用程序框架主要包括系統(tǒng)中與用戶進(jìn)行交互的一些管理組件，如Activity、窗體、電話、包和視圖管理等等，這些框架的使用可簡(jiǎn)化和充當(dāng)應(yīng)用程序的組件。在應(yīng) 用程序框架這一層，充分體現(xiàn)了各個(gè)組件的重用性能，也就是說任何的應(yīng)用組件不但可以獨(dú)立發(fā)布自己的應(yīng)用，也可以發(fā)布其他具有組合功能的應(yīng)用程序。因此，通過該應(yīng)用程序框架，用戶自定義的程序不但可以執(zhí)行用戶程序之外的預(yù)設(shè)功能，也可以執(zhí)行其他附加的能使得軟件的復(fù)用性更高。 Android 系統(tǒng)的庫運(yùn)行在 Linux 內(nèi)核之上，應(yīng)用程序框架層之下。該層由負(fù)責(zé)Android 運(yùn)行時(shí)的核心庫、 Dalvik 虛擬機(jī)以及其他的一些常用的應(yīng)用庫組成。這些核心庫主要是 C/C++函數(shù)庫，而應(yīng)用庫則是一些常用的應(yīng)用開發(fā)庫，例如用于音 頻、視頻播放的媒體庫；用于管理界面顯示效果的外觀管理器；用于 2D 和 3D 圖形顯示的 SGL 和 OpenGL 的圖形庫；用于本地?cái)?shù)據(jù)庫支持的 SQLite；用于集成 Web 瀏覽器和 Inter 安全的 SSL 和 Webkit 等等。 d. Linux 核心 Android 的 Linux 核心層位于其框架的最底層，該層雖說是基于 Linux 核心，但是發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)和 Linux 有了很大差別。該層用來提供系統(tǒng)的底層服務(wù)，包括安全運(yùn)行機(jī)制、內(nèi)存、進(jìn)程、電源項(xiàng)的管理，網(wǎng)絡(luò)堆棧及所有驅(qū)動(dòng)模塊。另外，內(nèi)核還在硬件和軟件棧的部分提供了一個(gè)抽象層。 Android 系統(tǒng)框架發(fā)展到現(xiàn)在的狀況，底層 Linux 核心層已經(jīng)和標(biāo)準(zhǔn)的 Linux 很大的區(qū)別，它的編程接口、系統(tǒng)庫等和標(biāo)準(zhǔn)的 Linux 系統(tǒng)已經(jīng)不同，它的文件系統(tǒng)并不是采用虛擬內(nèi)存文件系統(tǒng)，而是采用開源的、可移植性較好的 YAFFS ( Yet Another Flash File System)文件系統(tǒng)。 Android 應(yīng)用程序組件 進(jìn)行 Android 應(yīng)用程序的開發(fā)，我們必不可少的就是要了解其平臺(tái)的應(yīng)用程序框架。 Android 應(yīng)用程序主要是由 Activity、 Broadcast Receiver、 Service 和 Content Provider 四大組件構(gòu)成。在 Android 應(yīng)用程序中，不一定要包括所有組件，開發(fā)人基于 Android 的傳感器技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 7 員可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇性的使用。但無論對(duì)哪個(gè)組件進(jìn)行使用，都必須在 文件中進(jìn)行注冊(cè)以后才能使用。 組件 在 Android 中最常見、也是最重要的一個(gè)組件是 Activity。它主要是負(fù)責(zé)終端屏幕界面之間的跳轉(zhuǎn)，為用戶提供一個(gè)可視化界面，也就是說我們用戶所看到的每一個(gè)顯示界面就是一個(gè) Activity 組件。在進(jìn)行程序開發(fā)的過程中所涉及到 的全部功能就是通過 Activity 組件之間的相互銜接、跳轉(zhuǎn)，再運(yùn)用其自帶的強(qiáng)大控件功能和圖層渲染等技術(shù)完成，從而最終形成優(yōu)美的顯示界面。任何一個(gè) Activity 類的使用都是繼承自基類，并在 文件中進(jìn)行注冊(cè)。 Activity 中包含有 3 個(gè)重要的生命周期狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài) (Running State)暫停狀態(tài) (Pause State)和停止?fàn)顟B(tài)(Stopped State)。對(duì) Activity 組件的調(diào)用基本上都是對(duì)這三個(gè)生命周期的使用。當(dāng)Activity 在不同狀態(tài)進(jìn)行切換時(shí)，就是通過 重寫相應(yīng)的回調(diào)的方法來執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，圖 21 顯示的是 Activity 生命周期的基本過程。 圖 21 Activity 生命周期 Receiver 組件 OnRestart( ) OnCreate( ) OnStart( ) OnResume() Running State OnPauese( ) Paused State OnStop( ) Stopped State OnDestroy( ) Activity 創(chuàng)建 獲得焦點(diǎn) 失去焦點(diǎn) 失去焦點(diǎn) 銷毀退出 基于 Android 的傳感器技術(shù)應(yīng)用開發(fā) 8 Broadcast Receiver 組件主要負(fù)責(zé)接收外部的廣播消息并對(duì)消息做出適當(dāng)反應(yīng)。在使用 Android 系統(tǒng)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到許多各種類型的廣播，比如我們?cè)谕嬗螒蛲瑫r(shí)，手機(jī)顯示有新的來電或者收到新的短信，由于優(yōu)先級(jí)的不同，這時(shí) 這個(gè)系統(tǒng)就必須對(duì)當(dāng)前應(yīng)用程序進(jìn)行中斷并響應(yīng)新來電或短信，這些都需要系統(tǒng)響應(yīng)。應(yīng)用程序需要對(duì)某些廣播事件進(jìn)行響應(yīng)，則需要注冊(cè)對(duì)應(yīng)的 Broadcast Receiver 對(duì)象。Broadcast Receiver 發(fā)布廣播和接收廣播是通過 Intent 對(duì)象來完成， Intent 可用于Activity 之間的切換。 Broadcast Receiver 組件的生命周期較為簡(jiǎn)單，它只需onReceiver 一個(gè)回調(diào)方法，在應(yīng)用程序接收到廣播的時(shí)候調(diào)用即可。 組件 Service 組件是與用戶沒有交互界面，運(yùn)行于程序 后臺(tái)的長(zhǎng)生命周期組件，它繼承自 Service 類。 Service 組件運(yùn)行于程序的后臺(tái)，因此任何不需要在前臺(tái)顯示的計(jì)算或數(shù)據(jù)處理，都可以通過啟動(dòng) Service 組件來實(shí)現(xiàn)。因此，我們可以認(rèn)為 Service是一個(gè)默默在后臺(tái)支撐系統(tǒng)的各種程序，而自身卻始終沒有現(xiàn)身的幕后主角。一個(gè)Service 啟動(dòng)之后會(huì)一直在后臺(tái)運(yùn)行，直到自己的生命周期結(jié)束為止，即便在這期間啟動(dòng)它的 Activity 或是其他組件的生命周期己經(jīng)結(jié)束。與此同時(shí)， Service 組件有兩種啟動(dòng)的方式，分別為 startService 方式和 bindService 方 式。這兩種方式的區(qū)別是bindService 方式會(huì)將啟動(dòng) Service 組件的組件，如 Activity，進(jìn)行綁定，當(dāng)啟動(dòng) Service的組件消失時(shí)，它也會(huì)跟著一起停止運(yùn)行。而 startService 方式則不同，它會(huì)一直在后臺(tái)運(yùn)行到生命周期結(jié)束為止。 Provider 組件 該組件主要的功能是在不同的應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 Android 系統(tǒng)應(yīng)用程序擁有各自獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，這樣如果一個(gè)程