基于Android的智能课堂的管理论文.docx

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基于Android的智能课堂的管理论文

软件综合课程设计

题目基于Android的智能课堂的管理

学院通信与电子工程学院

专业班级电子123班

学生姓名

指导教师

2015年11月20日

摘要

近年来，智能手机在全球范围内迅速普及。

根据市场研究公司尼尔森发布的《2013移动消费者报告》显示，中国智能手机普及率已达到66%，已超越英国和美国的普及率。

随着信息科技的快速发展，人们生活水平的提高，对电子产品的功能要求也越来越高。

人们希望通过简单方便的操作，对周围设备进行访问控制。

Android是一种开源的手机操作系统，具有强大的应用层API和丰富的传感器功能，其开放的平台有利于开发者开发出各类应用软件，增加手机的个性化服务。

本文将Android手机与PC端联系起来，介绍了一种基于Android手机的无线控制系统。

在该系统中，Android手机利用周边无线通信资源与其他设备进行交互，可进行无线鼠标控制、无线键盘输入、文件传输操作等。

智能手机普及率的提升，催生了基于智能操作平台的附加产物。

而Android平台为开源的手机开发平台，通过对Android平台的设计开发，使智能手机获得增强化的个性服务。

提出了基于Android手机的无线控制系统，介绍了整体结构框架，分析了各功能模块的具体实现，并在实际设备中进行测试。

实现了基于Android手机对设备的远程访问和控制。

关键词：

智能；Android；开放

Abstract

In recent years, the rapid expansion in the smartphones globally.

Accordingtomarket researchfirm Nielsen the 2013 mobile

consumers report released by the China's smartphone penetration rate has reached 66%, has surpassed the popularity rate of Britain and the United States.With the rapid development of information technology, people living standard rise, to the functional requirement of the electronic products is becoming more and more high.It is hoped that through a simple and convenient operation, the access control on the surrounding equipment.

Android is an open source mobile operating system, with strong application layer API and rich sensor function, its open platform for developers to develop all kinds of application software, increase mobile personalized service.Link Android mobile and PC, this paper introduces a wireless control system based on Android mobile phones.In this system, the Android mobile phone use wireless communication resources around to interact with other equipment, can control the wireless mouse, wireless keyboard input, such as file transfer operation.The ascension of smartphone penetration, has given rise to additional product based on intelligent operating platform.The Android platform for open source mobile development platform, through the design and development of the Android,platform, make smart phones increase

strengthening personality service.Is proposed based on the Android mobile wireless control system, this paper introduces the overall structure framework, concrete realization ofeach function module are analyzed and tested in real devices.

Implemented based on the Android phone to remote access and control equipment.

Keywords:

Intelligence；Android；Dispark

目录

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1设计背景1

1.2所涉技术介绍1

1.2.1Android简史1

1.2.2Android平台2

1.2.3开发所需的工具3

1.3创新点6

1.3.1主要解决的问题6

1.3.2设计内容简介6

1.3.3文档框架8

1.4Android平台数据存储方式9

第2章开发环境搭建10

2.1JAVA环境的安装10

2.2配置eclipse10

2.3数据库的安装11

第3章软件设计14

第4章实现功能展示15

4.1横向导航15

4.2侧边栏滑动18

第5章部分代码实现20

总结29

参考文献30

致谢31

第一章绪论

1.1设计背景

开放式网上虚拟课堂是一种运用虚拟现实技术模拟真实课堂的计算机教学软件。

它采用多媒体技术在计算机上建立虚拟课堂环境，提供在线学习的资源，使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成课前预习、课后复习、在线考试、教师刷卡点名，同时提供网络课堂的一体化管理功能。

开放式网上虚拟实验室又分为课堂仿真系统和虚拟课堂管理系统两个部分，在此基础上可建立虚拟课堂。

这种虚拟课堂的设计，不仅可以培养学生的自主学习能力而且老师不再需要打印试卷以及批判试卷，取而代之的是在线考试，当场给出正确答案及分数，大大节省了老师同学们的时间和精力。

学生可根据每个科目的教学课件进行预习，提前知道本节课将要学习的内容以及重难点，课后也可以在线完成老师布置的作业，然后提交。

众所周知，如今大学生上课玩手机似乎已经成为一个习惯，这样一来，自主学习能力可以大大提升，让同学们真正融入到有计划的学习。

本系统的功能是帮助老师记录课堂的学生进出信息，能通过RFID刷卡对学生的进出进行记录，并显示进出人员信息。

并且可以通过手机进行网页进入界面，来实现通过手机来获取课堂的学生信息。

课堂智能管理主要通过Android手机客户端、数据库、两大部分组成，简单方便是本设计的最大特点。

在学生上课之前可以在掌上虚拟课堂APP进行资料查看，预习，课前辅导，做好充足的准备，通过刷卡方式登录系统，减少教师点名所浪费时间，简单方便的进行学生出席情况，完成整个教学工作。

1.2所涉技术介绍

1.2.1Android简史

Android平台是 OpenHandsetAlliance 的成果，OpenHandsetAlliance组织由一群共同致力于构建更好的移动电话的公司组成。

这个组织由Google领导，包括移动运营商、手持设备制造商、零部件制造商、软件解决方案和平台提供商以及市场营销公司。

从软件开发的观点看，Android正处在开源领域的中心位置。

市场上第一款支持Android的手机是由HTC制造并由T-Mobile供应的G1。

这款设备从设想到推出花了大约一年的时间，惟一可用的软件开发工具是一些实行增量改进的SDK发行版。

随着G1发行日的临近，Android团队发布了SDKV1.0，用于这个新平台的应用程序也浮出水面。

为了鼓励创新，Google举办了两届“AndroidDeveloperChallenges”，为优胜的参赛作品提供数百万美金的奖励。

G1问世几个月之后，随后就发布了AndroidMarket，它使用户可以浏览应用程序，并且可以将应用程序直接下载到他们的手机上。

经过大约18个月，一个新的移动平台进入公众领域。

1.2.2Android平台

Android有丰富的功能，因此很容易与桌面操作系统混淆。

Android是一个分层的环境，构建在Linux内核的基础上，它包括丰富的功能。

UI子系统包括：

窗口视图:

用于显示一些常见组件（例如编辑框、列表和下拉列表）的小部件

Android包括一个构建在WebKit基础上的可嵌入浏览器，iPhone的MobileSafari浏览器同样也是以WebKit为基础。

Android提供多种连接选项，包括WiFi、蓝牙和通过蜂窝（cellular）连接的无线数据传输（例如GPRS、EDGE和3G）。

Android应用程序中一项流行的技术是链接到Google地图，以便在应用程序中显示地址。

Android软件栈还提供对基于位置的服务（例如GPS）和加速计的支持，不过并不是所有的Android设备都配备了必需的硬件。

另外还有摄像支持。

过去，移动应用程序努力向桌面应用程序看齐的两个领域分别是图形/媒体和数据存储方法。

Android通过提供对2D和3D图形的内置支持，包括OpenGL库，解决了图形方面的挑战。

由于Android平台包括流行的开源SQLite数据库，因此缓解了数据存储的负担。

图1显示一个简化的Android软件层次结构。

应用程序架构

如前所述，Android运行在Linux内核上。

Android应用程序是用Java编程语言编写的，它们在一个虚拟机（VM）中运行。

需要注意的是，这个VM并非您想象中的JVM，而是DalvikVirtualMachine，这是一种开源技术。

每个Android应用程序都在DalvikVM的一个实例中运行，这个实例驻留在一个由Linux内核管理的进程中，如下图所示。

图1-1DalvikVM

1.2.3开发所需的工具

1.Android

开始开发Android应用程序的最简捷的方式是下载AndroidSDK和EclipseAndroid开发可以在Microsoft®Windows®、MacOSX或Linux上进行。

本文假设您使用的是EclipseIDE和用于Eclipse的AndroidDeveloperTools插件。

Android应用程序是用Java语言编写的，但是是在DalvikVM（非Java虚拟机）中编译和执行的。

在Eclipse中用Java语言编程非常简单；Eclipse提供一个丰富的Java环境，包括上下文敏感帮助和代码提示。

Java代码通过编译后，AndroidDeveloperTools可确保适当地将它打包，包括AndroidManifest.xml文件。

虽然没有Eclipse和AndroidDeveloperTools插件也可以开发Android应用程序，但是那样就需要熟悉AndroidSDK。

2.Java简介以及发展趋势

Java语言的发展现状及趋势；Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的；一、JAVA语言的现状；Java是Sun公司推出的新的一代面向对象的程序；3.Intranet正在成为企业信息系统最佳解决；

（一）Java语言已具备清晰的框架结构；目前，以SUN公司公布的JAVA最新框架结构为标；

（二）推动了PC时代的发展；计算机的诞生及广泛应用推动了IT领域的

Java语言的发展现状及趋势:

Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，是由SunMicrosystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台（即JavaEE,JavaME,JavaSE）的总称。

Java自面世后就非常流行，发展迅速，对C++语言形成了有力冲击。

Java技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性，广泛应用于个人PC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动电话和互联网，同时拥有全球最大的开发者专业社群。

在全球云计算和移动互联网的产业环境下，Java更具备了显著优势和广阔前景。

JAVA语言的现状:

Java是Sun公司推出的新的一代面向对象的程序设计语言，特别适合于Internet应用程序开发，它的平台无关性直接威胁到Wintel的垄断地位。

一时间，“连接Internet，用Java编程”，成为技术人员的一种时尚。

Java作为软件开发的一种革命性的技术，其地位已被确立，这主要表现在以下几个方面：

1.计算机产业的许多大公司购买了Java的许可证，包括IBM,Apple,DEC,Adobe,SiliconGraphics,,OracelHP,Toshiba，以及最不情愿的Microsoft。

这一点说明，Java已经得到了工业界的认可。

2.众多的软件开发商开始支持Java的软件产品。

例如：

Borland公司开发的基于Java的快速应用程序开发环境Latte。

Borland公司的这一举措，推动了Java进入PC机软件市场。

Sun公司自己的Java开发环境JavaWorkshop。

数据库厂商如：

Illustra,Sysbase,Versant,Oracle都在开发了支持HTML和JavaCGI接口。

今天是以网络为中心的计算时代，不支持HTML和Java，应用程序的应用范围只能限于同质的环境。

3.Intranet正在成为企业信息系统最佳解决方案，而其中Java将发挥着不可替代的作用。

Intranet的目的是把Internet用于企业内部的信息系统，它的优点表现在：

便宜、易于使用和管理。

用户不管使用何种类型的机器和操作系统，界面是统一的Intrnet浏览器，而数据库、Web页面、应用程序（用Java编的Applet）则存在WWW服务器上，无论是开发人员，还是管理人员，或是用户都可以受益于该解决方案。

Java语言正在不断的发展和完善自己，Sun公司是主要的发展推动者，较通用的编译环境有JDK（JavaDevelopKit）与JWS（JavaWorkshop）。

还有很多其他公司正在开发Java语言的编译器与集成环境，预计不久Java语言的正确性与效率都将会提高，用户用Java编程和现在用C++编程一样方便。

（一）Java语言已具备清晰的框架结构

目前，以SUN公司公布的JAVA最新框架结构为标准，将Java语言以Java2为中心，其组成分为了3个部分：

1）企业版J2EE。

该版本是面对各大企业环境为中心而开发的一种以应用程序为主体的计算机网络平台，其中还包括3个层次：

EJB、JSP、和SERVSLT；2）标准版J2SE。

其中，Java核心编程为图形用户界面的编程、工具包程序的编写以及数据库的程序编写等；3）微型版J2ME。

该版本一直以消费品和各种嵌入式设备的网络应用平台为研究中心，主要涉及的领域为手机、手机中的各种无线游戏等。

其核心技术为移动信息设备小程序。

从目前Java语言的应用及推广来看，标准版的更符合大众需求，它以其简单方便的特点赢得市场好评。

（二）推动了PC时代的发展

计算机的诞生及广泛应用推动了IT领域的发展，但现在的计算机早已不是访问INTERNET的唯一的途径。

目前，各类更具信息化的电子产品成为一股新的力量进入IT领域，推动了PC时代的大发展。

由于各种消费信息的急剧增加，传统的客户机的各方面条件。

均不如PC，PC的发展对服务器的应用管理体统也提出了更高标准。

然而，Java语言完全满足了PC的条件，在减少内存，直接在各类电子产品中运行，在网络中可被任何设备所识别，充分利用网络资源等方面有所突破创新，为PC时代的发展创造了有力条件。

（三）多元化的应用系统

Java语言所面向的客户主要为计算机中的各种应用系统、应用工具以及现代化家电等。

在JAVA语言的实时开发领域方面，IBM公司首先开发出了适应于工业操作环境的一种嵌入式系统，以此，可以看出Java语言在工业领域的开阔前景。

随着Java语言的诞生和发展更加的深入人心，各大知名商家陆续购买Java的许可证，纷纷投入了对Java语言的研究与开发中。

因此，可以看出，多元化的应用系统为Java以及各个领域的应用平台注入了无线的生机与活力。

JAVA语言的发展趋势

（一）在IT产业的应用方面

最初Java语言为与数据库联系紧密设计了Javaservlet和SQL-J技术，以及JSP技术。

最为重要的是JSP技术的迅猛发展，使JAVA语言的网络应用更为实际化、更高效快捷，成为IT产业首选的技术。

JSP以Java语言作为其服务器端的使用语言，结合了JAVASCRIPT等多种其他客户端语言，使网络浏览器更为方便的展现。

另外，从目前Java发展前景来看，我国更多企业倾向于JAVA/J2EE技术，将其作为应用程序开发的首要选择方案。

由于数据方面的程序设计以及逻辑方面的程序控制已成为我国企业环境程序应用的关键技术，并且这些都体现了JAVA语言的优势，因此，在Java语言的实际应用中，企业版越来越受到各大企业的欢迎。

（二）在嵌入式设备研究应用方面

Java语言近几年被广泛应用于移动电话、各种信息化家用电器等方面，甚至IC卡等小型电子产品中也有所涉及。

从Java语言的发展趋势来看，这种嵌入式的研究应用范围将会进一步扩大，甚至覆盖更多的电子信息产品，方便人们生活。

（三）在移动通信方面

近几年来，我国移动通讯业已开始了Java语言的应用。

移动的运营方通过Java语言所创造的网络平台为客户提供了更加丰富的网络活动及网络信息。

例如：

1、更加丰富生动的手机游戏。

通过Java语言的应用，手机游戏图像更加丰富、更具吸引力，消费者还可根据自身的需要通过Java语言所建立的网络平台从网上下载适合自己的游戏，进一步满足消费者的需求；

2、电商交易更加方便快捷。

通过Java语言的开发与应用，各手机使用者可根据自身需要通过Java平台进行机票及酒店预订等。

消费者还可操作简易的股票买卖等活动；

3、更加方便地进行网上阅读等活动。

随着Java语言的使用，手机用户可根据个人爱好，随时随地地下载自己喜欢的书籍进行阅读，大大方便人们生活。

另外，Java语言中的企业版已广为被各大商家所运用，而且，Java技术也已成功推动了全球无线技术应用的发展，为各种无线通信、游戏市场创造了良好的商机。

1.3创新点

1.3.1主要解决的问题

开放式网上课堂智能管理是一种运用虚拟现实技术模拟真实课堂的计算机教学软件。

它采用多媒体技术在计算机上建立虚拟课堂环境，提供在线学习的资源，使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成课前预习、课后复习、提高教学速率与效率；这种虚拟课堂的设计，不仅可以培养学生的自主学习能力而且老师不再需要打印试卷以及批判试卷，取而代之的是在线考试，当场给出正确答案及分数，大大节省了老师同学们的时间和精力。

学生可根据每个科目的教学课件进行预习，提前知道本节课将要学习的内容以及重难点，课后也可以在线完成老师布置的作业，然后提交。

这样一来，自主学习能力可以大大提升，让同学们真正融入到有计划的学习。

1.3.2设计内容简介

虚拟课堂主要通过Android手机客户端、数据库两大部分组成，简单方便是本设计的最大特点。

图1-2设计主要结构　

该系统采用了Java语言来进行通信实现，Android端和PC端通过Socket进行网络连接通信。

Android端做成APP模式，运行时通过WIFI或蓝牙连接服务端，在PC端使用Java的OSGi框架。

在Android手机上经过反复测试，手机连接Server的时间小于3s，PC端对手机控制命令的响应时间小于5s，并能实现手机端对PC端的访问控制、操作。

本系统采用了Java技术以及Android开发技术，用这两种主流技术建立了虚拟课堂环境，其功能是帮助老师记录课堂的学生进出信息，能通过RFID刷卡对学生的进出进行记录，并显示进出人员信息。

并且可以通过手机进行网页进入界面，来实现通过手机来获取课堂的学生信息。

在学生上课之前可以在掌上虚拟课堂进行资料查看，预习，课前辅导，做好充足的准备，通过刷卡方式登录系统，减少教师点名所浪费时间，简单方便的进行学生出席情况，完成整个教学工作。

其系统功能图如下：

图1-3系统功能

1.3.3文档框架

Android的系统架构：

Android的系统架构采用了由下至上的分层的结构，使下层为上层提供统一的服务。

各层各司其职，本层及以下层发生变化不会影响上层，避免了各层的差异，图1是一张公开的关于Android体系结构架构图：

图1-4Android的系统架构

从图中可以看出，Android系统分为四个层面，从底层到高层分别是：

Linux核心层（LINUXKERNEL）

Linux核心层负责硬件的驱动程序、网络、电源、系统安全以及内存管理等功能。

Android的核心系统服务依赖于Linux2.6内核，同时作为硬件和软件层之间的抽象层，隐藏了具体的硬件特性，并为上一层提供统一的标准服务。

库（LIBRARIES）和运行环境层（ANDROIDRUNTIME）：

库和运行环境层包含了标准C函数库Libc、OpenSSL、SQLite等以及支持游戏开发2DSGL和3DOpenGL|ES，并负责解释和执行生成的Dalvik格式的字节码。

核心库提供了Java编程语言核心库的大多数功能。

每一个Android应用程序都在自己的进程中运行，并拥有各自独立的Dalvik虚拟机实例。

应用程序框架层（APPLICATIONFRAMEWORK）：

普通开发这可以使用Android基本应用程序使用的系统API，Android应用框架中的各个模块都可以被复用，各种服务也可以被复用。

该层复用机制使用户可以方便的替换程序组件。

应用程序层（APPLICATIONS）：

应用程序层内含有Android内置的GoogleMaps、E-mail、即时通信工具、浏览器等，开发人员开发的程序也将置于该层，并同内置程序有平等的位置，可以相互调用和替换。

这类应用基本都是通过Java语言编写的，能够独立的完成某些功能的应用程序。

开发人员可使用应用框架提供的API编写自己的应用程序。

1.4Android平台数据存储方式

基于Android平台的数据存储方式分外