毕业设计（论文）-校园导航系统的设计与实现.doc

南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 院 系： 计算机工程学院 专 业： 计算机科学与技术 题 目： 校园导航系统的设计与实现 指导者： 副教授 评阅者： 2014年5月 20 南 京毕业设计说明书（论文）中文摘要Android是目前使用人数最多的手机操作系统之一,它具有良好的开源性,具有良好的用户体验.这些特点使得Android操作系统一经推出,就迅速遭到人们的热捧,同时也也涌现出一大批优秀的应用和应用开发者。校园导航系统使用Java语言开发，运行在Android平台上，将用户的焦点集中到校园，更具针对性，能够更好的满足校园生活的需求。系统的主要功能有校园导航,周边导航,手机找回等主要功能,校园导航功能可以实现校园主要建筑物的导航,周边导航功能提供了周边区域的导航,手机找回功能大大提高用户找回手机的概率。本文重点介绍了校园东航系统设计的思路和相关的开发技术，并阐释了各功能模块的实现方法与关键技术。关键词 Android；校园导航；百度地图API毕业设计说明书（论文）英文摘要Title The Campus Navigation System DesignAbstractAndroidis currently one of thelargest number of usersof mobile phoneoperating system,It hasgoodopenness,gooduser experience.These features make the Android operating system by the introduction of a rapidly by the heat of people holding, at the same time also emerged a large number of excellent application and application developers.Campus navigation system is developed in the Java programming language, running on the Android platform, the users focus on the campus, more targeted, can better meet the needs of the campus life demand.Campus navigation systems main function and circumjacent navigation, such as mobile phones to retrieve the main function and the function of the campus navigation can achieve is the main building of the campus navigation, circumjacent navigation function provides the navigation of the surrounding area, mobile phone to retrieve function greatly improve the user to retrieve the phone probabilities.This paper introduces the campus Eastern system design ideas and development technology, and explains how each function module realization method and key technology.Key words Android, Campus navigation 目录 前 言1第一章 技术概述21.1 Android概述21.2 百度地图API概述51.3 SharedPreferences概述6第二章 软件需求分析62.1 需求分析62.2 系统功能模块图7第三章 系统主要模块简介83.1 校园导航模块83.2 周边导航模块83.3 手机找回模块83.4 数据实体类的设计8第四章 系统设计94.1 整体框架搭建94.2 SPLASH界面94.2 百度地图API相关114.3 校园导航功能144.4 周边导航功能234.5 手机找回功能264.6 系统其它功能30结 束 语32参考文献33致 谢34附录：英文技术资料翻译35南京工程学院毕业设计说明书（论文） 前 言目前，随着信息化时代的到来,人们对手机的依赖越来越强,特别是大学生这一群体。手机日益成为人们生活与工作中不可缺失的一块。与此同时,大学的校园通常具有面积大，建筑多，建筑布局分散的特点，这一特点给校园内每一位同学尤其是大一新生与家长造成的诸多不必要的麻烦。因此，开发一款针对校园的导航系统就显得弥足重要了。同时，为了满足同学们对校园生活的要求，校园周边的导航的重要性越发凸显出来。目前的很多导航提供商如百度、高德等,以大范围导航为首要目的，缺少了对校园这种广而杂的地区的细致导航。本系统作为一个独特的针对校园的导航系统,意在为同学们提供一个专为本校园定制的校园导航系统。第一章 技术概述系统主要用到的技术有Android，百度地图API，使用SharedPreferences来存储数据。以下主要介绍这几种技术。1.1 Android概述1.1.1 Android的系统架构Android是一种基于Linux操作系统的自由开源的操作系统，主要应用于手机,平板等移动终端。Android OS的系统架构和其他操作系统的的架构一样,都是采用了分层架构。Android的系统架构分为四层,从高层到底层分别为应用程序层,应用程序框架层,系统运行库和Linux内核层1）应用程序层Android会同一系列核心应用程序包一起发布,该应用程序包包括客户端程序,SMS短消息程序,联系人管理程序,地图,日历,浏览器等。所有的应用程序全都是使用Java语言编写的.2）应用程序框架层开发人员可以访问所有核心应用程序所使用的API框架。应用程序框架层大大简化了组件的重用,任何一个应用程序都可以发布它自身的功能模块,且任何其他应用程序都可以使用其所发布的功能模块,同样的,该应用程序重用机制也使得用户可以方便的替换应用程序组件。3）系统运行库Android系统包含一些C/C+库,这些库能被Android系统中不同的组件所使用。他们通过Android应用程序框架层为开发者们提供服务。4）Linux内核层Android系统是基于Linux内核的,其核心系统服务如内存管理,网络协议,安全性以及驱动等都依赖于Linux内核。图1.1 Android的系统架构1.1.2 Android的四大组件Android中有四大组件,分别是Activity活动,Service服务,ContentProvider内容提供者以及BroadcastReceiver广播接受者。1 Activity 一个Activity通常就是一个单独的屏幕,Activity之间使用Intent进行通信,Intent是四大组件通信的枢纽,Android应用中的每一个Activity都必须要在AndroidManifest.xml配置文件中进行声明,否则系统将不识别也不会执行该Activity。Activity具有四种启动模式。Standard：为默认操作模式,每次激活Activity的时候都会创建Activity,并将其放入任务栈中。singleTop：如果在任务的栈顶正好存在该Activity的实例,就重用该实例,否则就会创建新的实例并放入到栈顶(即使栈顶中已经存在该Activity实例,只要不在栈顶,都会创建实例)。singleTask：如果在栈中已经有该Activity的实例,就重用该实例(会调用实例的onNewIntent()。重用时,会让该实例重新回到栈顶,因此在它上面的实例将会被移出栈外,如果栈中不存在该实例,将会创建新的实例放入栈中。singleInstance：在一个新栈中创建该Activity的实例，并让多个应用程序共享栈中的该Activity实例。一旦更改模式的Activity的实例存在于某个栈中，任何应用在激活该Activity的时候，都会重用该栈中的实例，其效果相当于多个应用程序共享一个应用程序，不管是那个应用程序激活的该Activity都会进入同一个应用程序中。ServiceService用于在后台完成用户指定的操作,不与用户进行交互。Service有两种启动模式,一种是startService(),另一种是bindService(),两者具有以下区别:当服务使用startService()启动起来的,Service的状态为start,这个服务的生命周期就与调用它的应用程序无关,并且可以再后台无限期的运行,即使调用它的组件已经被销毁。因此,服务需要在完成任务后调用stopService()方法进行停止,或者由其他组件调用stopService()方法进行停止。当服务使用onbindService()启动的时候,调用者就与服务绑定在一起了,调用者一旦退出,服务也就被终止,服务的生命周期调用者的生命周期相同。服务也都必须要在AndroidManifest.xml配置文件中进行声明,否则服务讲不起效果。ContentProviderAndroid平台提供了ContentProvider使应用程序的指定数据能够提供给其他应用程序。其他的应用程序可以通过ContentResolver类从该内容提供器中存入或获取数据。只有需要在多个应用程序间共享数据的时候才需要内容提供者,使用这种方式可以统一数据的访问方式。ContentProvider实现了数据的共享,ContentProvider用于保存和获取数据,并使该应用程序的数据对所有应用程序可见。这是不同应用程序间共享数据的唯一方式,因为Android没有提供所有应用程序共同访问的公共数据存储区。BroadcastReceiver应用程序可以对外部事件进行过滤以及相应,也可以对指定的外部事件进行接收并作出响应。广播接收者没有用户界面,但是它可以启动一个activity或service来响应他们收到的信息,或者使用NotificationManager来通知用户。广播接收者的注册有两种方法,分别是程序动态注册和AndroidManifest.xml清单文件中进行静态注册。动态注册广播接收者的特点是当用来注册的Activity关闭后,注册的广播也就失效了。使用静态注册方式无需担忧广播接收者是否被关闭,只要设备是开机状态,广播接收者也是打开着的。1.2 百度地图API概述百度地图API是一套专为开发者们免费提供的基于百度地图的应用程序接口,包括Web服务,静态地图,Android,IOS,JavaScript等多种版本,提供了包括定位服务,基础地图,导航服务,周边检索,全景地图,路线规划等功能,适用于移动端,PC端,服务器等多种设备,多种操作系统下的地图应用开发。通过使用这一套API,开发者能够轻松的为应用程序实现精确高效的地图相关服务,百度地图API免费开放,接口使用无次数限制。在使用前,需要在百度地图API官网上申请密钥之后才能使用。1.3 SharedPreferences概述SharedPreferences是Android平台上的一种轻量级存储类,它常常用来保存应用程序的一些配置信息,比如Activity暂停的时候,将此Activity的状态保存到SharedPreferences中;当Activity重载时,系统回调方法onSaveInstanceState时,再将保存的数据从SharedPreferences中取出SharedPreferences提供了Java常规的String,int,long等类型的数据的保存接口。SharedPreferences最终是以xml方式来保存,xml文件处理时会通过底层自带的本地XML Parser解析,比如XMLpull解析的方式,这样对于内存资源的占用会比较优化。SharedPreferences保存的数据具有四种操作模式:MODE_PRIVATE:为默认操作模式,代表该文件是私有数据,只能被应用本身所访问,在该模式下,写入的内容会覆盖原文件的内容MODE_APPEND:这种模式会检查xml文件是否存在,存在就往文件追加内容,否则就创建新的xml文件.MODE_WORLD_READABLE:表示当前文件可以被其他应用程序所读取.MODE_WORLD_WRITEABLE:表示当前文件可以被其他应用程序所写入第二章 软件需求分析2.1 需求分析本系统主要包含六个模块,各部分模块描述如下:1）校园导航：（1） 定位功能（2） 方向传感器（3） 校园覆盖物（4） 点击覆盖物显示建筑物详情2）周边导航：（1）定位功能（2）周边覆盖物（3）点击覆盖物显示建筑物详情3)校园主页： （1）链接到南京工程学院官网4) 南京景点： (1) 显示南京主要景点的介绍以及名称5) 手机找回：(1) 设置向导(2) 设置安全号码(3) 发送相应短信代码,手机根据代码执行相应内容(4) 输入坐标得到手机位置2.2 系统功能模块图2.2.1 系统功能模块图 周边学院简介南京景点手机找回发送短信代码获得手机坐标,得到手机位置SPLASH界面地图显示校园导航显示南京工程学院简介显示南京主要景点显示周边导航校园主页显示南京工程学院主页图2.1 系统功能模块图第三章 系统主要模块简介3.1 校园导航模块校园导航模块利用百度地图API,为使用者提供南京工程学院校园建筑物以及功能区域的导航。该模块将南京工程学院的建筑物等,通过百度地图坐标拾取系统,得到每个建筑物的经纬度坐标,利用坐标在百度基础地图上创建相应的覆盖物,让使用者对校园建筑物分布有一个初步了解。通过点击覆盖物能够得到建筑物的照片以及名称,让用户能过对校园建筑有个直观的了解。该模块还添加了方向传感器,优化使用者的使用体验。3.2 周边导航模块周边导航模块在百度地图提供的基础地图上,添加了对校园周边区域的标示,进入该模块后将显示百度基础地图,通过长按主界面,将弹出类别多选框,用户可以根据需求选择需要的服务类型,用户可以同样通过点击获取到周边的详情以及名称,是使用者能够快速融入到大学生活中。3.3 手机找回模块手机导航模块能够帮用户寻找到手机,并能根据手机的坐标,在地图上绘制出手机所处的坐标,使用该模块之前,需要设置一个安全号码,当手机遗失之后,使用安全号码向本号码发送特殊短信指令代码,遗失手机将根据不同的短信代码做出不同的操作,如发出警报音乐,远程格式化手机,以及得到本机经纬度坐标.通过这些功能能够使用户找回手机的概率大大增加。3.4 数据实体类的设计本系统需要一些数据，这些数据存放在listview中，这些数据代表了建筑物及周边相关信息，这些信息包括经度，维度，图片以及建筑物名称。格式如下：infos.add(new Info(31.938848, 118.890521, R.drawable.tushuguan, 图书馆); 为了满足不同模块对数据的不同要求，创建了不同的listview对象来存放info，在使用的时候只需要使用相对应的listview即可。第四章 系统设计和实现4.1 整体框架搭建本工程主要采用elipse+ADT开发环境以及百度地图SDK，Android相关版本使用2.2.3版本。以下介绍相关的技术实现，配置实现。工程框架目录以及百度地图SDK如图4.1所示：图4.1 工程用到的jar包与目录结构4.2 SPLASH界面1）Splash界面很多应用程序都有一个启动界面,启动界面有两个主要的作用:在视觉上,能够给用户直观的视觉感受,对应用程序有一个直观的感受,能过对系统整体有一个初步的了解。在功能上,能够将应用程序启动时占用时间较长的操作如:数据库的拷贝,版本更新等放在Splash界面中执行,改善用户的体验,避免程序出现ANR。主要代码：protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) / TODO Auto-generated method stubsuper.onCreate(savedInstanceState);requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);setContentView(R.layout.activity_splash);/ 让画面等待两秒后切换handler.postDelayed(new Runnable() Overridepublic void run() / TODO Auto-generated method stubenterHome();, 2 * 1000);AlphaAnimation alphaAnimation = new AlphaAnimation(0.2f, 1.0f);alphaAnimation.setDuration(1000);/ 500ms动画时间findViewById(R.id.rl_root_splash).startAnimation(alphaAnimation);显示效果如下：图4.2 splash界面显示效果4.3 百度地图API相关4.3.1 下载百度地图SDK百度地图有8种SDK,分别是：定位功能,基础地图,导航功能(语音版),导航功能(无语音版),检索功能,LBS云检索,计算工具,全景图功能。开发者可以更具需要选择所需要的SDK组合图4.3 百度地图的8种SDK4.3.2 获取密钥在使用百度地图SDK提供的各种功能之前,需要在百度地图API官网上获取百度地图移动版的密钥,该密钥与应用程序名称以及百度账号相关联,因此在申请密钥之前必须拥有百度账号,百度账号的申请过程不再描述。登陆百度地图API控制台后,点击“创建应用”，进入创建AK页面，输入应用名称后，将应用类型改为：“Android SDK”，将启用服务全部勾选，在应用类型选为“Android SDK”之后，这时提示需要配置应用的安全码。图4.4 百度地图密钥申请界面安全码的组成规则为：Android签名证书的sha1值+“；”+应用程序包名。Android签名证书的sha1值有两种获取方式:方法一：使用keytool，按下列步骤实现。运行进入控制台定位到.android文件夹下，输入cd .android 图4.5定位到.android文件夹下输入keytool -list -v -keystore debug.keystore，会得到三种指纹证书，选取SHA1类型的证书（密钥口令是android）图4.6使用keytool得到sha1值方法二: 在adt中直接查看，按下列步骤实现。如果使用adt 22，可以在eclipse中直接查看：windows - preferance - android - build。 如下图示：图4.7在adt中直接查看sha1值得到sha1值之后，根据应用程序包名以及sha1值创建百度地图密钥，得到密钥后就可以在应用程序中使用百度地图了，否则创建百度地图控件后，地图将不显示，百度地图提供的相关功能也将无法使用。4.3.3 导入开发工程将百度地图SDK导入开发工程图4.8百度地图SDK导入开发工程4.4 校园导航功能1）创建activity_map.xml布局文件,添加百度地图控件2）在AndroidManifest.xml中对应用程序进行配置在application中添加密钥 meta-dataandroid:name=”com.baidu.lbsapi.API_KEY”Android:value=”填入所申请的百度地图开发者密钥”添加应用程序所需要的相关权限对MapActivity进行注册3）创建Java文件MapActivity.java并实现基础地图功能,主要代码如下：private MapView mMapView = null;private BaiduMap mBaiduMap;private Context context;LatLng LATLNG = new LatLng(31.931838, 118.887848);/ 南京工程学院的基础坐标protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) super.onCreate(savedInstanceState);requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);/设置窗体主体为无标题样式/ 在使用SDK各组件之前需要初始化context信息，传入ApplicationContext/ 注意该方法要再setContentView方法之前实现SDKInitializer.initialize(getApplicationContext();setContentView(R.layout.activity_map);this.context = this;initview();/* 初始化视图*/private void initview() / TODO Auto-generated method stub/ 获取地图控件引用ll_map = (LinearLayout) findViewById(R.id.ll_map);/加载中的布局mMapView = (MapView) findViewById(R.id.bmapView);/获取到百度地图控件mBaiduMap = mMapView.getMap();/ MapStatusUpdate mapStatusUpdate =/ MapStatusUpdateFactory.zoomTo(25.0f);/ 设置缩放级别ll_map.setVisibility(View.VISIBLE);MapStatusUpdate mapStatusUpdate;mBaiduMap.setMapStatus(MapStatusUpdateFactory.newMapStatus(new MapStatus.Builder().zoom(17).build();/ 设置缩放级别mapStatusUpdate = MapStatusUpdateFactory.newLatLng(LATLNG);/ 设置屏幕中心mBaiduMap.setMapStatus(mapStatusUpdate);mBaiduMap.setMapType(BaiduMap.MAP_TYPE_SATELLITE);new Thread(new Runnable() Overridepublic void run() try Thread.sleep(4000); catch (InterruptedException e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();/ TODO Auto-generated method stubrunOnUiThread(new Runnable() public void run() ll_map.setVisibility(View.INVISIBLE););).start();地图控件创建完毕后，还需要对百度地图的生命周期与Activity绑定起来,避免应用程序缓存影响地图显示，否则将出现退出应用程序，再重新回到地图时，地图将显示错误的BUG。相关代码如下：Overrideprotected void onDestroy() super.onDestroy();/当activity销毁时调用mMapView.onDestroy();/activity销毁时,地图将同样被销毁Overrideprotected void onResume() super.onResume();/ 在activity恢复时调用mMapView.onResume();/activity恢复时,地图将同样被恢复完成配置后显示效果如下:图4.9百度地图基础地图显示效果完成以上代码编写后,就需要进行数据采集工作,需要获得将要在地图显示的校园相关建筑以及区域的坐标，这些坐标通过百度地图坐标拾取系统获得。通过使用百度地图坐标拾取系统能够非常方便的获取到相关位置的经纬度坐标,步骤如下:图4.10百度地图坐标拾取系统1.根据现实情况点击地图上的点，获得到该点在百度地图上的坐标图4.11通过百度地图坐标拾取系统获得到的数据2.建立Info.java文件来保存以上数据,Info对象参数如下：public Info(double latitude, double longitude, int imgId, String nameString) this.latitude = latitude;this.longitude = longitude;this.imgId = imgId;String = nameString;相关数据如下：infos.add(new Info(31.924928, 118.885252, R.main, 行政楼);infos.add(new Info(31.933225, 118.893059, R.main, 4号门);infos.add(new Info(31.922138, 118.891461, R.main, 1号门);infos.add(new Info(31.924636, 118.883639, R.main, 2号门);infos.add(new Info(31.931838, 118.887848, R.main, 校园快递(东区);infos.add(new Info(31.933094, 118.888446, R.main, 大学生活动中心);infos.add(new Info(31.928574, 118.886628, R.main, 图书馆);infos.add(new Info(31.926632, 118.884512, R.main, 经管楼);infos.add(new Info(31.926169, 118.885483, R.main, 信息楼);infos.add(new Info(31.931953, 118.893279, R.main, 学院运动场);infos.add(new Info(31.931934, 118.892286, R.main, 篮球场);infos.add(new Info(31.929172, 118.891855, R.main, 润园一食堂);infos.add(new Info(31.928422, 118.892906, R.main, 润园二食堂);infos.add(new Info(31.933137, 118.892421, R.main, 天健苑);infos.add(new Info(31.927364, 118.881968, R.main, 材料工程学院);infos.add(new Info(31.929042, 118.882727, R.main, 电力工程学院);infos.add(new Info(31.926414, 118.886563, R.main, 通信工程学院);infos.add(new Info(31.929363, 118.890433, R.main, 建筑工程学院);infos.add(new Info(31.929463, 118.889737, R.main, 艺术与设计学院);infos.add(new Info(31.928617, 118.890579, R.main, 设计楼);infos.add(new Info(31.930034, 118.891915, R.main, 门诊);infos.add(new Info(31.928433, 118.893783, R.main, 超市);3.数据填完完毕后还设置相关属性的set，get方法,搜集完数据后，就需要在地图上添加相应坐标的覆盖物,主要代码如下：/* 初始化覆盖物*/private void initMarker() mMarker = BitmapDescriptorFactory.fromResource(R.drawable.map_pin);addOverlays(Is);mMarkerLy = (RelativeLayout) findViewById(R.id.relativeLayout_marker);/* 添加覆盖物* param infos*/private void addOverlays(List infos) mBaiduMap.clear();/在添加覆盖物之前将百度地图上的覆盖物预先清除LatLng latLng = null;Marker marker = null;OverlayOptions options;for (Info info : infos) /遍历info获得到其中的数据/ 经纬度latLng = new LatLng(info.getLatitude(), info.getLongitude();/ 图标options = new MarkerOptions()/.position(latLng)/ 坐标.icon(mMarker)/ 图标.zIndex(5);/ 图层级数marker = (Marker) mBaiduMap.addOverlay(options);/将覆盖物添加到地图中Bundle bundle = new Bundle();bundle.putSerializable(info, info);marker.setExtraInfo(bundle);之后的效果如下:图4.12在地图上添加覆盖物接下来为覆盖物添加点击事件,当点击覆盖物之后能够显示对应覆盖物的名称以及图片,主要代码如下:mBaiduMap.setOnMarkerClickListener(new OnMarkerClickListener() /为地图添加覆盖物点击监听器Overridepublic boolean onMarkerClick(Marker marker) / TODO Auto-generated method stubBundle extraInfoBundle = marker.getExtraInfo();Info info = (Info) extraInfoBundle.getSerializable(info);/覆盖物图片ImageView imageView = (ImageView) mMarkerLy.findViewById(R.id.img_marker);/覆盖物名称TextView textView = (TextView) mMarkerLy.findViewById(R.id.tv_marker);imageView.setImageResource(info.getImgId();/设置图片textView.setText(info.getNameString() + );/设置名称/ 点击气泡弹出文字InfoWindow infoWindow;TextView tView = new TextView(context);tView.setBackgroundResource(R.drawable.mapmain);/ 气泡弹出框tView.setPadding(30, 20, 30, 50);tView.setText(info.getNameString();tView.setTextColor(Color.parseColor(#ffffff);final LatLng latLng2 = marker.getPosition();Point point = mBaiduMap.getProjection().toScreenLocation(latLng2);/ point.y = 10;LatLng ll = mBaiduMap.getProjection().fromScreenLocation(point);BitmapDescriptor bitmapDescriptor = BitmapDescriptorFactory.fromView(tView);infoWindow = new InfoWindow(bitmapDescriptor, ll, 0, new OnInfoWindowClickListener() Overridepublic void onInfoWindowClick() mBaiduMap.hideInfoWindow(););mBaiduMap.showInfoWindow(infoWindow);mMarkerLy.setVisibility(View.VISIBLE);return true;);效果如下:图4.13点击覆盖物显示详情之后点击地图消除覆盖物详情，代码如下：mBaiduMap.setOnMapClickListener(new OnMapClickListener() Overridepublic boolean onMapPoiClick(MapPoi arg0) / TODO Auto-generated method stubreturn false;Overridepublic void onMapClick(LatLng arg0) mMarkerLy.setVisibility(View.GONE);mBaiduMap.hideInfoWindow(););4.5 周边导航功能周边导航模块的基础地图功能与添加覆盖物的实现和校园导航一致,再此不在重复说明，有所区别的是，用户通过可以长按屏幕，弹出周边信息筛选框，用户可以根据需要选择需要的周边信息首先进行长按事件监听以及创建多选对话框，主要代码如下：/ 长按跳出选择private void initDialog() / TODO Auto-generated method stubmBaiduMap.setOnMapLongClickListener(new OnMapLongClickListener() Overridepublic void onMapLongClick(LatLng arg0) / TODO Auto-generated method stubAlertDialog.Builder builder = new Builder(context);builder.setTitle(选择需要选择的周边);builder.setMultiChoiceItems(areas, areaState,new OnMultiChoiceClickListener() Overridepublic void onClick(DialogInterface dialog,int which, boolean isChecked) / TODO Auto-generated method stubToast.makeText(context,which + : + areaStatewhich, 0).show();/ for (int i = 0; i which; i+) / areaStatei = isChecked;/ );builder.setPosi