【毕业学位论文】(Word原稿) 基于Android的数据可视化显示-计算机科学与技术

南京林业大学 毕业设计（论文） 题 目 ： 基于 数据可视化显示 学 院： 南方 学院 专 业： 计算机科学与技术 学 号： 学生姓名： 庄宇博 指导教师： 王一雄 要 近年来随着互联网技术不断地发展，移动式 用户对手机移动服务的需求也越来越多。而 台由于其的开放性而占得最大的市场份额 ， 所以基于 台上实现数据 的获取 以及后续操作 ,更 能方便 用户 的使用 。 本课题设计了一个基于 台的 数据可视化系统，实现数据获取、数据显示、数据存储 和数据的检索功能。 通过百度地图的资源控件，将互联网上的数据下载至手机，同时将数据按照要求显示在页面上，再根据用户的需求，实现不同条件的查询和显示。 本系统的亮点在于百度地图的使用、查询数据的分页和时间控件的使用，以及按钮的激活与不激活。 关键词 ： 物联网 in T is to on to a on on to to in on to of of of in of is do of 录 第一章 绪论 . 1 . 1 . 1 . 1 第二章 相关技术 . 2 . 2 言的定义 . 2 言的特点 . 2 . 3 . 3 源 . 3 特点 . 3 发环境 . 4 系统架构 . 4 命周期 . 6 . 8 定义 . 8 使用 . 8 . 8 口常用的方法： . 8 . 9 模板概念 . 9 何工作 . 10 优点 . 10 第三章系统的分析与设计 . 13 . 13 . 13 第四章 系统的实现 . 15 图显示模块 . 15 . 15 图的定位 . 15 图上的控件 . 15 据获取模块 . 16 据的获取 . 16 据的存储 . 16 据的实例化 . 18 . 18 据的全部显示 . 18 据查询模块 . 20 . 20 据时间查询 . 21 第五章 程序的演示 . 28 V 行页面 . 28 试用 . 28 行显示页面 . 29 参考文献 . 41 1 第一章 绪论 文的研究背景 安卓是以 基础的移动操作系统平台，随着安卓这几年的飞速发展，是当代最收欢迎的开源系统，而其开源的特点使得手机服务商们不用缴纳大笔的专利费，使的更多地服务商加入了进来。而在功能方面安卓系统支持图像声音动画等传统手机系统功能，而且在移动互联网的功能上有其独到之处，用户通过更新最新的固件，可以领略到最新最好的功能支持，而全世界爱好安卓软件开发的编程者们又会将他们的得意之作放在安卓 的平台上供大家使用，从而使得每个安卓用户获得最好的用户体验。物联网 通过 感应器嵌入和装备到各种物体中，实现普遍连接，形成物联网 。 安卓与物联网相结合是移动开发的未来发展趋势，手机能够将实时的现场采集的数据通过网络发送至安卓手机终端，使得用户 及时 方便的 得到通过物联网采集的信息 。 文的研究思路 在 平台上，通过百度地图的资源控件， 将互联网上的数据下载至手机，同时将数据按照要求显示在页面上，再根据用户的需求 ，实现 不同 条件的查询和显示。 文的研究目的 安卓是一种以 核心的开源的操 作系统，主要被应用于移动便携式的品，比如智能手机和平板电脑。安卓后来者居上，打败了苹果公司的 统、诺基亚公司的塞班系统、微软公司的 统，成为当今世界上占有率最高的智能手机操作系统。基于安卓的数据可视化显示研究可以熟悉掌握安卓相关的实践知识，将学校里学习的较为陈旧的书本知识转变为可以适应当前市场的实用型能力。掌握安卓程序的项目能力之后，可以在毕业后向安卓软件工程师得方向发展。安卓的特点就是用户群特别广，只要使用安卓系统的智能手机的拥有者就是一个潜在的安卓服务的用户，使得基于安卓的服务开发的前景 非常好，而这个课题的目的在于将现今流行的物联网与安卓系统联系起来，将物联网上的数据采集到安卓手机终端上，使得数据能够实时地显示在手机终端，并且能够进行简单的存储和检索处理。 2 第二章 相关技术 言的定义 一种简单、面向对象、分布式、跨平台、半编译半解释、健壮、安全、高性能、多线程的动态的语言。 实际上它不仅是一门语言，更是一个平台。它还提供了开发类库、运行环境、部署环境等一系列支持。 言的特点 简单 ： 言 的语法与 C 语言 和 C+语言 接近， 使得 程序员容易学习，但又去掉了很多 C+中很少使用的特性，比如多继承等，并且不使用指针。 跨平台 ： 言 完全不用修改源代码，也不需要重新编译就可以直接移植到不同的平台。 面向对象 ： 只可以单继承类，但是可以实现多个接口。 分布式 ： 言支持 用的开发，在 编程接口中有网络编程接口，提供了网络变成所需的类库。 半编译半解释 ： 序在 台上被编译为字节码格式 ，在运行时 释器对这些字节码进行解释执行。 健壮 ： 供了自动垃圾收集机制来管理内存，还提供了异常处理机制来消除错误，防止系统崩溃。 安全 ： 时 高性能： +。 多线程 ： 提供多进程的同步机制。 动态 ： 3 向对象的特征 继承 ： 是一种联结类的层次模型，并且允许和鼓励类的重用，它提供了一种明确表述共性的方法。对象的一个新类可以从现 有的类中派生，这个过程称为类继承。新类继承了原始类的特性，新类称为原始类的派生类（子类），而原始类称为新类的基类（父类）。派生类可以从它的基类那里继承方法和实例变量，并且类可以修改或增加新的方法使之更适合特殊的需要 封装 ： 是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。面向对象设计始于这个基本概念，即现实世界可以被描绘成一系列完全自治、封装的对象，这些对象通过一个受保护的接口访问其他对象。 多态 ： 多态性是指允许不同类的对象对同一消息作出响应。多态性包括参数化多态性和包含多态性。多态性语言具 有灵活、抽象、行为共享、代码共享的优势，很好的解决了应用程序函数同名问题。 抽象 ： 就是忽略一个主题中与当前目标无关的那些方面，以便更充分地注意与当前目标有关的方面。抽象并不打算了解全部问题，而只是选择其中的一部分，暂时不用部分细节。抽象包括两个方面，一是过程抽象，二是数据抽象。 源 开放手机联盟是美国 谷歌 公司 于 2007 年 11 月 5 日宣布组建的一个全球性的联盟组织。 联盟目标：共同开发名为 开放源代码的移动系统。 应用框架可以重复使用，其组件也可以更换。 优化的图形能力支持 2D、 3S 。 集成了基于开源 多媒体支持多种音频、视频格式。 支持蓝牙 3 4 支持照相机、 南针和加速度仪等传感器硬件。 丰富的开发环境。包括模拟机、调试工具、内存运行检测，及为 发环境 核心，也是搭建 发环境的基本要素， 是 运行环境，要注意区别 时还包括一些其他的工具和 一个开放源代码的、基于 可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过 插件 组件构建开发环境。幸运的是，带了一个标准的插件集，包括 发工具（ 软件 开发 工具包。被 软件开发工程师 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。 的既是 一般是一些被软件工程师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。在 为开发者提供了库文件以及其它开发所用到的工具。简单理解为开发工具包集合，是整体开发中所用到的工具包 。 系统架构 ：从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层 (包含系统库和 和 主要分为三层：操作系统、中间件、应用程序。 中间件可以再细分出两层，底层是函数库 (虚拟机 (上层为应用程序框架 ( 同一系列核心应用程序包一起发布： 户端、 消息 5 程序、日历、地 图、浏览器、联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用 应用程序框架层 (：开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的 隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统： 丰富而又可扩展的视图 (可以用来构建应用程序， 它包括列表 (网格 (文本框 (按钮 ( 甚至可嵌入的 容提供器 )： 使 得应用程序可以访问另一个应用程序的数据 (如联系人数据库 )， 或者共享它们自己的数据。 源管理器 )： 提供非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件 ( 知管理器 )： 使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。通知列设定在手机的顶部，像短信 ( 会在此进行提示。 理 )： 用来管理应用程序生命周 期并提供常用的导航回退功能 函数库层 ( C/C+库，这些库能被 们通过 以下是一些核心库： 该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括 对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提 供了 2 一个最新的 览器引擎，支持 览器和一个可嵌入的 图。 底层的 2 6 3D 基于 S 现 ;该库可以使用硬件 3D 加速 (如果可用 )或者使用高度优化的 3 位图 (矢量 (体显示。 一套开放源码的关系数据库，一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。 于保 护网页通讯的协议。 一个从 承来的标准 C 系统函数库 ( ， 它是专门为基于 设备定制的。 括了一个核心库，该核心库提供了 每一个 用程序都在它自己的进程中运行，都 拥有一个独立的 调度的基本元素，可靠、高度可伸缩）。 设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。 拟机执行 ( 格式文件针对小内存使用做了优化。同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由 后通过 的 “ 工具转化成 命周期 运行状态： 当它在屏幕前台时（位于当前任务堆栈的顶部），它是激活或运行状态。它就是响 应用户操作的 暂停状态： 当它失去焦点但仍然对用户可见时，它处于暂停状态。即在它之上有另外一个 个 者没有完全覆盖全屏，所以被 7 暂停的 停的 然是存活状态（它保留着所有的状态和成员信息并保持和窗口管理器的连接），但系统处于极低内存时仍然可以杀死这个 停止状态： 完全被另一个 仍然保留所有的状态和成员信息。然而对用户是不可见的，所以它的窗口将 被隐藏，如果其它地方需要内存，则系统经常会杀死这个 状态迁移： 会调用以下保护方法来通知这种变化： 实现这些方法可以帮助我们监视其中的三个嵌套生命周期循环： 自第一次调用 开始，直至调用 为止。 中设置所有“全局”状态以完成初始化，而在 中释放所有系统资源。例如，如果 一个线程在后台运行从网络上下载数据，它会在 创建线程，而在 销毁线程。 自 调用开始直到相应的 调用结束。在此期间，用户可以在屏幕上看到 管它也许并不是位于前台或者也不与用户进行 交互。在这两个方法之间，我们可以保留用来向用户显示这个 需的资源。例如，当用户不再看见我们显示的内容时，我们可以在 中注册一个 监控会影响 在 中来注消。 和 方法可以随着应用程序是否为用户可见而被多次调用。 自 调用起，至相应的 调用为止。在此期间， 例如当设备转入休眠状态或者有新的 调用 方法。当 方法。 8 定义 全称是 可扩展标记语言，和 一种简单的数据表示、存储语言，使用一 系列简单的标记来对数据进行描述，是 境中跨平台的依赖于内容的技术，是当前结构化信息文档的处理的有效工具。 优势在于，它可以在任何程序设计语言中被读取，使得 为数据交换 的 唯一 公共语言 。 使用 在每个 档的开头，都需要用 来表明 在 声明之后，就是 输入 具体的界面元素了，首先是布局方式，而包含在此布局中的所有其他的空间元素都必 须在之间，表示包含在这个布局中的元素。而在元素中，对元素的设置，则包含在一个尖括弧 之内， 一个解析速度快并且占用内存少的 析器，非常适合用于 就是说，它并不需要解析完整个文档，在按内容顺序解析文档的过程中， 法中的某部分，如果符合就会触发事件。所谓事件，其实就是一些回调（ 法，这些方法 (事件 )定义在 口。 口常用的方法： 当遇到文档的开头的时候，调用这个方法，可以在其中做一些预处理的工作。 9 和上面的方法相对应，当文档结束的时候，调用这个方法，可以在其中做一些善后的工作。 当读到一个开始标签的时候，会触发这个方法。 是命名空间， 不带命名空间前缀的标签名， 带命名空间前缀的标签名。通过 以得到所有的属性名和相应的值。要注意的是 一个重要的特点就是它的流式处理，当遇到一个标签的时候，它并不会纪录下以前所碰到的标签，也就是说，在 方法中，所有你所知道的信息，就是标签的名字和属性，至于标签的嵌套结构，上层标签的名字，是否有子元属等等其它与结构相关的信息，都是不得而知的，都需要你的程序来完成。这使得 这个方法和上面的方法相对应，在遇到结束标签的时候，调用这个方法。 这个方法用来处理在 件中读到的内容，第一个参数用于存放文件的内容，后面两个参数是读到的字符串在这个数组中的起始位置和长度，使用 ch,可以获取内容。 模板 概念 来是存在于 序中的， M 是指 业务模型层 ， V 是指 页面展示层 ， 。使用 和 而使同一个程序可以使用不同的表现形式。比如一批统计数据你可以分别用柱状图、饼图来表示。 和 旦 业务模型 页面展示 控制 （ 80 发明的一种软件设计模式，至今已被广泛使用。最近几年被推荐为 司 台的设计模式，并且受到越来越多的使用 开发者的欢迎。 业务模型 页面展示 控制 模式是一个有用的工具箱，它有很多好处，但也有一些缺点 。 10 何工作 强制性的使应用程序的输入、处理和输出分开。使用 业务模型层，页面展示层， 控制 层 。它们各自处理自己的任务。 页面展示层 是用户看到并与之交互的界面。对老式的 用程序来说，页面展示层 就是由 新式的 面展示层 中扮演着重要的角色，但一些新技术已层 出不穷，包括 eb 如何处理应用程序的界面变得越来越有挑战性。 面展示层 。在 页面展示层 中其实没有真正的处理发生，不管这些数据是联机存储的还是一个雇员列表，作为 页面展示层 来讲，它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式。 业务模型层 表示企业数据和业务规则。在 三个部件中， 业务模型层拥有最多的处理任务。例如它可能用象 样的构件对象来处理数据库。被 业务模型层 返回的数据是中立的，就是说 业务模型层与数据格式无关，这样一个 业务模型层 能为多个 页面展示层 提供数据。由于应用于 业务模型层 的代码只需写一次就可以被多个 页面展示层 重用，所以减少了代码的重复性。 控制 层 接受用户的输入并调用 业务模型层 和 页面展示层 去完成用户的需求。所以当单击 面中的超链接和发送 单时，控制器 (例如 :身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求，然后确定用哪个 页面展示层 来显示 业务模型层 处理返回的数据。 现在总结 处理过程，首先 控制 层 接收用户的请求，并决定应该调用哪个 业务模型层 来进行处理，然后 业务模型层 用业务逻辑来处理用户的请求并返回数据，最后 控制 层 用相应的 页面展示层 格式化 业务模型层 返回的数据，并通过页面展示层 呈现给用户。 优点 大部分 者 语言来创建的。它们将像数据库查询 句这样的数据层代码和像 样的表示层代码混在一起。经验 较为 丰富的开发者会将数据从表示层分离开来，但这通常不容易做到的，它需 要精心的计划 以及 不断的尝试。 根本上强制性的将它们分开。尽管构造 用程序需要一些额外工作，但是它给我们带来的好处 11 是无庸质疑的。 首先，最重要的一点是多个 页面展示层 能共享一个 业务模型层 ，现在需 用越来越多的方式 去 访问你的应用程序。其中一个解决之道是使用 论用户想要 访问 面或是 面；用一个 业务模型层 就能处理它们。由于你已将数据 与 业务规则从表示层 上 分开，所以你可最大化的重用你的代码了。 由于 业务模型层 返回的数据没有进行格式化，所以同样的构件能被不同 页面展示层 使用。例如 ， 一些 数据可能用 表示，但是它们也有可能 会 要用业务模型层 也有状态管理和数据持久 化 处理的功能，比如 ，基于会话的购物车 系统 和电子商务过程也能被 无线联网的应用程序所重用。 因为 业务模型层 是自包含的，并且与 控制层 和 页面展示层 相分离，所以很容易改变你的应用程序的数据层和业务规则。如果你想把你的数据库从 或者改变你基于 据源到 需改变你的 业务模型层 即可。一旦你正确的实现了 业务模型层 ，不管你数据来自数据库 或是 页面展示层 将会正确的显示它们。由于运用 相互独立，改变其中一个 也 不会影响其它两个，所以依据这种设计思想你能设计 构造良好的松偶合的构件。 控制层 的也提供了一个好处，就是可以使用 控制层 来联接不同的 业务模型层 和 页面展示层 去完成用户的需求，这样 控制层 可以为构造应用程序提供强有力的手段。给定一些可重用的 业务模型层 和 页面展示层 ， 控制层 可以根据用户的需求选择 业务模型层 进行处理，然后选择 页面展示层 将处理结果显示给用户。 低耦合性 ： 视图 层和业务层 的 分离，这样就允许更改视图层 的 代码而不用重新编译模型和控制器 的 代码，同样，一个应用的业务流程或业务规则的改变只需要改动 业务模型层 即可。因为 业务模型层 与 控制层 和 页面展示层 相分离，所以很容易改变程序的数据层和业务规则。 高重用性和可适用性 ： 随着技术不断进步，现在需要用越来越多 不同 的方式来访问应用程序。 许你用各种不同样式的 页面展示层 来访问同一个服务器端的代码。它包括任何 如，用户可以通过电脑 或者 通过手机来订购某 个 产品，虽然订购方式不一样，但处理 其 订购产品的方式是一样的。由于 业务模型层 返回的数 据没有进行格式化，所以同样的构件 可以 被不同的界面使用。 比如 ，很多数据可能用 式 来表示，但是也有可能用 式 来表示，而这 12 些表示所需要的 仅仅 是改变视图层的实现方式，而控制层 以及 模型层无需做任何改变。 较低的生命周期成本 ： 及 维护用户接口的技术含量 变成 可能。 快速的部署 ： 使用 式 将 使开发时间得到相当大的缩减，它使 开发 程序员集中精力于业务逻辑 编写 ，界面程序员集中精力于表现形式上。 可维护性 ： 将 视图层和业务逻辑层 分离 也使得 用 变得 更易于维护和修改。 有利于软件工程 化管 ： 由于不同的层 变得 各司其职，每一层 的 不同应用具有 一 些相同的特征，有利于通过工程化、工具化 来 管理程序代码。 13 第三章 系统的分析与设计 统需求 在现代社会生活节奏加快，很多时候用户需要在手机之类的移动存储设备上处理 来源于互联网上的数据。本系统就是将物联网实时采集到数据，传输到手机上，通过在 台上开发一个数据可视化系统，使得用户能够随时随地查看物联网数据。 统功能 本系统主要实现的功能 是 在百度地图上找到需要获取数据的地点，通过其资源控件的触发，来获取物联网在该地点采集的数据， 存 储至手机中， 然后解析根据用户的不同要求进行查询和显示。 地图的显示 ： 为了让用户对数据获取地点有 直观的了解 ，本程序的初始页面是在百度移动地图上，用户可以看见即将获取的数