（计算机应用技术专业论文）基于android的网络化遥控器系统的研究与实现.pdf

摘要 随着网络时代的来临，各式各样的移动终端也正一步步走入人们的生活， 成为人们获取外界信息的主要途径。与此同时，随着信息社会的发展，人们对 信息的需求量在不断的增加。传统的电视遥控器采用独立的工作模式，它们无 法获取外界的信息，难以满足现代生活的需求。与普通遥控器相比，结合了先 进的移动终端技术和网络通讯技术，网络化遥控器不仅具有传统遥控器的功能， 同时还能提供全方位的信息交换功能，帮助用户获取电视节目预告信息，有助 于人们合理安排，节省时间和资源。a n d r o i d 平台为开发者提供了丰富的界面开 发组件，灵活的内部机制和完备的数据库引擎。而且a n d r o i d 是一个开源平台， 不但可以降低软件成本，而且方便进行底层移植。 本文首先给出了课题的研究背景，然后对当前流行的移动终端平台的现状 和优缺点进行了阐述。进而详细的分析了a n d r o i d 平台的功能特征、体系结构。 接着解析了a n d r o i d 应用程序的组成，重点介绍a c t i v i t y 的生命周期和i n t e n t 的 意义。最后基于a n d r o i d 平台，设计并实现了一个网络化遥控器的应用程序。该 应用程序主要包括h o m e 、s e a r c h 、t vi i l f o 、p r o gi n f o 、m ys e l e c t i o n 、m yc o n t r o l 六个应用模块。h o m e 模块负责初始化数据，同时用来显示推荐的视频点播节目。 s e a r c h 模块负责提供视频点播节目的搜索功能。t vh l f o 模块负责显示频道节目 的预告信息。p r o gi n f o 模块负责显示某个节目的详细信息，并提供观看和收藏 该节目的功能。m ys e l e c t i o n 模块负责管理用户收藏的所有节目，同时自带有 个闹钟模块，用于提醒用户收看到点的收藏节目。t vc o n t r o l 模块主要负责遥控 电视，包括切换频道和开启关闭机顶盒。 本程序提供的界面环境友好、操作简便，响应迅速；系统基本上实现了需 求设计的全部功能，而且已经有实物样本出产；系统经过反复测试，可以保证 运行稳定。 关键字：a n d r o i d ；遥控器；广播机制；数据库；手势识别 a b s tr a c t w i t ht h ea d v e n to ft h ei n t e r n e tt e c h n o l o g y ，aw i d er a n g eo fm o b i l et e r m i n a l sa r e e n t e r i n gi n t op e o p l e sl i v e sg r a d u a l l ya n db e c o m i n gt h em a i nm e a n st oa c c e s st o i n f o r m a t i o no u t s i d e a tt h es a m et i m e ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o ns o c i e t y ， t h er e q u i r e m e n tf o ri n f o r m a t i o no fp e o p l ei s c o n s t a n t l yi n c r e a s i n g i na d d i t i o n , b e c a u s et h ei n d e p e n d e n c eo ft r a d i t i o n a lr e m o t ec o n t r o l ，t h e yc o u l dn o tg e tt h e i n f o r m a t i o no u t s i d ea n ds a t i s f yt h er e q u i r e m e n to fm o d e r nl i f e c o m p a r e dw i t h n o r m a lr e m o t ec o n t r o l ，t h en e t w o r k i n gr e m o t ec o n t r o lh a sc o m b i n e dt h et e c h n o l o g y o fa d v a n c e dm o b i l ed e v i c e sa n dn e t w o r kc o m m u n i c a t i o n ，s ot h a ti tn o to n l yi n c l u d e s t h ef u n c t i o n so ft r a d i t i o n a lr e m o t ec o n t r o l ，b u ta l s op r o v i d e saf u l lr a n g eo f i n f o r m a t i o ne x c h a n g ec a p a b i l i t i e st h a tw i l lh e l pu s e r sg e tt h ei n f o r m a t i o no ft v g u i d e i tw i l lh e l pp e o p l et om a k er e a s o n a b l ea r r a n g e m e n t st os a v et i m ea n dr e s o u r c e s a n d r o i dp l a t f o r mh a sp r o v i d e dr i c hu id e v e l o p m e n tw i d g e t s ，f l e x i b l ei n t e r n a l m e c h a n i s ma n dc o m p l e t ed a t a b a s ee n g i n et oa n d r o i dd e v e l o p e r s m o r e o v e r , a sa l l o p e ns o u r c ep l a t f o r m ，a n d r o i dc o u l dn o to n l yr e d u c et h ec o s to fs o f t w a r eb u ta l s o f a c i l i t a t et op r e c e d eu n d e r l y i n g 伊a f t a tf i r s t ，t h i sp a p e re x p l a i n st h er e s e a r c hb a c k g r o u n do ft h i sp r o j e c t ，a n dt h e nt h e a c t u a l i t y , m e r i t sa n dd e m e r i t so fc u r r e n tp o p u l a rm o b i l et e r m i n a lp l a t f o r m sh a v eb e e n d e s c r i b e d f u r t h e rd e t a i l e da n a l y s i so ft h ef u n c t i o n a lc h a r a c t e r i s t i c sa n da r c h i t e c t u r e o ft h ea n d r o i dp l a t f o r mh a s 酉v e n a f t e rt h a t ，r e s o l v e st h ec o m p o s i t i o no fa n d r o i d a p p l i c a t i o n s ，f o c u s i n go nt h el i f ec y c l eo fa c t i v i t ya n ds i g n i f i c a n c eo fi n t e n t f i n a l l y ， b a s e da n d r o i dp l a t f o r m ，h a sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e dan e t w o r k i n gr e m o t ec o n t r o l a p p l i c a t i o n t h ea p p l i c a t i o ni n c l u d e ss i xa p p l i c a t i o nm o d u l e s ，n a m e l yh o m e ，s e a r c h ， t 、，i i l f o ，p r o gi i l f o ，m ys e l e c t i o n , m yc o n t r 0 1 h o m em o d u l ei sr e s p o n s i b l ef o r i n i t i a l i z i n gd a t a , u s e dt od i s p l a yv o dp r o g r a m sr e c o m m e n d e d s e a r c hm o d u l ei s r e s p o n s i b l ef o rp r o v i d i n gs e a r c hf u n c t i o nf o rv o dp r o g r a m s r i i l f 0i sr e s p o n s i b l e f o rd i s p l a y i n gt h ef o r e c a s ti n f o r m a t i o no fl i v ep r o g r a m p r o gi n f om o d u l ei s r e s p o n s i b l ef o rd i s p l a y i n gt h ed e t a i l so fap r o g r a ma n dp r o v i d i n gw a t c h i n ga n d c o l l e c t i o nf u n c t i o n so ft h ep r o g r a m m ys e l e c t i o nm o d u l ei s r e s p o n s i b l e f o r m a n a g i n ga l lt h ep r o g r a m sc o l l e c t e d ，a n di tc o m e sw i t ha na l a r mm o d u l et h a tu s e dt o r e m i n dt h eu s e rt ow a t c hc o l l e c t e dl i v ep r o g r a m sw h e nt i m ei su p 1 vc o n t r o l m o d u l ei s m a i n l yr e s p o n s i b l ef o rc o n t r o l l i n gt vr e m o t e l y ，i n c l u d i n gs w i t c h i n g c h a n n e l sa n dt u r n i n go n o f fs e t - t o pb o x t h i sp r o g r a mh a sp r o v i d e da ne n v i r o n m e n t f r i e n d l yi n t e r f a c e ，i ti se a s yt o o p e r a t ea n dr e s p o n s ef a s t s y s t e m d e s i g nh a sr e a l i z e d a l lt h ef e a t u r e so fp r o j e c t r e q u i r e m e n t ，a n dt h e r ei sar e a ls a m p l eo fr e m o t ec o n t r o l l e r a f t e rr e p e a t e dt e s t i n g ， s y s t e mc o u l dg u a r a n t e eas t a b l eo p e r a t i o n k e y w o r d s ：a n d r o i d ；r e m o t ec o n t r o l ；b r o a d c a s tm e c h a n i s m ；d a t a b a s e ；g e s t u r e r e c o g n i t i o n h i 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 、) 签名：乏包日期：鲨! ! ：主：暨 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的 全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有 关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息 服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) 凯导师( 签名) 动可日期神。 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 课题简介 第1 章绪论 r e m o t ec o n t r o l 是一个基于a n d r o i d 系统的网络遥控器的应用程序。该遥控 器可以通过w i f i 设备连接到i n t e m e t ，从电视运营商提供的服务器下载节目预 告信息，保存在遥控器内部的数据库中。用户通过遥控器可以轻松的查看频道 ( l i v e ) 节目预告信息和节目内容的详解介绍，并且可以将感兴趣的节目收藏起来， 当被收藏的节目开始的时候，遥控器会以闹铃的方式提醒用户收看。遥控器还同 时提供了视频点播( v o d ) 节目的浏览和搜索功能。该遥控器将通过红外装置 ( i r d a ) 与机顶盒( s t b ) 通信，根据用户的操作遥控电视机。 1 2 课题研究的背景及意义 伴随着网络设备以及数字信息产品的相继问世，第三代数字通信( 3 g ) 技术经 过多年发展，开始获得人们的广泛接受。在移动设备的革命中，移动终端设备已 经跨越了仅仅将通信作为唯一目标的模式，而变成具有更多市场的微型计算机平 台。随着通信设备和移动计算的巨大发展，人们在日常工作及生活中将会获得更 为丰富的服务和信息。这种无处不在而且真正移动的通信方式，正在给我们的工 作方式、生活方式以及我们的交流方式甚至对周围世界都产生着巨大的影响【。 2 0 0 7 年1 1 月，g o o g l e 推出了基于l i n u x 平台的开放性移动设备综合平台一 - - a n d r o i d 。从软件层次上来说，其结构包括了一个操作系统，中间件以及一些 关键的平台应用程序。由于其主要目标是应用于移动电话，因此拥有手机工作所 需的全部应用。a n d r o i d 是一种基于l i n u x v 2 6 内核的综合操作环境。一开始， a n d r o i d 的目标是定位于移动电话领域，其中包括智能手机或更为普通的平板手 机等。但是，以a n d r o i d 丰富的功能支持和全面的计算服务，它完全有能力拓展 到移动电话以外的市场，比如掌上电脑和上网本。a n d r o i d 同样也可以用于其他 的移动终端i 到。 a n d r o i d 平台最大的优势在于它是一个开放性的体系架构。g o o g l e 为其提供 了非常丰富的开发和调试环境，同时a n d r o i d 还提供了各种可扩展的用户体验。 a n d r o i d 里面具有对数据库的支持功能，多媒体功能，非常丰富的图形系统和功 能强大的浏览器1 3 j 。 a n d r o i d 是谷歌与开放手机联盟联合开发的，该联盟由包括中国移动、摩托 罗拉、爱立信、宏达、宏基和t m o b i l e 在内的3 3 家手机制造业，软件商和无线 武汉理工大学硕士学位论文 应用的领军企业组成。通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各方结成 深层次的合作伙伴关系，希望通过建立开放式、标准化的移动手机软件平台，在 整个移动产业内形成一个开放式的生态系统。此举必会推进移动产业创新更好、 更快的发展，从而在不远的将来为用户提供各种各样不可预知的服务和应用【4 j 。 随着网络时代的来临，各式各样的移动终端也正步步走入人们的生活，成 为人们获取外界信息的主要途径。与此同时，随着信息社会的发展，人们对信息 的需求量在不断的增加。传统的电视遥控器采用独立的工作模式，它们无法获取 外界的信息，难以满足现代生活的需求。与普通遥控器相比，结合了先进的移动 终端技术和网络通讯技术，网络化遥控器不仅具有传统遥控器的功能，同时还能 提供全方位的信息交换功能，帮助用户获取电视节目预告信息，有助于人们合理 安排，节省时间和资源，优化人们的生活方式，为人们提供舒适、便利的家庭生 活空间。 1 3 相关智能移动终端平台的现状分析 智能移动终端平台一般应用于手机、掌上电脑、上网本等移动终端上。目前 主流的智能移动终端平台主要有s y m b i a n 、i p h o n eo s 、w i n d o w sm o b i l e 和p a l m o s 四种种。而g o o g l e 推出的a n d r o i d 由于其免费开源的特性，市场发展潜力被 广泛看好。 1 3 1s y m b i a n0 s s y m b i a n 操作系统是由诺基亚、索尼爱立信、摩托罗拉、西门子等几家大型 移动通讯设备商共同投资，设计的手机操作系统，它包含由s y m b i a nl t d 所提供 的相关函式库、用户界面架构和共用工具的参考实现，它的前身是p s i o n 的 e p o c ，并且以独占的方式的执行于a r m 处理器。 s y m b i a n 是以e p o c 为基础，其架构类似于许多桌面操作系统，它也包含先 占式、多线程和内存保护。s y m b i a n 认为无线通讯设各除了要提供声音沟通功能 外，同时也应具有其它种沟通方式，如触摸笔、键盘等。在硬件设计上，它可以 提供多种不同风格的外型，如使用真实或虚拟的键盘，在软件功能上可以容纳许 多功能，包括与他人互相分享信息、传输数据、浏览网页、管理个人生活行程以 及收发电子信件或传真等。s y m b i a n 的最大优势是在于它是专为便携式设备而设 计。归功于使用s y m b i a n 风格的编程理念、清除堆栈、和节省内存，将这些功能 与其他技术搭配使用，会降低内存使用量且内存泄漏量极少。以至在有限的资源 下，可以执行数月乃至数年。类似技术也运用于节省磁盘和记忆卡使用空间。再 2 武汉理工大学硕士学位论文 者，s y m b i a n 的编程是使用事件驱动，当应用程序没有事件可处理时，会关闭 c p u 。这是通过一种叫主动式对象的编成理念实现的。正确的使用这些技术可节 省电量，有效地延长电池使用时间。也正是这些技术让s y m b i a n 的c + + 变得相当 专业，并有着过陡的学习曲线。不过，许多s y m b i a n 的设备也可以利用v i s u a l b a s i c 、p y t h o n 、o p l 、s i m k i n 以及p e r l 搭配j 2 m e 和自行开发的j a v a 来使用。 通常，s y m b i a n 机型所采用的硬件配置较低，且各类机型采用的的处理器主 频较低，虽然系统可以使其获得较高的处理效能，但是在多媒体等方面的表现依 然不尽如人意。在多媒体方面，s y m b i a no s 对主流的媒体格式的支持性较差。 s y m b i a no s 虽然采用多种平台，来适应不同人群和各类需要，但是这同样也给 s y m b i a no s 带来了一种限制性的发展障碍。各个平台之间第三方软件不兼容， 且软件开发商多专注于某一个平台，大大减少了各个平台上可用的第三方软件， 给用户带来了一定的不便。版本之间兼容性差也是s y m b i a no s 需要改进的一个 地方，每当新版本的s y m b i a no s 发布并有产品面世时，系统的兼容性便成了其 发展的一个大敌。相当多的一部分软件都需要软件开发商跟进，开发出新的版本 才能得以解决。s y m b i a n 另一个缺点是细节注意不够，由于s y m b i a n 只提供给厂 商一个内核及u i ，很多细节功能需要厂商去添加，但是很多厂商将着眼点放在 了产品的多功能及综合性能等方面，往往忽略了一些基本的功能。某些机型甚至 连工作日闹钟这类功能都需要第三方软件才能实现，这无疑给不熟悉s y m b i a n 的用户的带来了极大的不便1 5 叫。 1 3 2i p h o n e0 s i p h o n eo s 或o sxi p h o n e 是苹果公司专为i p h o n e 开发的移动操作系统。它 主要是使用在i p h o n e 、i p o dt o u c h 以及i p a d 上。如同其基于的m a co sx 操作系 统一样，它是基于d a r w i n 的。i p h o n eo s 的系统架构可分为四个层次：核心操作 系统层( t h ec o r eo sl a y e r ) ，核心服务层( t h ec o r es e r v i c e sl a y e r ) ，媒体层( t h em e d i a l a y e r ) ，可轻触层( t h ec o c o a t o u c hl a y e r ) 。整个操作系统占用的存储空间大概为 5 1 2 m b 。 基于大型多触点显示屏和领先性新软件，i p h o n e 引入了全新的用户界面，让 用户只用手指即可控制i p h o n e 。i p h o n e 移动设备同时也开创了软件尖端功能的新 纪元，重新定义了移动电话的功能。 i p h o n e 和i p o dt o u c h 上使用的是基于a r m 架构的中央处理器，而不是苹果 的麦金塔计算机使用的x 8 6 处理器( 如以前的p o w e r p c 或m c 6 8 0 x 0 ) ，它使用的 o p e n g le s1 1 是由p o w e r v r 视频卡渲染的。因此，m a co sx 操作系统上的应 3 武汉理工大学硕士学位论文 用程序不能直接复制到i p h o n eo s 上运行。他们需要针对i p h o n eo s 的a r m 重 新编写，比如s a f a r i 网络浏览应用程序。从i p h o n eo s2 0 开始，通过审核的第 三方应用程序，已经能够通过苹果的a p ps t o r e 进行发布和下载了。另外苹果至 今仍没有宣布任何计划允许i p h o n e 运行j a v a q 。 1 3 3win d o w sm o biie 微软推出的w i n d o w sm o b i l e 是专为p o c k e tp c 掌上电脑和s m a r t p h o n e 智能 手机设计的移动软件平台。w i n d o w sm o b i l e 将用户熟悉的w i n d o w s 个人电脑操 作系统拓展到了个人移动设备中，其基础为w i n3 2a p i ，优势是：界面类似于台 式机的w i n d o w s ，方便熟悉电脑的人操作；自带应用软件丰富，内置o f f i c ew o r d 、 e x c e l 、p o w e rp o i n t ，内置i n t e m e te x p l o r e r 、m e d i ap l a y e r ：与电脑同步非常便捷， 完全与o u t l o o k 、o f f i c ew o r d 、e x c e l 等兼容；强大的多媒体功能支持，借助第 三方软件可播放几乎任何流行格式的音频和视频文件；触摸式操作，可与i p h o n e 相媲美；极为丰富的第三方软件，尤其是词典，卫星导航软件均可运行。此外， 由于该平台的智能手机在采用的硬件配置( 如内存、储存卡容量等) 上也较其它平 台的智能手机高得多，因此性能更为强劲，操作起来反应快捷。但是，这种手机 也有其一定的缺点，如因配置高、功能多而产生耗电量大、电池续航时间短、硬 件采用成本高；对不熟悉电脑的人来说操作较为复杂；体积略大，许多操作需要 使用触摸笔等【引。 1 3 4p a i m0 s p a l mo s 是p a l m 公司开发的专用于掌上电脑上的一种3 2 位的嵌入式操作系 统，它在掌上电脑市场上占主导地位，特别是曾一度占据9 0 的市场份额。p a l m o s 是早期由u sr o b o t i c s ( 后来被3 c o m 收购，后期再独立改名为p a l m 公司) 研制的专门用于其掌上电脑产品p a l m 的操作系统。 由于它是专为p a l m 产品设计和开发的操作系统，而其产品由推出时就超过 了苹果公司的n e w t o n 而取得了极大的成功，所以p a l mo s 也因此声名大噪。随 后i b m 、s o n y 、h a n d s p r i n g 等厂商均取得了p a l mo s 的授权，使用到其旗下产 品中。 易于使用的p a l mo s 操作系统，运作占用的内存与处理器资源较小，速度也 很快。但同样也是因为p a l mo s 对低功耗和低硬件要求的理念设计过分地追求， 而且不能支持多线程编程，在当今智能终端高速发展的市场似乎已经显得格格不 入i 引。 4 武汉理工大学硕士学位论文 1 4 论文组织结构 第1 章首先阐述了课题研究内容、背景和意义，然后对目前较流行的智能移 动平台的发展状况和优缺点进行了介绍。 第2 章首先分析了a n d r o i d 平台的功能特征，然后对a n d r o i d 的体系结构进 行了深入的剖析，最后介绍了a n d r o i d 开发环境的搭建步骤。 第3 章首先介绍了a n d r o i d 应用工程的文件组成，然后对a n d r o i d 的应用程 序的四个构成组件逐一进行了详细介绍，接着对a c t i v i t y 的生命周期进行了详尽 的分析，最后对i n t e n t 的概念，属性以及其主要用途做了阐述。 第4 章对遥控器系统项目设计需求进行了详细的讲解。给出了项目界面设计 方案，重点介绍了界面跳转流程、操作方式以及各模块相关功能点。 第5 章论述了遥控器系统红外模块、数据存储模块、数据处理模块、应用模 块的设计和实现过程。同时对a n d r o i d 应用程序开发中的界面开发、数据库、x m l 解析、多媒体、线程通信机制、广播机制、i n t e n t 机制等知识点进行了详细的讲 解。 第6 章总结了课题研究的主要成果，也分析了依然存在的不足，并对今后的 进一步研究方向作出了展望。 5 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章a n d r oid 平台概述 a n d r o i d 是一个移动设备的软件平台，是由l i n u x + j a v a 构成的开源软件， 其软件层次结构包括了一个操作系统( o s ) ，中间件( m i d d l e w a r e ) ，和一些关键的 平台应用( a p p l i c a t i o n ) 。它开源了基于l i n u x 内核以上的开发工具，从而保证了 内容的可移植性和多样性。 2 1a n d r o id 的功能特征 ( 1 ) 应用程序框架：应用程序架构内已经提供了一套多种不同的基础组件， 这些组件可重用可替代，将大大降低开发程序所需要的时间和精力。 ( 2 ) d a l v i k 虚拟机：a n d r o i d 使用的j a v a 虚拟机是一个自行开发的代号为 d a l v i k 的虚拟机技术，d a l v i k 虚拟机和标准的j a v a 虚拟机0 v m ) 相比硬 件兼容性更好。在保证兼容j a v aa p i 的同时，针对移动设备进行了大量 优化，该虚拟机占用资源更小，运行效率更高。 ( 3 ) 集成的浏览器：a n d r o i d 内置的浏览器是以w e b k i t 引擎为基础开发而成 的。w e b k i t 是一个开源浏览器引擎，同时w e b k i t 也是苹果m a co sx 系统引擎框架版本的名称，主要在s a f a r i ，d a s h b o a r d ，m a i l 和其他一些 m a co sx 程序使用。w e b k i t 中加入的w e b c o r e 排版引擎和j s c o r e 引 擎来自于k d e 的k h t m l 和k j s ，当年苹果在g e c k o 和k h t m l 之间 权衡以后，仍然选择了后者，就因为它拥有明确的源码结构以及极快的 渲染速度。 ( 4 ) 优化的图形系统：a n d r o i d 提供了优化过的图形系统。由强大的自定义二 维图形库和一个基于o p e n g le s1 0 标准的三维图形库组成。它们都是 非常快的图形引擎，并且提供硬件加速的支持。 ( 5 ) s q i _ , i t c 数据库：s q l i t e 提供结构化的数据存取。它是一款轻量级免费且 开放源码的数据库。它是基于嵌入式的目标而设计，因此占用非常少的 资源，需要很小的内存空间，但是处理速度仍然比较快。它虽然小巧， 但是对s q l 语句的支持毫不逊色于其他开源数据库，而且还支持事务 处理和并发处理等等【n 1 1 1 。 ( 6 ) 多媒体支持：o p e nc o r e 是a n d r o i d 的多媒体框架核心，所有的a n d r o i d 平台的音频和视频采集，播放的操作都是通过它实现的。a n d r o i d 支持 各种传统的音频、视频多媒体格式。a n d r o i d 还支持“播放u r l 地址 模式，即支持在线播放。同时，a n d r o i d 还支持如j p g 、p n g 以及g i f 6 武汉理工大学硕士学位论文 格式等各种常规的静态图像格式。a n d r o i d 同时还支持摄像头操作。 ( 7 ) g s m 技术：( 硬件相关) 全球移动通信系统( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s ) ，俗称“全球通，是目前使用最为广泛的移动电话标 准。全球有2 0 0 多个国家和地区，超过1 0 亿人正在使用g s m 手机。 g s m 标准的广泛使用和移动电话运营商之间签署的“漫游协定 ，使 得国际漫游的用户变得司空见惯。较之以前的标准，g s m 最大的不同 是它的信令和语音信道都是数字的，因此g s m 被视为第二代( 2 g ) 移动 电话系统。 ( 8 ) 蓝牙，e d g e ，3 g 和w i f i ：( 硬件相关) 蓝牙是一种保障移动设备进行短 距离通信( 通常在1 0 米以内) 的无线电技术。可以包括移动电话、p d a 、 无线耳机、笔记本电脑、相关外设等许多设备之间进行无线信息交换。 e d g e ( e n h a n c e dd a t ar a t ef o rg s me v o l u t i o n ) 是一种数字移动电话技 术，它是一种从g s m 向3 g 过渡的技术，作为一个2 g 和2 5 g ( g p r s ) 的延伸，有时也被称为2 7 5 g 。w i f i ，全称w i r e l e s sf i d e l i t y ，也称为 8 0 2 1 1 b 标准。众所周知，w i f i 的最大优势就是高传输速度，最快可以 达到1 1 m b p s ，另外它的有效距离也很长( 大约可以达到1 0 0 米) ，同时也 与现有的各种8 0 2 1 1 扩频设备兼容。 ( 9 ) g p s ：( 硬件相关) g p s ( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ) ，即全球定位系统。是 美国国防部开发的一种全天候的，空间基准的导航系统，通过g p s ，可 对位于全球任何地方或近地空间的军事用户的三维位置，三维运动以及 时间，进行连续精确地确认它是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。 它可以为全球表面绝大部分地x e ( 9 8 ) 提供准确的定位、测速和高精度 的时间标准。这个功能是开发a n d r o i d 应用程序时可以突出的特点之一。 ( 1 0 ) 丰富的刀= 发环境：a n d r o i d 拥有一整套强大的开发环境，包括设备模拟 器、调试工具、内存和性能检测工具等。它同时还提供有一个e c l i p s e 集成开发环境插件【1 2 1 5 1 。 2 2a n dr oid 体系结构介绍 a n d r o i d 的体系结构如图2 - 1 所示，其软件层次结构自上而下可以分为以下 几个层次。 应用程序( a p p l i c a t i o n ) ； 应用程序框架( a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ) ； 各种库( l i b r a r i e s ) 和a n d r o i d 运行环境( r u n t i m e ) ； 7 武汉理工人学硕士学位论文 操作系统层( 0 s ) 口 图2 - 1a n d r o i d 体系结构 2 2 1 应用程序( a p p ii c a t i o n ) a n d r o i d 的应用程序通常要涉及到用户交互和用户界面，这种程序是用户实 际能感觉到的。目前只能以j a v a 语言对a n d r o i d 的应用程序进行编写。a n d r o i d 自带的众多核心应用包括有桌蕊( h o m e ) ，电话( p h o n e ) ，联系人( c o n t a c t ) 和浏览 器( b r o w c n l 等。以此同时，应用程序的开发人员还可以利异j 应用程序框架堪提供 的a p i 实现自己的程序，这也是a n d m i d 歼源具备的巨大潜力所在。a n d m i d 作 为一个开放而强大的平台，为每一位程序开发者提供了公平竞争的机会，每一个 丌发者都可以加入到移动互联的世界，麸同促进移动互联的发展。 2 2 2 应用程序框架( a p p ii c a t i o nf r a m e w o r k s ) 普通的，r 发者均可以像a n d r o i d 核心应用程序一样使用系统a p i 。a n d r o i d 提供的应用开发框架设计的非常槽巧，开发人员通过这套应用框架，可以重复利 用各种组件，也可以重复利用各种服务。所以开发人员应该很好地理解这套框架 的工作机制，以开发出更好更巧妙的应用程序。 8 武汉理工大学硕士学位论文 下边列出了每个应用程序有可能会使用到的应用框架的部分。 丰富而又可扩展的视图( v i e w s ) 。这些视图包括列表( 1 i s t ) 、文本框 ( t e x t b o x ) 、按钮( b u t t o n ) 等。通过这些用户界面组件，可以构建应用程序 的视图部分，这部分也就是用户能看到的部分。 c o n t e n tp r o v i d e r s 。通俗地理解，c o n t e n tp r o v i d e r 是a n d r o i d 提供的一种 数据共享机制。通过这种机制，可以实现应用程序间的数据互访和共享。 r e s o u r c em a n g e r 。资源管理器负责管理非代码资源的访问，比如国际化 字符串，图片资源、x m l 布局文件，外部字体文件以及音频和视频文 件等。 n o t i f i c a t i o nm a n a g e r 。通知管理器支持程序将自己的警示信息显示在系 统状态栏上的功能。例如，当收到新短信的时候，可以添加一个有新短 信的消息到状态栏上，以通知用户。 a c t i v i t ym a n a g e r 。活动管理器负责管理应用的生命周期，并且提供了应 用页面退出的机制。在a n d r o i d 应用中，每一个应用一般是由多个页面 组成的，而每个页面对应的就是个a c t i v i t y 。也就是说，可以认为 a n d r o i d 的应用是由多个a c t i v i t y 的交互构成的( 当然，也不排除某些应 用只有一个a c t i v i t y 的情况) 。 2 2 3 程序库( l i b r a ri o s ) a n d r o i d 包含一些c c + + 库，这些库可以使用在a n d r o i d 系统中的不同组件 中，该核心库为j a v a 编程语言核提供了最核心的库函数。它们通过a n d r o i d 应 用程序框架为开发者提供服务，以下是一些核心库。 系统c 库。一个继承自b s d 的标准c 系统函数库( 1 i b c ) ，它是专门为基 于嵌入式l i n u x 的设备定制的。 媒体库。基于p a c k e t v i d e o 公司的o p e n c o r e ，该库支持多种流行的音 频、视频格式播放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括 m p e g 4 ，h 。2 6 4 ，m p 3 ，a a c ，a m r ，j p g ，p n g 。 s u r f a c em a n a g e r 。对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提供了二 维和三维图像的无缝融合。 l i b w e b c o r e 。一个最新的w e b 浏览器引擎，用来支持a n d r o i d 浏览器和 一个嵌入式的w e b 视图。 s g l 。底层的二维图像引擎。 3 dl i b r a r i e s 。是种非常快的图形引擎，是基于o p e n g le s1 0a p i s 来 9 武汉理工大学硕士学位论文 实现的，该库可以使用硬件3 d 加速( 如果可用) ，或者使用高度优化的 三维软件加速。 f r e e t y p e 。位图( b i t m a p ) 和矢量( v e c t o r ) 字体的显示。 s q l i t e 。一个功能强大的轻量级关系型数据库引擎，对于所有应用程序 可用。它的设计目标是嵌入式，目前已经在很多嵌入式产品中使用了它， 它占用的资源非常低，处理速度却很快。 2 2 4a n d r o id 运行环境( r u n tim e ) a n d r o i d 包括了一个核心库，该核心库为j a v a 编程语言核心库提供了大多数 功能。 在a n d r o i d 中，每一个应用程序都在各自的进程中运行，都拥有一个独立的 d a l v i k 虚拟机实例。d a l v i k 被设计成一个设备，可以同时高效地运行多个虚拟系 统。在d a l v i k 虚拟机中执行的d a l v i k 可执行文件( d e x ) ，该可执行文件专为小内 存使用做了优化。同时虚拟机都是基于寄存器的，所有的类都经由j a v a 编译器 编译，然后通过s d k 中的“d x 命令转化成d e x 格式，最终由虚拟机执行。 d a l v i k 虚拟机依赖于l i n u x 内核的功能，如底层内存管理机制和线程管理机 制。 2 2 5l i n u x 内核 a n d r o i d 的核心系统服务依赖于l i n u x 2 6 内核，如安全性、网络协议栈、内 存管理和驱动模型。l i n u x 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层f 1 6 - 2 0 l 。 2 3a n d r oid 开发环境搭建 在这里介绍a n d r o i d 以w i n d o w sx ps p 2 为平台，搭建e c l i p s e s + a d t 的开 发环境。a n d r o i d 通常选用e c l i p s e 作为应用程序开发环境。e c l i p s e 是著名的跨 平台的自由集成开发环境( i d e ) 。e c l i p s e 的本身只是一个框架平台，但是众多插 件的支持使得e c l i p s e 拥有其他功能相对固定的i d e 软件很难具有的灵活性。许 多软件开发商以e c l i p s e 为框架开发自己的i d e 。 2 3 1a n d r oid 软件开发包 ( 1 ) 安装j d k ：安装e c l i p s e 的开发环境需要j r e 的支持。首先在s u n 官方 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 网站上下载w i n d o w s 版本的j d k 6 ，网址为： h t t p ：j a v a s u n c o m j a v a s e d o w n l o a d s i n d e x j s p 。安装完后，设置j d k 环境 变量。 ( 2 ) 安装e c l i p s e ：e c l i p s e 的下载页面为：h t t p ：w w w e c l