1、信息工程学院本科生毕业设计说明书题目：基于 Android 的天气短信系统的设计与实现 姓 名： 丁柏林 学 号： 2011110262 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 11 计科 2 班 指 导 教 师： 房爱东 目 录1 系统概述 .11.1 设计目的 11.2 设计思路 11.3 系统需求分析 11.4 开发环境 21.4.1 Android 开发环境的介绍 21.4.2 Android 的开发平台搭建 21.5 运行环境 31.6 参考文献 32.总体设计 42.1 系统结构 42.1.1 系统流程图 .42.1.2 模块结构图 .42.2 数据库的设计 52.3 模块功能设计
2、62.3.1 获取当前天气功能 .62.3.2 选择城市的功能 .62.3.3 发送短信的功能 .63.运行设计 73.1 用户界面设计 73.2 运行代码 94.系统测试 .254.1 功能性测试 .254.2 稳定性测试 .274.3 安全性测试 .275 结论 .282015 届本科生毕业设计说明书 系统概述11 系统概述 近几年来随着 3G 技术成熟和智能手机的不断普及，移动应用的需求与日俱增，移动应用开发成为当下最热门的技术之一。在 Google 和 Android 手机联盟的共同推动下，Android 在众多移动应用开发平台中脱颖而出。Android 是一个真正意义上的开源智能手机
3、操作系统，该系统一经推出立即受到全球移动设备厂商和开发者的热捧。为顺应潮流，本设计旨在搭载 Android 的移动设备上运行，实现天气状况的实时动态更新与显示，并将显示的天气可以发短信给指定的联系人。1.1 设计目的 天气软件是一种非常实用的信息服务，随着智能手机的不断普及，各种智能手机平台下都有各种各样的天气软件。Android 作为现在主流的智能手机之一，自然也需要这方面的软件。天气关系到人们的日常生活，如告知温暖，方便出行等。此外，对未来天气的预测你还可以指定发短信给家里不会上网的父母，帮助父母进行农作物的浇灌、施肥、收割等工作。1.2 设计思路天气短信这个设计不算复杂，我先在 ecli
4、pse 里面把系统的主界面写好，然后先是联网解析从 360 天气预报端口读取来的数据，数据解析完了在本地创建数据库，把联网解析的数据保存在本地，减少流量的使用。之后就是选择想要的城市来获取当前城市未来的天气情况，并把天气情况编辑成样例短信，最后选择联系人在指定的时间发送短信，最后就是短信发送成功之后会提醒的消息推送通知。1.3 系统需求分析本软件是一个基于 Android 的应用程序，启动程序后可以进行城市的选择设置，可以通过文字显示当前和未来的天气状况，包括温度、湿度、风向和雨雪情况等。这些天气数据是通过后台服务获取的，这个后台服务可以按照一定时间间隔，从360 上获取天气预报信息，并将天气
5、信息保存在数据库中。可以选定指定的联系人并且设置指定的时间发送天气短信给对方。从上面的描述中可以基本了解软件的功能需求：(1) 启动 Android 的应用程序；(2) 设置界面：对要显示天气预报的城市进行设置；2015 届本科生毕业设计说明书 系统概述2(3) 显示界面：通过文字显示当前的天气情况，包括日期、时间、城市、最高温度、最低温度、当前温度等。而且可以选定指定的联系人在指定的时间发送天气短信给对方。1.4 开发环境1.4.1 Android 开发环境的介绍Android 平台使用 Java 编程语言来开发应用程序，而 Android 提供了对 Java 的核心支持。考虑到 Java
6、虚拟机的执行效率和占用资源情况，Google 重新设计了 Java的编译器，命名为 Dalvik。Dalvik 是经过优化的 Java 编译器，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个 Dalvik 应用作为一个独立的 Linux 进程执行，独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。项目的开发在 Eclipse 环境中进行，由于进行的是 Android 应用程序的开发，需要在 Eclipse 安装 ADT 插件，即 Android 开发工具，这样 Eclipse 就可以和 Android SDK 建立连接，在 Eclipse 中启动 Android 模拟器、调试程序等
7、工作。由以上分析可知，Android 平台的搭建需要 Android SDK、Java SDK、Eclipse和 ADT 四个软件。1.4.2 Android 的开发平台搭建在进行 Android 应用程序的开发前，要先搭建 Android 平台，然后才能在开发环境中进行编程。根据官方指导，对 Android 平台的搭建过程介绍如下：首先，在官方网址上下载 JDK6.0 并安装，网址是http:/ JAVA_HOME、CLASS_PATH 、PATH 的值；然后，在官方网址上下载更新的 SDK 进行安装，官方网址为http:/ Manager 进行安装，选择需要的 Android 版本，然后更
8、新，这次更新需要的时间比较慢，所以更新前要做好准备。安装完成后，将 ADB 命令所在的目录platform-tools 的完整路径添加到系统的环境变量 PATH 中，就能够在命令中使用ADB 命令了；接下来要安装的是 ADT 插件，即 Android 开发工具。因为 ADT 在线安装容易遇到问题，增加一些不必要的麻烦所以需要下载后在本地安装。指定网址为http:/ 届本科生毕业设计说明书 系统概述3最后，下载 Eclipse，建议选择 Eclipse3.4 以上版本，网址为http:/www.eclipse.org/downloads/，解压到指定位置后运行。选择 Eclipse 菜单中的He
9、lpInstall New Software 选项卡上的 Available Software，点击右侧的 Add,然后在Name 框中填写 Android，在 Location 框中选择上步下载的 ADT 文件，然后点击OKFinishInstall All，这时关闭 Eclipse 再重新启动。重启后选择 Eclipse 菜单中的WindowPreferences，在左侧的 Android 项目中 SDK Location 中填入 Android SDK解压后的目录，然后点击 Apply。这样，整个平台的搭建工作就完成了。1.5 运行环境运行需要 Android SDK、Java JDK、
10、Eclipse 和 ADT 四个软件，以及 Android2.2的虚拟机或者真机，操作系统为 Windows7 的 PC 机一台1.6 参考文献1 王向辉，张国印，沈洁. Android 应用程序开发M.北京：清华大学出版社，20122 李刚. 疯狂 Android 讲义M. 北京：电子工业出版社，20133 明日科技. Android 从入门到精通M. 北京：清华大学出版社，20124 李刚. 疯狂 Java 讲义M. 北京：电子工业出版社，20135 Y.Daniel Liang. Java 语言程序设计(李娜) M. 北京：机械工业出版社，20116 邓凡平. 深入理解 AndroidM
11、. 北京：机械工业出版社， 20117 马超，孙仁贵. Android 应用开发全程实录M. 北京：人民邮电出版社，20128 刘昌平，范明钰.Android 手机的轻量级访问控制J.计算机应用研究，2010,7:201-212.9 张仕成.基于 Google Android 平台的应用程序开发与研究J.电脑知识与技术，2009:35-59.10 杨丰盛.Android 应用开发揭秘M.北京：机械工业出版社，20102015 届本科生毕业设计说明书 总体设计42.总体设计2.1 系统结构2.1.1 系统流程图本系统的流程是当我们在桌面上打开软件时进入到用户的主界面，进入主界面后第一次是会让我们
12、选择城市，我们点击城市的下拉列表选中自己想要查询的城市，在我们的短信中会出现该城市的天气并生成样列短信，最后我们设置指定的联系人并设置指定的时间发送短信到指定的联系人，当短信发送成功后我们会收到来自通知栏的消息告诉我们短信已经发送成功。点击桌面图标进入系统显示程序主界面点击城市下拉列表选择想要查询的城市设置指定联系人号码点击发送按钮短信发送至联系人的通知图 2-1 系统流程图2.1.2 模块结构图2015 届本科生毕业设计说明书 总体设计5App 启动服务 设置相关信息天气信息startService(new Intent)启动服务图 2-2 模块结构图2.2 数据库的设计由于在本系统中是通过
13、中央气象台的 WebService 提供的 API 访问得到的天气预报，在查询指定城市的天气时，需要用到它提供的城市码，而城市码相对稳定不变，所以在构建系统时将其事先通过 Android 的网络访问技术将其缓冲到本地 SQLite 数据库进行保存起来，方便以后的查询，同时节省了流量开销。综上所述在本地建立App 启动用户界面 后台服务数据库获取模块360 天气预报服务数据库获取模块SQLite设置联系人和发送时间发送短信并返回发送成功的通知2015 届本科生毕业设计说明书 总体设计6db_weather.db 的数据库，其中的表结构如下：图 2-3 数据库表结构其中只存在两个表: provic
14、es 和 citys City 中存在 city_num 用天气的查询，同时还存在外键 province_id 与 provices表形成 1 对 n 的关系。2.3 模块功能设计2.3.1 获取当前天气功能显示指定城市三天内的天气状况，包括日期、城市名称、温度、风力，用户可通过选择城市来获取城市天气，并且可以把天气编辑成短信。2.3.2 选择城市的功能通过手动选择可伸展性下拉列表单击选择系统数据库中预存的城市来进行设置，同时为了方便用户查找，当单击选中城市时跳转至天气显示界面，来显示该城市当三天内的天气状况。2.3.3 发送短信的功能为了使用户能够选择指定的联系人，在界面上加上了选择联系人的
15、输入框，并且还有时间选择，是用户能够设置在指定的时间发送短信给指定的人。2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计73.运行设计3.1 用户界面设计根据需求分析可以知道，应用程序应包含三个主要的功能，这里需要进一步分析每个功能中应该具体怎样实现。在获取网络上的天气服务时应该做到读取未来三天的天气，并把天气转为短信内容示例。当然我们可以选择当前城市的信息，设置省市联动的效果，并且我们可以设置指定联系人的信息和在什么时间发送短信。根据以上的功能分析得到以下的用户界面图：图 3-1 主界面布局2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计8图 3-2 用户主界面图 3-3 选择省份2015 届本科生毕业
16、设计说明书 运行设计9图 3-4 选择城市3.2 运行代码根据天气预报系统功能需求分析，系统启动后，应在主界面上呈现出，默认城市的天气数据，因此需要创建主界面和解析天气的类，包括获取、解析城市天气数据，并在用户界面上呈现出来。为此，需要解决的问题是手机终端从 Web 服务器获取了所有类型的数据之后，将这些数据进一步交给 Android 手机终端 View 组件，在手机界面上显示给用户。联网获取天气情况并把天气情况变为样例短信。主要是通过 360 天气预报的端口从网络上解析数据，并把数据保存到本地的数据库中，在从数据库中调取所需城市的天气，并把天气转为示例代码：/重写callable接口中的方法
17、callSuppressLint(“SimpleDateFormat“) Overridepublic String call() throws Exception try /这里使用的是360天气预报，比较几个之后，发现这个比较靠谱/url最后的101010100 是指北京，在http:/ 页面选择想要的城市，url中即可获取城市编码101110908/联网读取天气数据2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计10/创建连网使用的客户端连接类httpclient，以及本次请求的封装对象httpgetHttpGet httpGet = new HttpGet(“http:/ httpClien
18、t = new DefaultHttpClient();/执行请求并获取服务器的响应HttpResponse httpResponse = httpClient.execute(httpGet);/获取http的响应码，判断本次连接是否成功if (httpResponse.getStatusLine().getStatusCode() = HttpStatus.SC_OK) /获取响应数据的字符串内容并针对字符串进行拆分String unicodeResult = EntityUtils.toString(httpResponse.getEntity().split(“(“)1.split(“
19、)“)0;/ unicode解码后获取各节点的值/ 获取市/System.out.println(unescapeUnicode(unicodeResult);timestamp=(new JSONObject(unicodeResult).getLong(“time“);/System.out.println(timestamp);/通过stringbuffer实现字符串的拼接weatherMsg.append(new JSONObject(unicodeResult).getJSONArray(“area“).getString(2).split(“)1).append(“;“);JSON
20、Array jsonArray = new JSONObject(unicodeResult).getJSONArray(“weather“);for (int i = 0; i 70;i+)System.out.println(weather.length();/将数据转成集合，然后通过sublist方法截取集合中的部分内容后，将截取后的集合toString的到字符串weather = Arrays.asList(weathers).subList(0, Arrays.asList(weathers).size()-i).toString();/针对字符串进行字符的替换weather = w
21、eather.replace(“, “).replace(“, “).replace(“ “, “).replace(“,“, “;“).replace(“#“, “,“);/String date = new java.text.SimpleDateFormat(“HH:mm“).format(new java.util.Date(timestamp * 1000);/weather = weather + “;“ + date + “发布 “;return weather; catch (Exception e) e.printStackTrace();return null;public
22、 String unescapeUnicode(String str)StringBuffer sb=new StringBuffer();/将字符串根据制定的正则表达式进行匹配（可简单的理解为将特殊的字符串根据指定的方式进行拼配后替换）Matcher matcher = Ppile(“u(0-9a-fA-F4)“).matcher(str);2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计13while(matcher.find() /如果字符串中包含指定字符/则对字符串进行退换操作matcher.appendReplacement(sb, (char)Integer.parseInt(match
23、er.group(1),16)+“); matcher.appendTail(sb);return sb.toString().replace(“, “);/顺便去掉上面的转义字符“根据天去短信系统的需求分析，选择城市并获取天气的类，通过连接本地的SQLite 数据库根据城市的城市码来到本地的数据库中找到并把天气显示在用户的界面上，具体实现代码如下：public void initSpinner1()dbm = new DBManager(this);dbm.openDatabase();db = dbm.getDatabase();/获取数据库对象List list = new ArrayL
24、ist();try String sql = “select * from provinces“; /查询数据库中的provinces表中的数据Cursor cursor = db.rawQuery(sql,null); cursor.moveToFirst();/如果有多行数据，就循环读取表中每一行的数据while (!cursor.isLast() /获取表中列名为_id的列中当前行的值String code=cursor.getString(cursor.getColumnIndex(“_id“);System.out.println(“initSpinner1“+code);/获取表中
25、第二列中当前行的数据值byte bytes=cursor.getBlob(1); String name=new String(bytes,“utf-8“);/初始化列表中每个item中要显示的数据封装类对象MyListItem myListItem=new MyListItem();myListItem.setName(name);2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计14myListItem.setPcode(code);list.add(myListItem);/让游标移动到下一行cursor.moveToNext();/如果没有多行数据，那么就读取当前行的数据String code
26、=cursor.getString(cursor.getColumnIndex(“_id“); byte bytes=cursor.getBlob(1); String name=new String(bytes,“utf-8“);MyListItem myListItem=new MyListItem();myListItem.setName(name);myListItem.setPcode(code);list.add(myListItem); catch (Exception e) MyAdapter myAdapter = new MyAdapter(this,list);spinn
27、er1.setAdapter(myAdapter);String sql = “select province_id from citys where city_num=“+areaCode+“;/查询数据库中指定城市的province_idCursor cursor = db.rawQuery(sql,null);cursor.moveToFirst();/将游标移动到表中第一行spinner1.setSelection(cursor.getInt(0), true);/设置spinner默认选项/设置spinner的选择事件spinner1.setOnItemSelectedListene
28、r(new SpinnerOnSelectedListener1();/关闭数据库dbm.closeDatabase();db.close();String pcode = String.valueOf(cursor.getInt(0)+1);initSpinner2(pcode);public void initSpinner2(String pcode)dbm = new DBManager(this);dbm.openDatabase();2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计15db = dbm.getDatabase();List list = new ArrayList();S
29、tring dstName=“;int idx=0;int found=0;String sql = “select name from citys where city_num=“+areaCode+“;/查询指定城市的城市名Cursor cursor = db.rawQuery(sql,null);cursor.moveToFirst();byte bytes=cursor.getBlob(0);try dstName = new String(bytes,“utf-8“); catch (UnsupportedEncodingException e) / TODO Auto-genera
30、ted catch blocke.printStackTrace();pcode = String.valueOf(Integer.valueOf(pcode).intValue() - 1);try String sql = “select * from citys where province_id=“+pcode+“; /查询表中指定省份所有城市的城市信息Cursor cursor = db.rawQuery(sql,null); cursor.moveToFirst();while (!cursor.isLast() String code=cursor.getString(curso
31、r.getColumnIndex(“_id“); byte bytes=cursor.getBlob(2); String name=new String(bytes,“utf-8“);String city_num = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(“city_num“);if(0=found)if(!dstName.equals(name)2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计16idx += 1;elsefound=1;MyListItem myListItem=new MyListItem();myListItem.setName(n
32、ame);myListItem.setPcode(code);myListItem.setCityNum(city_num);list.add(myListItem);cursor.moveToNext();String code=cursor.getString(cursor.getColumnIndex(“_id“); byte bytes=cursor.getBlob(2); String name=new String(bytes,“utf-8“);String city_num = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(“city_num“);
33、MyListItem myListItem=new MyListItem();myListItem.setName(name);myListItem.setPcode(code);myListItem.setCityNum(city_num);list.add(myListItem); catch (Exception e) MyAdapter myAdapter = new MyAdapter(this,list);spinner2.setAdapter(myAdapter);spinner2.setSelection(idx, true);spinner2.setOnItemSelecte
34、dListener(new SpinnerOnSelectedListener2();dbm.closeDatabase();db.close();class SpinnerOnSelectedListener1 implements OnItemSelectedListener2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计17public void onItemSelected(AdapterView adapterView, View view, int position,long id) /获取spinner选择的item选项String pcode =(MyListItem) adapte
35、rView.getItemAtPosition(position).getPcode();initSpinner2(pcode);public void onNothingSelected(AdapterView adapterView) / TODO Auto-generated method stubclass SpinnerOnSelectedListener2 implements OnItemSelectedListenerpublic void onItemSelected(AdapterView adapterView, View view, int position,long
36、id) String city_num =(MyListItem) adapterView.getItemAtPosition(position).getCityNum();areaCode = city_num;public void onNothingSelected(AdapterView adapterView) / TODO Auto-generated method stub/设置点击菜单键时的显示内容Overridepublic boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) / Inflate the menu; this adds items t
37、o the action bar if it is present.getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);return true;/设置菜单选项选中时的事件监听Override2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计18public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) / Handle action bar item clicks here. The action bar will/ automatically handle clicks on the Home/Up button, s
38、o long/ as you specify a parent activity in AndroidManifest.xml.int id = item.getItemId();if (id = R.id.action_settings) String info=“作者：丁柏林nE-MAIL:“;new AlertDialog.Builder(MainActivity.this).setTitle(“关于“).setMessage(info).setPositiveButton(“确定“, null).show();return true;return super.onOptionsItem
39、Selected(item);获取天气后生成短信，以下代码实现了怎样发送短信的功能：public class SendSms /* 以下代码均为实现发送短信的代码* */SmsManager smsManager = SmsManager.getDefault();public boolean sendMessage(String phoneCode, String content,PendingIntent sentIntent) if (content.length() 70) List weatherList = smsManager.divideMessage(content);for
40、 (String str : weatherList) smsManager.sendTextMessage(phoneCode, null, str, sentIntent,null); else smsManager.sendTextMessage(phoneCode, null, content, sentIntent,null);return false;2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计19存储和读取文件的类：public class DataFile private Context context;final private String FILE_NAME=“weathe
41、r.dat“;public DataFile(Context context) this.context = context;/存储数据到文件public void saveData(String data) throws Exception/context.getFilesDir();/ 得到存放文件的系统目录 /data/data/files/context.getCacheDir(); /缓存目录 /data/data/cache/*获取文件输出流，方便将数据写入指定文件中 */FileOutputStream outputStream=context.openFileOutput(FI
42、LE_NAME, Context.MODE_PRIVATE);/写入数据outputStream.write(data.getBytes();/关闭流outputStream.close();/ 读取数据public String getData() throws Exception/获取指定文件的输入流，文件存储位置：/data/data/files/FILE_NAMEFileInputStream inputStream=context.openFileInput(FILE_NAME);/得到缓存输出流对象ByteArrayOutputStream outStream=new ByteAr
43、rayOutputStream();byte buffer=new byte1024;int len=0;while (len=inputStream.read(buffer)!=-1)/将读取的内容写入缓存输出流中2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计20outStream.write(buffer, 0, len);outStream.close();/得到输出流中的数据byte数组byte data=outStream.toByteArray();/讲数组转成字符串并返回String name=new String(data);return name;数据库的管理类：public c
44、lass DBManager private final int BUFFER_SIZE = 1024;public static final String DB_NAME = “city_cn.s3db“;public static final String PACKAGE_NAME = “com.example.weathertest“;/定义数据库文件存储路径：data/data/ 程序包名public static final String DB_PATH = “/data“+ Environment.getDataDirectory().getAbsolutePath() + “/“
45、+ PACKAGE_NAME;private SQLiteDatabase database; /定义数据库对象private Context context;private File file=null;DBManager(Context context) Log.e(“cc“, “DBManager“);this.context = context;public void openDatabase() Log.e(“cc“, “openDatabase()“+DB_PATH + “/“ + DB_NAME);/通过openDatabase方法打开指定位置的数据库this.database
46、= this.openDatabase(DB_PATH + “/“ + DB_NAME);public SQLiteDatabase getDatabase()Log.e(“cc“, “getDatabase()“);2015 届本科生毕业设计说明书 运行设计21/获取数据库对象return this.database;private SQLiteDatabase openDatabase(String dbfile) try Log.e(“cc“, “open and return“);file = new File(dbfile);if (!file.exists() /判断文件是否存在Log.e(“cc“, “file“);/通过res资源对象获取res/raw文件夹下的city文件对应的流对象InputStream is = context.getResources().openRawResource(R.raw.city);if(is!=null)Log.e(“cc“, “is null“);elseFileOut
