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基于Android平台的手机助手的设计实现毕业论文
本科学生毕业论文
论文题目：
基于安卓平台的手机助手的设计与实现
学院：
计算机科学技术学院
年级：
专业：
计算机科学与技术
姓名：
学号：
20121337
指导教师：
赵鹏
摘要
近年来随着智能手机的普及，以及安卓平台在移动开发领域市场的占有率的提高，开发出有实际用途的应用变得越来越重要。
为了方便安卓手机用户获得所需要的信息和完成手机的个性化设置，设计了基于安卓平台的手机助手系统，通过手机助手可以使用集成在该系统中的每个功能模块，为手机用户提供高效、方便的服务。
本文首先根据手机助手系统的实际需求，分析该助手应具有的功能，其次对系统已实现的功能模块进行了详细介绍，接着对该手机助手的布局设计和功能进行展示，最后总结了开发基于安卓平台应用程序所得到的经验和心得。
本系统是基于安卓平台的，使用Java编程语言，界面使用XML语言开发，涉及到数据库开发的功能模块使用安卓平台的内嵌数据库SQLite为开发平台。
该手机助手实现了旅游攻略查询、天气预报查询、任务管理器、日程安排管理和短信语音播报等功能，充分考虑了手机用户对信息获取和手机操作的需求，使用户通过简单的操作得到想要的信息。
关键词
安卓平台；手机助手；移动开发；AndroidSDK
Abstract
Inrecentyears,withthepopularityofsmartphones,andtheincreasingshareofAndroidplatforminthefieldofmobiledevelopment,developingusefulapplicationsisbecomingmoreandmoreimportant.FortheconvenienceoftheAndroidmobilephoneuserstoaccesstotheinformationtheyneedandcompletetheirpersonalizedsettings,IdesignedamobileassistantwhichisbasedontheAndroidplatform,byusingthissystem,mobileuserscouldgetefficientandconcenientservice.
Fromthisdesign,firstly,analyzingthefunctionsthatthisassistantshouldcontains,accordingtotheactualneedsofthemobileassistantsystem.Secondly,itmadeadetaileddescriptiontofunctionalmodulesthatthesystemhasbeenimplemented,andthenitdisplaysthelayoutandfunctionsofthemobileassistant.Finally,itsummarizestheexperiencethatIgotfromtheapplicationsdevelopmentbasedonAndroidplatform.
ThissystemisbasedontheAndroidplatform,usingJavaasthemaindevelopinglanguage,thedevelopmentoftheinterfacesareachievedbyXML.ThefunctionalmoduleswhichneeddatabaseweredevelopedbyusingSQLiteasthedevelopmentplatform.Thismoblieassistantachievesatourismstrategy,weatherforecast,asimpletaskmanagement,schedulemanagement,andSMSvoicebroadcast.Consideringthemobilephoneusers’needs,thissystemallowingusersgetinformationthroughsimpleoperation.
Keywords
Androidplatform;Mobilephoneassistant;Mobiledevelopment;AndroidSDK
摘要I
AbstractII
第一章前言1
1.1本文研究的背景与意义1
1.1.1研究背景1
1.1.2研究意义1
1.2国内外研究现状2
1.3本文所做工作3
第二章相关知识及技术介绍4
2.1安卓平台介绍4
2.2开发工具及开发环境简介5
2.2.1开发工具的介绍5
2.2.2开发环境的介绍6
2.3主要技术介绍6
2.3.1安卓平台架构6
2.3.2安卓应用程序的解析7
2.3.3安卓的基本组件8
2.3.4XML简介9
2.4数据库介绍9
2.4.1SQLite简介9
2.4.2SQLite数据库操作10
第三章系统的需求分析11
3.1可行性分析11
3.1.1经济可行性11
3.1.2技术可行性11
3.1.3社会可行性12
3.2功能需求12
3.2.1系统的主要功能12
3.2.2系统的用例图13
3.2.3系统的数据流图13
3.3非功能需求14
3.3.1易用性需求15
3.3.2运行环境约束15
第四章系统的概要设计16
4.1系统的总体结构设计16
4.2数据库的设计18
4.2.1数据库设计原则18
4.2.2概念模型设计18
4.2.3数据库表的设计20
第五章系统的详细设计及测试23
5.1系统的流程结构23
5.1.1系统的主界面23
5.1.2系统流程结构的设计24
5.2主要功能模块24
5.2.1旅游攻略查询模块24
5.2.2天气预报查询模块26
5.2.3任务管理器模块27
5.2.4日程安排管理模块28
5.2.5短信语音播报模块29
5.3系统的测试30
5.3.1软件测试的方法30
5.3.2本系统的测试30
结论32
参考文献33
致谢34
第一章前言
1.1本文研究的背景与意义
1.1.1研究背景
安卓是基于Linux平台的开源移动平台，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件等组成。
自从安卓操作系统问世以来，手机软件的开发边脱去了神秘的面纱，开发者可以按照自己的设想进行手机应用软件的开发。
在丰富的手机应用市场中用户可以依据自己的需求来使用相关功能的应用，而且这些应用已经渐渐涉及到人们的衣食住行等各个方面，可以说安卓的应用市场成为了一个展现开发者创意，服务于手机用户生活的平台。
作为应用于移动设备上的开源平台，安卓具有许多优点：
应用程序运行速度快；开发限制少，平台开放；程序多任务性能优秀，切换迅速等。
当然也存在如系统细节不完善，电源管理不好，界面不太好等缺点，但这并没有阻碍其成为时下最流行的开发平台，而且相信凭借谷歌公司以及与开放手机联盟的通力合作，安卓平台会变得越来越好[]。
得益于安卓系统其自身的开源性，许多移动设备制造商设计出基于安卓原生系统的新系统，用来更好地适应自己的硬件特性，给用户带来更好地使用体验。
在当今的移动开发领域，相较于其他的开发平台，安卓平台的市场占有率正变得越来越高，使用安卓手机的用户变得越来越多，所以开发基于该平台的，应用于日常生活中的软件是很有必要的，而将不同功能集成到一个应用中的手机助手，可以很方便的提供给用户想要的信息，使移动平台用户拥有一个快捷的日常信息、常用功能的获取平台。
1.1.2研究意义
随着智能手机的普及，人们对手机的需求不仅仅是通信、上网而已，而是希望手机能够为自己提供更多的服务以满足自己的个性化需求。
作为手机助手的设计与实现便是将不同的应用程序及功能模块整合到一个应用软件中，用户只需打开一个应用就能够快速的使用全部的功能，不需要在原有的不同应用之间不断切换，这样不仅浪费时间，而且也是对手机有限的硬件资源的一种浪费，手机助手能很好地解决这方面的问题。
此手机助手实现了包括五个功能模块的集成。
旅游攻略查询，使用户依据城市选择相关的攻略文章，得到相关的旅游信息，为自己的旅游出行做参考；天气预报查询，为用户提供准确的天气信息，提供着装建议和注意事项等；简单的任务管理器，方便用户访问手机上正在运行的程序，在这里用户可以结束不需开启的应用以释放手机内存空间；日程安排管理，使用户可以管理自己的计划和待办事项；短信语音播报，能够将短信内容用语音的形式播报出来，当不方便查看手机时，此功能将提供极大的方便。
在如今的安卓应用市场上，具有很好实用性的应用越来越多，这些应用也更好地服务于人们的生活，一些个性化的有着鲜明特点的应用也受到很多手机用户的追捧，可以说在丰富的手机应用市场中，总会找到实用且不失趣味性的应用，为安卓手机用户开发好用的应用软件很好的迎合了市场需求，而且这些应用也确实为手机用户的生活带来便利[]。
1.2国内外研究现状
在安卓开发方面，谷歌公司于2007年11月宣布成立开放式手机联盟，并发布了安卓操作系统的第一个Beta版软件开发包，到2012年11月发布了最新的版本Android4.2。
目前，移动电话和便携式手持设备正在经历一场变革，引发这场变革的因素有很多，一方面日益强大的便携式设备已经能够处理几年前人们还无法想象的任务，另一方面用户对这类设备的要求也越来越高。
围绕手机设备形成的软件和应用程序开发市场已经超越了较大型计算平台的市场，且相对于大型设备而言，为像手机这样的便携设备交付应用程序更加简单和高效[]。
新一代手机已经提供了硬件加速、无线连接、数据访问计划、GPS、硬件的扩展和连接、触摸屏等功能。
开发人员正在编写不同的操作系统和应用程序以充分利用这些功能。
这次变革预示着更加开放的趋势。
这种开放性体现在多个方面：
设备功能强大且可被广泛利用，应用程序可由大家开发并方便地投入市场，以及设备制造商，网络运营商和软件提供商之间的相互协作。
在应用程序的开发和销售上，安卓为开发者扫清障碍。
就像Windows平台和MacOS平台具有桌面软件和服务器软件销售市场一样，Google也为安卓创建一个移动应用软件的销售平台，为软件开发者提供一个通过编写软件获利的机会[]。
目前国内的安卓开发市场已颇具规模，这其中不仅有之前从事传统软件开发的企业涉足移动开发领域，还有移动开发人员以开发出的应用进行创业，还有手机制造商和网络运营商开发自己的安卓系统，同时也在积极部署相应的软件商店。
软件商店是利润的主要来源，而优秀的应用程序是构成软件商店的基本要素，这就为国内的移动开发者提供了非常好的机遇。
相信随着国内市场的规范化，基于安卓平台的开发会吸引越来越多的开发者投入其中，同时也会使手机用户感受到移动互联网时代给人们生活带来的改变[]。
1.3本文所做工作
本文分为五个章节，第一章为前言，主要介绍了基于安卓平台的手机助手设计与实现的研究背景、研究意义、国内外发展状况以及论文结构几部分，让读者能够初步了解本系统的设计意义和本课题的结构。
第二章是对手机助手开发所用到的基于安卓平台的相关知识与技术的介绍，使读者能够了解安卓开发的一些基本知识和开发流程。
第三章主要介绍系统的需求分析，对系统做出整体的分析，明确系统需要实现的功能。
第四章为系统的概要设计，这里将完成系统的总体设计和数据库设计，将系统中需要的数据和数据表做出分析，将现实生活中的逻辑数据转化为数据库里的物理数据，为系统的后台管理提供数据支持并为系统的实现做好准备。
第五章为系统的实现及测试部分，让读者清楚本系统每个模块的设计流程，熟悉对系统运行的操作，在每个模块实现的基础上进行测试，减少系统运行出错的几率。
第二章相关知识及技术介绍
2.1安卓平台介绍
安卓是一个开放的手机操作系统平台，为移动设备提供了一个包含操作系统、中间件及应用程序的软件叠层架构。
虽然其底层操作系统的组件是用C或C++编写的，但Android的用户应用程序则是使用Java编写的。
AndroidSDK为开发人员使用Java语言编写Android平台下的应用程序提供了必要的工具和API。
Android也是一家公司的名称，后来被Google公司收购，于是就有了今天的Android[]。
尽管Android得到Google公司的扶持，但其自身具有的特性才是吸引大批开发者投入其中的重要原因，其主要特性如下：
（1）应用程序框架：
可以方便地重用和替换手机组件。
（2）Dalvik虚拟机：
专为移动设备优化的虚拟机。
（3）内部集成浏览器：
基于开源的WebKit引擎。
（4）优化的图形系统：
其中自定义了2D图形库，3D图形库基于OpenGLES1.0，可选硬件加速。
（5）SQLite：
集成了轻量级数据库管理系统。
（6）多媒体支持：
支持常见的音频和视频，以及各种图片格式。
（7）GSM技术、蓝牙、EDGE、3G和WiFi：
需要硬件支持。
（8）摄像头、GPS、罗盘、加速度计：
需要硬件支持。
（9）完备的开发环境：
包括设备模拟器、调试工具、内存和性能分析工具，以及用于Eclipse开发环境的插件。
目前市场上的手机操作系统除了Android，还有许多其他的系统，与其他系统相比
Android具有如下的优点：
（1）真正开放：
Android平台提供了从底层操作系统到上层的程序界面的所有软件，使用这个平台无须缴纳任何授权许可费用，同时不同的厂商还可以根据自身需求修改和扩展Android平台。
（2）应用程序相互平等：
在Android平台下，除了应用程序运行的载体虚拟机之外，其内置的应用程序和使用SDK创建的应用程序之间没有任何区别，也就是说其他的软件是完全平等的。
例如可以自己开发收发E-mail的应用程序来替换系统提供的相应软件。
（3）应用程序之间沟通无界限：
在Android平台下开发应用程序，可以方便地实现应用程序之间的数据共享，只需要经过简单的声明或操作授权，应用程序就可以访问或调用其他应用程序的功能，或者将自己的部分数据和功能提供给其他应用程序使用[]。
2.2开发工具及开发环境简介
2.2.1开发工具的介绍
开发基于Android平台的应用程序需要以下工具：
（1）JDK：
JDK的全称是JavaSEDevelopmentKit，即Java标准版开发包，是Sun公司提供的一套用于开发Java应用程序的开发包，它提供了编译、运行Java程序所需要的各种工具和资源，包括Java编译器、Java运行时环境，以及常用的Java类库等。
（2）AndroidSDK：
SDK的全称是SoftwareDevelopmentKit，即软件开发工具包。
被软件开发者用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件的开发工具的集合。
因此AndroidSDK指的既是Android专属的软件开发工具包。
（3）Eclipse：
Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。
它是一个框架和一组服务，通过插件组件构建开发环境。
Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境，最初主要用来进行Java语言的开发，但也可以通过插件使其作为其他计算机语言的开发工具。
为Eclipse安装特定的插件便可以用它来进行Android应用程序的开发。
（4）ADT插件：
ADT的全称为AndroidDeveloperTool，即安卓开发者工具。
ADT是在Eclipse环境下进行Android开发所必须的插件，为Android开发提供开发工具的升级或者变更。
（5）AVD：
全称为AndroidVirtualDevice，即安卓虚拟设备。
在使用AndroidSDK开发应用程序需要进行测试时，Android系统为开发人员提供了可以在电脑上直接测试应用程序的虚拟设备，也可叫做模拟器，使用AVD可以方便地对应用程序进行测试[]。
2.2.2开发环境的介绍
本论文的设计部分是在windows7操作系统上进行的，所完成的软件是基于Android2.2平台，JDK版本为1.6，Eclipse的版本为3.6结合Android系统自带的SQLite3数据库进行开发。
2.3主要技术介绍
2.3.1安卓平台架构
如图2-1所示，Android平台下层结构的核心为嵌入式Linux2.6操作系统，中间是Google为Android开发的Libraries（函数库）及AndroidRuntime（核心库、Dalvik虚拟机），上层为ApplicationFramework（应用程序框架），最上层为Applications（应用程序）。
图2-1安卓平台架构
Android平台架构中的各模块介绍如下：
（1）应用程序层：
Android会同一系列核心应用程序包一起发布。
该应用程序包包括email客户端、SMS短消息、日历、联系人管理程序等。
所有应用程序都是使用Java语言编写。
（2）应用框架：
通过提供一个开放的开发平台，开发人员可以自由地使用设备的硬件、访问位置信息、设置闹钟等。
同时，也可以像核心应用程序那样使用框架的API来实现自己的功能。
（3）类库：
Android包含一个可供不同组件调用的C/C++库，这些功能模块通过应用程序框架暴露给开发者。
（4）Android运行时：
Android平台下，每个应用程序都在自己的进程中运行，而且系统为其分配了专有的Dalvik虚拟机，Dalvik虚拟机执行.dex格式的文件。
与Java虚拟机是基于栈的不同，Dalvik虚拟机是基于寄存器的，它并不直接执行编译后的Java类文件，而是通过内置的dx工具将其转换为.dex格式后再执行。
（5）LinuxKernel：
Android平台使用Linux2.6版本来构建诸如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈等系统服务，Linux核心在硬件层和软件层之间建立了一个抽象层，使其硬件细节对开发人员透明化[]。
2.3.2安卓应用程序的解析
了解Android应用程序的目录结构，可以为程序构建做好准备，安卓项目中的主要目录及文件介绍如下：
（1）src目录：
存放的是该项目的源代码，在开发过程中，大多数是对该目录下的源代码文件进行编写。
（2）gen目录：
该目录下的R.java文件是由ADT自动生成的，项目中用到的界面、字符串、图片等资源都会在这个文件中创建其唯一的ID，当使用这些资源时，会通过该类得到对应的引用。
（3）assets目录：
这里存放项目相关的资源文件。
（4）res目录：
存放应用中经常是用的资源文件，包括图片、声音、布局文件及参数描述文件。
与assets目录不同的是res目录中的资源会在R.java文件中生成资源ID而assets目录中的资源则不会。
（5）AndroidManifest.xml文件：
应用程序的系统控制文件，让外界知道该应用程序包含哪些组件、哪些资源以及何时运行该程序等。
在AndroidManifest.xml文件中需要为应用程序指定相应的权限，权限举例如下：
（1）android.permission.READ_SMS：
读取短信的权限。
（2）android.permission.INTERNET：
访问网络的权限。
（3）android.permission.CONTACTS：
读取用户的联系人数据的权限。
（4）android.permission.WALLPAPER：
应用程序设置壁纸的权限。
2.3.3安卓的基本组件
（1）Activity:
是Android中最常用的组件，是应用程序的表示层，相当于一个屏幕，图2-2是Activity的生命周期，主要包含三个状态：
运行态、暂停态、停止。
图2-2Activity的生命周期
（2）Service:
服务与桌面系统或者服务器中的后台程序有些类似。
有两种启动方式分别为startService方式和bindService方式。
（3）BroadcastReceiver：
广播接收器用于处理系统级别的事件消息，可能是来自系统，也可能来自系统中正在运行的其他应用程序。
（4）ContentProvider：
内容提供器，用于向其他活动或服务提供数据服务。
使用标准的URI接口为其他应用程序提供数据服务，数据的请求者不需知道服务的提供者是谁[]。
2.3.4XML简介
Android中的界面布局文件，常量资源文件和系统配置文件都是用XML写的，所以了解XML也很有必要。
XML（ExtensibleMarkupLanguage可扩展的标记语言）并不是真正的语言，而是创建符合XML准则的语言的标准。
XML是自描述语言，它被设计用来传输和存储数据。
XML的基本准则如下：
（1）所有的XML元素都必须要有一个结束标记；
（2）XML标记是大小写敏感的，这点与HTML不一样；
（3）所有属性必须使用引号；
（4）所有的XML元素必须合理包含；
（5）使用XML，空白部分不会被解析器自动删除。
2.4数据库介绍
2.4.1SQLite简介
SQLite是安卓平台的内置关系型数据库，它是轻量级的数据库解决方案。
SQLite支持多数的SQL标准，在一些场合下其性能要优于MySQL等数据库引擎。
与其他基于客户端和服务器的数据库引擎不同，SQLite是一种嵌入到应用程序内部的数据库，包括表在内的所有数据都存放在单个文件中，这些特性都使得它非常适合与移动平台下的数据处理[]。
2.4.2SQLite数据库操作
为方便对数据库进行操作，创建一个继承自SQLiteOpenHelper类的子类，子类需要实现两个方法onCreate（SQLiteDatabasedb）和onUpgrade（SQLiteDatabasedb,intoldVersion,intnewVersion）,通过调用SQLiteOpenHelper对象的getWritableDatabase方法或getReadableDatabase方法得到一个SQLiteDatabase类的对象，再由此对象调用其静态方法来创建或打开数据库，主要方法如下：
（1）openDatabase（Stringpath,SQLiteDatabase.CursorFactoryfactory,intflags），打开指定路径的数据库文件
（2）openOrCreateDatabase（Stringpath,SQLiteDatabase.CursorFactoryfactory），当指定路径不存在这个数据库，则创建数据库。
（3）create（SQLiteDatabase.CursorFactoryfactory）,创建一个内存数据库，内存数据库主要应用于对数据的处理速率较高的场合。
除了使用SQLiteDatabase类的静态方法，还可以调用Context对象的openOrCreateDatabase方法来创建或打开一个数据库。
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