【毕业学位论文】（Word原稿）基于Android的气象信息采集系统-计算机科学与技术

毕业论文 (设计 ) 题 目 基于 气象信息采集系统 学生姓名 学 号 2 院 系 计算机与软件学院 专 业 计算机科学与技术 指导教师 二一一 年 五 月二十日 声 明 本人郑重声明： 1、 持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2、 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3、 本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4、 本论文中除引文和致谢的内容外，没有抄袭其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。 5、 其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。 作者签名： 日 期： I 目 录 1 引言 . 1 目背景 . 1 目意义 . 1 2 核心技术简介 . 2 台框架 . 2 消息机制 . 3 消息机制有关的几个类 . 3 息机 制的实现原理 . 4 析技术分析 . 5 析技术 . 5 析技术 . 6 ML 析技术 . 7 3 系统开发工具 . 7 . 7 . 8 成开发环境的搭建 . 8 安装配置 . 8 配置 . 10 . 10 4 系统设计 . 11 统概述 . 11 统需求分析 . 11 能模块设计 . 12 5 代码实现 . 12 统的命名空间 . 12 界面实现 . 13 气查询 . 16 息员登录 . 19 人信息 . 20 息反馈 . 21 训信息 . 26 机定 位 . 27 统设置 . 29 送天气信息 . 31 6 小结 . 31 致 谢 . I . 1 基于 气象信息采集系统 南京信息工程大学计算机与软件学院 南京 摘要 :本系统主要用于各地的信息人员获取、上传和采集当地气象信息，使得服务器端人员能够根据信息员发过来的短信更加科学有效地准确的分析出当地的气象信息，提高了天气预报的准确性和及时性。本系统采用 为开发工具，附加 开发插件开发的基于 台 的手机应用程序。本系统能够实现全国各地天气信息的查询，同时将信息员的气象信息通过短信的方式发送给相关服务器，也可以连接服务器获取信息员的培训信息，并能够获取信息员所在的经纬度用来定位信息员的位置。本系统为气象信息员综合业务信息的手机终端。 关键词 :手机应用 ; 位 ; 手机软件 ; 气象信息 ; 1 引言 目背景 近年来，信息员队伍的规模不断壮大，信息员在气象事业，特别是防灾减灾领域中发挥出重要作用。气象信息员是连接气象工作和老百姓的纽带，是基层防御气象灾害的重要力量。今年入汛 以来，我国暴雨、强对流等极端灾害性天气频繁发生，汛期气象灾害防御形势不容乐观，特别是南方降雨过程偏多、强度偏大，气象及次生、衍生灾害十分严重，给广大人民群众生命财产安全带来了严重影响。各级气象部门以保障人民群众生命安全和减轻灾害损失为目标，充分发挥气象信息员在预警信息传播、气象灾情收集、组织群众避灾转移以及气象设施维护等工作中的作用，取得了一定成效，但仍存在一些薄弱环节。为进一步提高基层气象防灾减灾效益，切实发挥气象信息员在气象防灾减灾工作中的作用，开发一套实用现场气象信息采集手机终端，实现气象数据、气象现 场图片、音视频等的传送变得尤为重要。 2011年初数据显示，仅正式上市两年的操作系统 之跃居全球最受欢迎的智能手机平台。现在， 统不但应用于智能手机，也在平板电脑市场急速扩张，所以本终端系统采用的是基于 目意义 本系统的开发是为完善江苏省气象信息员队伍建设，实现信息员动态化管理，提高信息员的业务能力，获取信息员所在地的天气实况和气象灾情，发挥信息员在气象信息传播和信息反馈中的双重作用。 利用手机定位、手机智能终端、 3G 通讯等新型技术为信息员向气象部门及时反馈气象实况和灾情构建简捷渠道。系统综合利用自动站、雷达等实况观测信息对信息员反馈信息判断，并将有效信息提供给预报员使用，使之成为气象监测的有效补充、气象灾情收集的快捷渠道，有效地提高预报的针对性、观测的全面性、服务的及时性和信息员的积极性。通过本终端系统，能够及时了解气象信息，尤其对于农村的气象信息员来说意义重大。通过本终端，农村气象信息员可以便捷的传递气象灾害预警信号、上报气象灾情信息，能够提高气象服务的有效性，提高广大农民群众灾害自救互救的能力。建 立农村气象信息员与气象部门的信息化气象网络能够加强农村气象防灾减灾工作，拓宽农村气象信息发布渠道，促进农业增 2 产增收。 2 核心技术简介 台框架 台下层结构的核心为嵌入式 作系统，中间是 发的数库 )及 心库、 拟机），上层为 用程序框架）。由此来开发各种不同的手机应用程序，如图 21： 图 2台框架 （ 1） 用程序层 同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括 户端、 消息程序、日历、地图、浏览器及联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用 言编写的，如图 用程序所示。 （ 2） 用框架 开发人员可以完全访问 心应用程序所使用的 架，如图 用程序框架一栏所示 2。该应用程序的架构设计简化了组件的重用；任何一个应用程序都可以发布它的功能块，并且任何其他的应用程序都可以使用其所发布的功能块（不过要遵 循框架的安全性限制）。同样，该应用程序重用机制也可以使用用户方便的替换程序组件。 （ 3） 运行库 3 如图 2.1“行时 ” 一栏所示， 括了一个核心库（ 核心提供了 程语言核心库的大多数功能。 拟机是一种寄存器形态的虚拟机， 发时就已经设想用最少的内存来执行，并以同时可执行多个 前提。上述特性需要 作系统的协助才能实现，例如程序执行的控制、多线程的支持、内存管理等。事实上，不仅 拟机 如此， 拟机也同样具有操作系统依赖性，不同的操作系统需要不同的 拟机，而虚拟机会针对操作系统再进行各项调整，以便能最佳化执行。 （ 4） 序库 如图 库 ” 一栏所示， 含一些 C/C+库，这些库能被 统中不同的组件使用。它们通过 用程序框架为开发者提供服务。 （ 5） 核 核心系统服务依赖于 核，如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型。 核也同时作为硬件和软件之间的抽象层，如图 核 ” 一栏所示。 消息机制 消息机制有关的几个类 （ 1） 名思义就是记录消息信息的类。 这个类有几个比较重要的字段： 们可以使用两个字段用来存放我们需要传递的整型值，在 们可以用来存放 D。 字段是 们可以让该字段传递某个多项到消息的接受者中。 个字段可以说是消息的标志，在消息处理中，我们可以根据这个字段的不同的值进行不同的处理，类似于我们 在处理 件时，通过 )判断是点击了哪个按钮。 在使用 们可以通过 创建一个 是 或者 获取 3。这并不一定是直接创建一个新的实例，而是先从消息池中看有没有可用的 在则直接取出并返回这个实例。反之如果消息池中没有可用的 例，则根据给定的参数 过分析源码可得知，统默认情况下在消息池中实例化 10 个 象。 （ 2） 用来存放 照“先进先出”的原则存放消息。存放并非实际意义的保存，而是将 4。 象不需要我们自己创建，而是有 个线程最多只可以拥有一个 们可以通过 获取当前线程中的 （ 3） 管理者。 4 在一个线程中，如果存在 必定存在 且只存在一个 了主线程有默认的 它线程默认是没有 果想让我们新创建的线程拥有 们首先应调用 方法，然后再调用 方法。 （ 4） 通过 后通过 会调用该 方法对其进行处理。由于是在 方法中处理消息，因此我们应该编写一个类继承自 后在 处理我们需要的操作。 息机制的实现原理 （ 1） 首先启动服务时将会调用 方法 5。 在该方 法中我们 供了线程的名字和优先级。紧接着我们调用了方法，执行该方法将会调用 方法，在 方法中，系统给线程添加的 时调用了 方法，通过源码我们可以看到 方法是个死循环，将会不停的从 果 象中不存在 结束本次循环，然后继续循环；如果存在 执行 但是这个 们先暂时停止跟踪源码，返回到 方法中。线程执行完方法后，我们可以获取线程的 后 们把 （ 2） 执行完 方法后，将执行 方法。 首先我们 从消息池中获取一个 后给 接着调用 法，我们跟踪源代码，该方法将会调用 0)方法，而 方法又会调用 + 法，在该方法中我们要注意该句代码 向了 此 时该方法又调用 法 该方法主要的任务就是把 （ 3） 法。 执行完毕后我们的 么 是怎么调用的呢？在前面分析 的 方法中，我们当时不知道 过上面分析现在我们知道它代表 则表示执行 方法，该方法首先判断 们跟踪的过程中未见给其赋值，因此 以最终将会执行 方法，也就是我们 该方法将根据 5 至此，我们看到，一个 再一次地回到 6。而绕的这一圈，也正好帮助我们将同步操作变成了异步操作。消息传递的过程如图 2 图 2息传递过程 析技术分析 析技术 （ 1） 工作原理 7。 全支持 析。 文档对象模型，使用 件进行操作时，首先要解析文件，将文件分为独立的元素、属性和注释等，然后以节点树的形式在内存中对件进行表示，就可以通过节点树访问文档的内容，并根据需要修改文档。 现时首先为 档的解析定义一组接口，解析器读入整个文档，然后构造一个驻留内存的树结构，这样代码就可以使用 （ 2） 接口定义分析并创建 是文档树的根，是操作 接口继承 口，提供了获取修改 方法。 接口提供处理并获取节点和子节点的值的方法。 供获得节点个数和当前节点的方法。这样就可以迭代的访问各个节点。 类是 直接解析 使用 单。但是，因为 件的所有内容读取到内存中，所以内存的消耗比较大。当然，如果 用 （ 3） 6 X M L 文 件I t e mI t e mD a t a I DC i t y N a m eW e a t h e 城 市名天 气信 息图 2析技术 析技术 （ 1） 8 工作原理简单的说就是对文档进行顺序扫描，当扫描到文档开始与结束、元素开始与结束、文档结束等地方时通知事件处理函数，由事件处理函数做相应的动作，然后继续同样的扫描，直至文档结束。 （ 2） 于得到属性的个数、名字和值。 义与文档本身关联的事件（例如开始和结束标记）。大多数应用程序都注册这些事件。 义与 关联的事件。它没有定义足够的事件来完整的报告 果需要 对 使用可选的 是 是所有的语法分析器都支持它。 提供了这些接口的缺省实现。在大多数的情况下，为应用程序扩展 （ 3） 析流程 7 本系统就用的是 为 将 不同的事件处理器来决定如 何处理 9。 件较大时，选择 然代码量比较大，但是它不需要将所有的 样对于有限的存更有效，而且 用方法以及一个便捷的 ML 析技术 （ 1） 供了开始元素和结束元素。当某个元素开始时，我们可以调用 从 10。当解释到一个文档结束时，自动生成 （ 2） 析器是一个在 1 提供了定义解析功能的接口。 是一个接口，定义了 个类用于在 1 ML 出单一的 （ 3） ML 析流程 3 系统开发工具 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（ 虽然大多数用户很乐于将 作 使用， 8 但 目标不仅限于此。 包括插件开发环境 (这个组件主要针对希望扩展 软件开发人员，因为它允许他们构建与 境无缝集成的工具。由于 的每样东西都是插件，对于给 供插件，以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言，所有工具开发人员都具有同等的发挥场所。 常适合 发，由于支持插件技术，受到了越来越多的开发者的欢迎。 但界面作了很大的增强，增加了代码折叠等众多 优秀功能，而且还集成了众多的插件，通过手动添加 球通）， 语音与数据业务，支持接收语言呼叫和 信消息服务），支持数据存储共享和 程间通信）消息机制，为地理位置服务（如 谷歌地图服 务提供易于使用的 供组件复用和内置程序格式，支持的格式有 2 在内存和进程管理方面， 时不同， 了保证高优先级进程运行和正在与用户交互的进程的响应速度，允许停止或终止正在 运行的低优先级进程，以释放被占用的系统资源。 程的优先级并不是固定的，而是根据进程是否在前台或是否与用户交互而不断变化的。 在界面设计上， 供了丰富的界面控件供使用者之间调用，从而加快了用户界面的开发速度，也保证了 性。 用 利于界面的修改和维护。 供轻量级的进程间通信机制 跨进程组件通信和发送系统级广播成为可能 ,提供了 为无界面、长时间后台运行的组件。 持高效、快速的数据存储方式，包括快速数据储存方式 件存储和轻量级的关系数据库 应用程序可以使用合适的方法对数据进行保存和访问。同时，为了便于跨进程共享 数据， 供了通用的共享数据接口 以无需了解数据源、路径的情况下，对共享数据进行查询、添加、删除和更新等操作。 成开发环境的搭建 安装配置 （ 1） 右键单击 “ 计算机 ” ，选择 “ 属性 ” 菜单项，点击 “ 高级系统设置 ” ，进入 “ 高级 ” 选项卡，选择 “ 环境变量 ” ，找到系统变量的 “变量名（如果没有就新建一个名为 “的变量），点击“ 编辑 ” 按钮，添加 文件夹路径，如图 3后点击 “ 确定 ” 按钮完成 。 9 图 3置 径 （ 2） 再找到 “变量（如果没有，同 样可以新建），输入 以及 “路径，如图 3单击 “ 确定 ” 按钮完成。 图 3置 （ 3） 安装配置完成后，要测试是否安装成功。点击开始 运行，输入 “，打开命令行模式，键入命令 “，检查 果运行结果如图 3表示安装成功。 图 3试 否配置成功 10 配置 直接将下载下来的 同时也配置下 5,将 变量中，注意用 “ ;” 隔开。如 图 3 图 3统环境变量配置 1） 启动 击 “菜单，选择 “ （ 2） 在 “对话框中 ,点击 “.” 如图 3 图 3置 （ 3） 全选安装即可 。 安装完后就可进到 载更新 注意有 择需要安装的 更新。如图 3 11 图 3新 （ 4） 设置 口 ) - 选项） - 输入 刚才的 安装目录，如 C:击点击 “和 “。 自此， 4 系统设计 统概述 本系统主要是基于最近流行的 机操作系统的一个气象信息终端，通过 件和 统需求分析 本系统主要要实现以下几个功能： （ 1）天气查询。主要包括：全国天气查询、全国各城市选择 、其他信息查询。根据不同产品的查询要求，可以将产品显示成图片、文字等不同的形式。天气信息查询内容主要由后台中心数据库和素材库生成。 （ 2）信息反馈。主要功能包括：灾害天气反馈、其他反馈。反馈信息的操作步骤以引导式的为主。其他信息反馈系统还包括农业信息反馈、民政信息反馈、社会调查反馈等功能。此处主要利用平台便捷的反馈功能为广大信息员提供生产生活的信息交流与统计调查服务，为相关部门提供获取更为广泛的信息。 12 （ 3）其它功能。用户可以在终端程序的选项功能键中选择更多其他功能，包括：培训、手机定位、电话连线、个人信息 查询、 站链接及系统设置。系统设置包括：个人信息设置、主题设置、手机定位设置、更新与下载、手机桌面设置、预警提醒设置几大功能。此处提供了手机终端程序的帮助文档和操作指南。用户可以很方便的找到自己当前使用的软件版本的系统说明。 能模块设计 从功能需求上分析，可以将整个应用系统划分为四个模块，分别是用户界面、后台服务、信息反馈模块、数据库适配器，各个模块之间的关系如图 4 用 户 界 面服 务 器 后 台 服 务 （ s e r v i c e ）根 据 城 市 名 访 问获 得 相 对 应 的 X M L 文 件气 象 信 息 反 馈 资 源 适 配 器通 过 短 信 的 形 式传 递 信 息用 S A X 解 析 x m l 文 件传 给 资 源 适 配 器将 解 析 后 的 信 息 返 还 给 用 户用 户 登 录输 入 想 要查 询 的 城 市 名编 辑 气 象 信 息验 证 用 户 名 密 码图 5块结构图 从模块结构图可以看出，后台服务是整个应用程序的核心，主要功能是负责从服务器端下载气象数据，信 息员培训信息等资源。后台服务由界面通过 动。 用户界面根据用户的输入将 入后台，向后台服务获得服务器端下载下来的并解析过后的文件，用户界面还会调用数据库适配器，向 服务器 中写入，读取资源。 信息反馈模块负责将用户的灾害天气信息、灾情反馈统计、及一些其它信息反馈给服务器 。 数据库适配器封装了所有对 服务器 操作的方法，用户界面和后台服务会调用它实现数据库操作。 5 代码实现 统的命名空间 本系统项目名称为 项目设置了多个命名空间，将所有的代码文件进行了分类 ，总共分成了六大类，具体的各个包名（命名空间）以及说明参考表 5 13 表 5目的命名空间 命名空间 说明 目中所需要的一些常量（包括 来生成主界面的 及对应的相应事件 来生成信息员信息的界面的 及对应的响应事件 来生成反馈信息的界面的 及对应的响应事件 来生成培训信息的界面的 及对应的响应事件 来生成手机定位信息的界面的 及对应的响应事件 来生成设置信息的界面的 及对应的响应事件 目所用到的实体 目中用于后台获取天气信息的服务 目中所以的 目中所要用到的一些辅助的方法 资源文件保存在 /子目录中。 目通过 件找到相应资源对应的 的。所有在程序开发阶段可以被调用的资源都保存在这些目录中，在 /还包含以下文件目录。 /录中保存的是图像的文件，程序根据显示的不同调用不同目录（高分辨率等分辨率 分辨率 的图片。 /录中保存的是布局文件，它是一个标签的树，任何一个标签都是 的名字。 你可以使用任何继承自 括在你的代码中 自定义的 个结构可以很容易的构建界面，它比你在源代码中使用的结构和语法更简单。这个模式的设计灵感来自于 就是可以将界面和应用程序逻辑分离的模式。 /录中保存的是用来定义的字符串和颜色的文件，可以作为国际化，在本项目中将界面所要显示的中文信息经过其目录下的 界面实现 一开始，用户点击应用程序按钮运行 会出现一个载入程序的画面，如图 5 14 图 5行界面 首先， 用 生成图 5画面，其中中间的那个进度条是一张动态的 片，然后 隔 800毫秒就调用一次服务（ ,如果网络连接正常则会获得相应城市的天气信息（第一次运行的时候是程序里面设置的一个默认的城市），转到 了便于测试，我用了谷歌所提供的 11。 （ ig/hl= 等号后加城市名） 代码如下：