课程设计项目报告李伟男

课程设计报告课程设计报告 图片浏览分享系统图片浏览分享系统 系系 所：所： 电子工程系 专专 业：业： 电子信息工程（嵌入式系统工程方向） 学生姓名：学生姓名： 李伟男 学生学号：学生学号： 指导教师：指导教师： 张新强 完成日期：完成日期： 2014 年 6 月 20 日 大连东软信息学院 Dalian Neusoft University of Information 摘要 电池监控系统设计电池监控系统设计 近年移动互联网发展迅速,在移动互联网中,手机终端又占据着非常重要的位置。然而现代 智能机普遍存在一个问题,即电池消耗过快,相比以往非智能机的待机时间大大缩短,给人们的生 活带来了一定程度的不便。因此智能手机用户需提升手机待机时间的有效手段。在这一前提下,本 文明确了课题任务,设计和开发了一款基于 Android 的智能电池管理软件。 本文首先介绍了课 题的研究背景及主要内容,概述了与 Android 系统相关的技术背景。随后针对智能电池管理软 件的特点和要求,进行了需求分析,提出了智能电池管理系统应该具备的功能。然后将智能电池 管理系统分成了四个大模块,分别包括数据管理,基础功能,UI 交互以及智能调度模块,并对主要 模块进一步进行了细分：其中基础功能模块由网络管理,电量获取,文件操作,后台监控模块组成,智 能调度模块则由预测引擎,程序节电调度引擎,无线网络管理引擎组成。之后根据实际参与的情 况介绍了相关模块的概要设计和详细设计,结合用例图、时序图、类图对功能模块进行细化,描 述其数据结构定义、流程实现、具体实现。最后,对实现的系统进行测试和效果展示,并在此基 础上总结了课题成果,提出了对智能电池管理系统及模块可以进一步改进的地方。 本文设计的 软件系统的创新点在于,通过 Markov 链的方法,依照用户历史数据,对用户行为进行预测,使得整 个节电调度过程更加智能化。同时,随着历史数据的数量增加,整个系统的调度方式本身也在不 断的自我优化,实现了无须用户主动设置的启发式的智能管理。 关键词关键词：电池监控，安卓，手机待机时间。 Battery monitor Course introduction In recent years, the rapid development of mobile Internet, the mobile Internet,mobile phone terminal and occupies a very important position. However, modern intelligent machine is a widespread problem, namely the battery, compared to the previous non intelligent machines standby time is greatly shortened, bring a certain degree of inconvenience to peoples life. Effective means of intelligentmobile phone users to enhance the standby time of the mobile phone. Under this premise, the mission of this thesis is clear, the design and development of anintelligent battery management system based on Android. This paper first introduces the research background and main content, summarizes the technical background related to Android system. Then according to the features and requirements of intelligent battery management software, has carried on the demand analysis, puts forward the intelligent battery management system should have the function of. Then the intelligent battery management system into fourmodules, including data management, basic function, UI interactive and intelligentscheduling module, and the main module further segmentation: the basic function module by the network management, power gain, file operations, the background monitoring module, scheduling module is composed of prediction engine, energy saving scheduling engine program, wireless network management engine. Afterthe preliminary design and detailed design of module according to the actual participation of the situation, combined with the use case diagram, class diagram,sequence diagram detailing the functional module, describes the process data structure definition, implementation, implementation. Finally, tested and results show the realization of the system, based on the summary of research results,put forward can improve further the intelligent battery management system andmodule. The software system is designed in this paper is innovative, by the method of Markov chain, in accordance with the user history data, to predict user behavior, which makes the whole process more intelligent power- savingscheduling. At the same time, as the number of historical data increases, the whole system operation mode itself is also constantly self optimization, realize the intelligent management without user active set of heuristics. Keywords: Android. Battery monitor .Standby time of mobile phone. 电池监控系统目录电池监控系统目录 电池监控系统介绍.I COURSE INTRODUCTION.II 第 1 章 电池监控系统设计思想.1 1.1 课题研究背景与意义.1 1.1.1 标题名称.1 1.2 系统内容与方法.1 1.3 系统研究现状.1 第 2 章 电池监控关键技术介绍.2 2.1 关键技术一.2 2.2 关键技术二.2 第 3 章 电池监控系统需求分析.3 3.1 系统设计目标.3 3.2 系统功能需求.3 3.3 系统非功能需求.4 3.4 系统开发环境.4 3.5 系统可行性分析.4 3.5.1 技术可行性.4 第 4 章 电池监控系统设计.5 4.1 系统设计指导原则.5 4.2 体系结构设计.5 4.3 软件设计.6 4.4.1 控制流程设计.6 4.4.3 功能模块设计.6 第 5 章 电池监控系统实现.7 5.1 环境配置.7 5.2 功能模块实现.7 第 6 章 电池监控系统测试.9 （1）.电池监控主界面.9 （2）.电池监控功能模块.9 （3）.电池监控功能测试.9 （4）.电池监控测试.9 第 7 章 结 论.10 参考文献.11 第第 1 章章电池监控电池监控系统设计思想系统设计思想 1.1电池监控系统背景与意义电池监控系统背景与意义 近年移动互联网发展迅速,在移动互联网中,手机终端又占据着非常重要的位置。然而现代智能 机普遍存在一个问题,即电池消耗过快,相比以往非智能机的待机时间大大缩短,给人们的生活带来了 一定程度的不便。因此智能手机用户需提升手机待机时间的有效手段。随着智能手机的竞争加 剧，新的业务需求不断涌现，对用户的服务质量不断提高，这就要求运营支撑系统能 够不断适应新的需求变化，为业务发展的需要提供有效的解决方案。手机用户现有的 支撑系统在建设初期发挥了巨大的作用，但由于新的竞争环境下，越来越不能适应新 发展的需要。手机用户希望通过对原有的系统进行改造，建设一个新的电池监控系统， 从而为单进社会手机用户的快速发展提供一个良好的支撑体系。 1.1.1 标题名称标题名称 电池监控系统 1.2系统内容与方法系统内容与方法 “电池监控系统电池监控系统”是一款比较简单的基于是一款比较简单的基于 Android 开发环境开发环境 Eclipse 设计的一款手机应用，它的功能是对电池历史记录，设计的一款手机应用，它的功能是对电池历史记录， 估算电池数值，电池使用记录，监视服务，电池数据更新频估算电池数值，电池使用记录，监视服务，电池数据更新频 率，温度单位，定义电池容量，百分比数据，以图表的形式率，温度单位，定义电池容量，百分比数据，以图表的形式 展示出来，这是一款很好用的基于安卓的手机软件。展示出来，这是一款很好用的基于安卓的手机软件。 1.3 系统研究现状系统研究现状 从手机照片浏览器市场的发展阶段来看，2009 年，中国电池监控系统 市场处于市场探索初期，手机电池监控系统厂商通常采用面向用户免费的策略， 以此抢占用户市场。该阶段电池监控系统产业价值链比较短，主要包括开发、运 营和用户，并未涉及大量的广告和内容。虽然电池监控系统已成为炙手可热的 概念，电池监控系统仍占据一半的移动互联网用户市场。用户下载安装的浏览 器，依然有很大的发展空间。 2010-2011 年，较具实力的电池监控系统厂商如手机 QQ 浏览器等纷纷夯实手机 览器市场的竞争力，而百度、谷歌等厂商也陆续进入手机软件市场。电池监控系统市 场“预装收取服务费、广告收费、用户使用或增值业务收费”的商业模式将逐步形成。随 着电池监控系统用户粘性逐步养成，用户规模将趋于稳定，保守估计，2012 年我国第 三方电池监控系统活跃用户规模将达 3.6 亿户。 第第 2 章章关键技术介绍关键技术介绍 2.1 关键技术一关键技术一 Eclipse 是著名的跨平台的自由集成开发环境（IDE） 。最初主要用来 Java 语言开发， 通过安装不同的插件 Eclipse 可以支持不同的计算机语言，比如 C+和 Python 等开发工 具。Eclipse 的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持使得 Eclipse 拥有其他功能相 对固定的 IDE 软件很难具有的灵活性。许多软件开发商以 Eclipse 为框架开发自己的 IDE。3 Eclipse 最初由 OTI 和 IBM 两家公司的 IDE 产品开发组创建，起始于 1999 年 4 月。 IBM 提供了最初的 Eclipse 代码基础，包括 Platform、JDT 和 PDE。Eclipse 项目 IBM 发 起，围绕着 Eclipse 项目已经发展成为了一个庞大的 Eclipse 联盟，有 150 多家软件公司 参与到 Eclipse 项目中，其中包括 Borland、Rational Software、Red Hat 及 Sybase 等。 Eclipse 是一个开放源码项目，它其实是 Visual Age for Java 的替代品，其界面跟先前的 Visual Age for Java 差不多，但由于其开放源码，任何人都可以免费得到，并可以在此基 础上开发各自的插件，因此越来越受人们关注。随后还有包括 Oracle 在内的许多大公司 也纷纷加入了该项目，Eclipse 的目标是成为可进行任何语言开发的 IDE 集成者，使用者 只需下载各种语言的插件即可。 2.2 关键技术二关键技术二 Android 是运行于 Linux kernel 之上，但并不是 GNU/Linux。因为在一般 GNU/Linux 里支持的功能，Android 大都没有支持，包括 Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango 及 Glibc 等都被移除掉了。Android 又以 Bionic 取代 Glibc、以 Skia 取代 Cairo、再以 opencore 取代 FFmpeg 等等。Android 为 了达到商业应用，必须移除被 GNU GPL 授权证所约束的部份，例如 Android 将驱动程序 移到 Userspace，使得 Linux driver 与 Linux kernel 彻底分开。Bionic/Libc/Kernel/ 并非 标准的 Kernel header files。Android 的 Kernel header 是利用工具由 Linux Kernel header 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。 Android 的 Linux kernel 控制包括安全（Security） ，存储器管理（Memory Management） ，程序管理（Process Management） ，网络堆栈（Network Stack） ，驱动 程序模型（Driver Model）等。下载 Android 源码之前，先要安装其构建工具 Repo 来初 始化源码。Repo 是 Android 用来辅助 Git 工作的一个工具。 第第 3 章章 系统需求分析系统需求分析 3.1 电池监控系统电池监控系统设计目标设计目标 通过对“电池监控系统”的设计和制作，熟悉了 Android 用户界面的基本开发方法， 了解了在 Android 界面开发过程中常见的界面控件，界面布局，菜单和界面事件的使 用方法，了解了手机应用程序与桌面应用程序在开发上的异同。学会了 Intent 启动其 他组件的方法，以及利用 Intent 获取信息的方法。对于 Activity 生命周期从启动到 销毁的过程有了更加深刻的认识，在整个项目的制作过程中既让我更加深入的了解了 Android 的各种机制和控件的使用，而且还可以动手实践操作，使我进一步锻炼了使用 eclipse 的能力。相信在以后的开发实践中一定会更加进步。 3.2 系统功系统功能需求能需求 根据需求确定本电池监控系统主要包括以下功能模块： 1. 界面模块，展示进入电池监控系统的界面。 2. 查看模块图表，将池一些信息反馈给用户。 2.3 系统非功能需求系统非功能需求 （1）性能 安全性高、持续可用性效果明显、易用性好、可维护性良好、可扩展性强、可移植性 高、可重用性好、可测试性能完全。 （2）成本 根据当今社会和人们的需要，本照片浏览分享系统不需要对本系统给予费用，但 可以对本系统提出可行性建议和推广。 3.4 系统开发环境系统开发环境 硬件环境：Android 手机平台 软件环境：Andriod 4.0.3，EclipseSDK 3.4 系统可行性分析系统可行性分析 3.5.1 技术可行性技术可行性 本系统采用 Android 系统的底层架构，采用 C、java 和 Android 等语言作为语言 基础，采用同一个程序启多个子进程的方式。配置文件采用标准格式文本文件进行配 置，采用普通的标准格式文本文件简单，清楚，容易维护。 利用 Android 和 Eclipse 找出全过程系统中能耗的“瓶颈”，给出必要的工艺改 造措施，解除能耗“瓶颈”，实现全过程能源优化。 第第 4 4 章章 系统设计系统设计 4.1 电池监控系统设计指导电池监控系统设计指导原则原则 （1）先进性先进性 利用电池的使用情况进行分析和所需的分享能力，体现出本系统的优越性，本 软件是一款省电软件，并且有后台服务，可以不断检测系统信息。 （2）可靠性及安全性可靠性及安全性 本系统采用了电池监控，所需设备简单，而数据的反馈是通过综合数据传输实 现的，系统可靠性相当高。 4.2 体系结构设计体系结构设计 系统体系架构如图 4.1 所示。 4.3 软件设计软件设计 本电池监控系统仅限于 Android 平台，但可以通过代码以及功能的需求转化为其他的平 台来实现一样的功能 4.4.2 界面设计界面设计 4.4.3 功能模块设计功能模块设计 系统软件功能框图如图 4.2 所示。 图 4.2 系统软件功能框图 第第 5 章章 电池监控电池监控系统实现系统实现 5.1 环境配置环境配置 使用 Eclipse SDK 软件实现对代码应用层的实现 使用 Eclipse 下的 SDK 模拟 Android 手机实现对系统的操作 使用 visual studio 制作基本流程图和系统功能框架 5.2 功能模块实现功能模块实现 （1）.总模块流程图： （1）模块一：界面 流程图： 代码： protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.splash); final View view = View.inflate(this, R.layout.splash, null); AlphaAnimation aa = new AlphaAnimation(0.5f, 2.0f); /控制启动界面的渐 变效果 aa.setDuration(SPLASH_DISPLAY_LENGHT); /设置渐变时间 view.startAnimation(aa); /开始一个动画 setContentView(view); /设置动画监听器，当动画结束的时候，启动新的Activity aa.setAnimationListener(new AnimationListener() public void onAnimationStart(Animation animation) public void onAnimationRepeat(Animation animation) / TODO Auto-generated method stub public void onAnimationEnd(Animation animation) startMainActivity(); ); （2）模块二实现 流程图： 代码： private View.OnClickListener l1 = new View.OnClickListener() / 缩小 public void onClick(View v) int width = imageview.getWidth() * 3 / 4; int height = imageview.getHeight() * 3 / 4; if (width 1000) Toast.makeText(ShowActivity.this, 已经不能放大了!, Toast.LENGTH_SHORT).show(); else imageview.setLayoutParams(new LinearLayout.LayoutParams(width, height); ; private View.OnClickListener l3 = new View.OnClickListener() / 上一张 public void onClick(View v) if (imagePosition 0) imagePosition-; HashMap map = (HashMap) ImageScanActivity.list .get(imagePosition % ImageScanActivity.list.size(); String imagePath = (String) map.get(image); Uri uri = Uri.parse(imagePath); imageview.setImageURI(uri); imageview.setLayoutParams(new LinearLayout.LayoutParams( LayoutParams.FILL_PARENT, LayoutParams.FILL_PARENT); else Toast.makeText(ShowActivity.this, 已经是第一张了！, Toast.LENGTH_SHORT); ; private View.OnClickListener l4 = new View.OnClickListener() / 下一张 public void onClick(View v) imagePosition+; HashMap map = (HashMap) ImageScanActivity.list .get(imagePosition % ImageScanActivity.list.size(); String imagePath = (String) map.get(image); Uri uri = Uri.parse(imagePath); imageview.setImageURI(uri); imageview.setLayoutParams(new LinearLayout.LayoutParams( LayoutParams.FILL_PARENT, LayoutParams.FILL_PARENT); ; 第第 6 章章 系统测试系统测试 6.1 测试概述测试概述 测试方案描述。 通过 Eclipse 运行后得到虚拟安卓设备进行调试和查看，测试其可行性和综合使用 性能。 （1） 。相册主显示界面 （2）。功能模块 （3） 。功能测试 （4） 。Menu 测试 第第 7 章章 结结 论论 经过一段时间紧张的工作，本款电池监控软件终于完成了，在软件功能和软件性 能上基本达到了所需要求。 通过这次的软件开发设计，本人深切感受到自己在理论 方面的不足，而且也缺乏实际的开发经验，不过从这次开发遇到问题并解决问题的过 程中学到很多东西。这是第一次开发 Android 应用程序