安卓天气预报设计文档.docx
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目录
第1章项目背景 1
1.1项目来源 1
1.2开发目标 1
第2章项目设计 2
2.1项目总体设计 2
2.2技术框架设计 2
2.3数据库设计 3
2.4功能模块设计 3
第3章项目功能描述 4
3.1系统主要功能 4
3.2系统各模块具体实现 4
第4章项目总结 8
4.1项目技术总结 8
4.2技术创新及特点 9
4.3个人收获与体会 9
1
第1章项目背景
1.1项目来源
本项目期末考核作业，各部分由自己独立完成。
1.2开发目标
现有的３G技术和移动互联网技术的快速发展，智能手机功能的不断增强，让基于Android平台的查询需求越来越多。
本软件就是利用现有的网络快速获取网络上的天气信息并显示到手机终端上，为用户提供实时的天气查询和近期天气查询服务，为工作、出行等带来便利。
通过WebService等技术让用户体验到前所未有的移动计算。
第2章项目设计
2.1项目总体设计
本软件是一个AppWidget应用程序，启动程序后可以进行城市、更新频率的设置，可以通过图片和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的时间间隔，通过Google提供的服务获取天气预报信息，并将天气信息保存在数据库中。
该软件的基本功能需求有：
（1）启动AppWidget应用程序；
（2）设置界面：
对要显示天气预报的城市及更新频率进行设置；
（3）显示界面：
通过文字和图片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。
（4）详细界面：
在显示出“显示界面”上所有信息的同时用列表的形式显示今后四天的天气情况。
2.2技术框架设计
2.2.1 开发环境
Android的上层应用程序是用Java语言开发的，一般情况下是基于Dalvik虚拟机的，所以Google公司推荐使用主流的Java集成开发环境Eclipse。
而用Java语言进行开发，需要用到SUN公司提供的JavaSDK（其中包括JRE：
JavaRuntimeEnvironment）。
此外，Android的应用程序开发和Java开发有较大区别的，需要使用Google提供的AndroidSDK。
同时，要在Eclipse上安装ADT，为Android开发提供开发工具的升级或者变更，是Eclipse下开发工具的升级或下载的工具。
简言之，需要以下软件，才能搭建Android开发环境，从而进行Android应用程序的开发。
（1）JavaSDK
（2）Eclipse
（3）AndroidSDK
（4）ADT
2.2.2 技术支持
本软件使用基于SOAP（简单对象访问协议）的WebService技术来实现与服务器端的信息交互，获取网络上的数据。
WebService使用基于XML技术的消息处理，作为基本的数据通讯方式。
WebService建立在一些通用协议的基础上，如HTTP、SOAP、XML、WSDL、UDDI等。
各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式（HTTP、XML、SOAP）来访问WebService。
而所有的SOAP消息都使用XML编码。
一条SOAP消息就是一个包含有一个必需的SOAP的封装包，一个可选的SOAP标头和一个必需的SOAP体块的XML文档。
XML文档在Android平台上的解析可以通过SAX的方式方便快速的完成。
解析Android应用程序中获得的列表数据XML文件，对XML文件中的数据实现分离，得到指定的所需要的信息，然后执行存入数据库或显示到页面等相应的处理。
Android的开发组Activity、IntentReceiver、Service、ContentProvider等，可以实现不同页面之间的跳转；数据的获取和实现与数据库的实时交互；不同页面和进程间数据的共享。
2.3数据库设计
本软件中有两部分数据需要存储，一个是显示页面的数据，另一个是详细页面的数据。
但是数据量都不是很大，因此可以选择SQLite数据库作为存储数据的方法，建立数据库forecasts.db，并且建立两张表weather_widget和weather_forecast，分别存储显示页面的数据和详细页面的数据。
2.4功能模块设计
从功能需求上分析可以看出，整个应用程序应划分为4个模块，分别是程序启动、用户界面、后台服务和数据库适配器，各模块之间的关系如图2-1所示。
图2-1各功能模块间的关系
从模块结构图中不难看出，后台服务是整个应用程序的核心，主要是“数据获取模块”，负责周期性的从Google获取天气信息。
后台服务在程序启动时就由AppWidgetProvider启动，也可由用户界面通过startService（）进行启动，启动后的后台服务将一直保持运行状态。
用户界面是从数据库中获取天气信息，而没有直接通过网络访问Google的天气数据。
这样设计，一方面可以避免因网络通信不畅而造成界面失去响应；另一方面，后台服务可以及时更新数据，以保证数据的准确性。
数据库适配器封装了所有对SQLite数据库操作的方法，用户界面和后台服务会调用它来实现对数据库的操作。
第3章项目功能描述
3.1系统主要功能
本软件要完成在android手机上实现天气的即时预报。
所涉及的功能有：
1.启动程序后可以进行城市、更新频率的设置；
2.可以通过图片和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。
使用效果图实现与相应天气的结合。
3.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的时间间隔，通过Google提供的公共接口获取天气预报信息，并将天气信息保存在本地数据库中。
3.2系统各模块具体实现
3.2.1文件结构与用途
在程序开发阶段，首先确定“Android手机天气预报软件”的工程名为WeatherSystem，据程序模块设计的内容，建立WeatherSystem工程。
工程源代码的结构如图3-1所示。
图3-1WeatherSystem工程的源代码文件结构
Android的资源文件保存在/res的子目录中。
其中、/res/anim目录中保存的是产生动画效果的XML文件，/res/drawable/目录中保存的是图像文件，/res/values目录中保存的是用来自定义字符串和颜色的文件，/res/xml目录中保存的是XML格式的数据文件。
3.2.2数据提供者
数据提供者ForecastProvider继承ContentProvider，是在应用程序间共享数据的一种接口机制。
应用程序在不同的进程中运行，因此，数据和文件在不同的应用程序之间是不能够直接进行访问的。
而ContentProvider为程序员提供了较高级的数据共享方法，应用程序可以指定需要共享的数据，而其他应用程序则可以在不知数据来源、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。
在创建ForecastProvider时，首先需要使用数据库、文件系统或网络实现底层存储功能，这里我们采用数据库建立了数据库设计中的两张表，从而实现了底层存储功能。
然后在继承ContentProvider的类中实现基本数据操作的接口函数，包括添加、删除、查找和更新等功能。
（1）创建数据库：
DatabaseHelper类继承SQLiteOpenHelper，SQLiteOpenHelper这个类可以辅助建立、更新和打开数据库。
DatabaseHelper在建立数据库时，同时建立了两个数据库表weather_widget和weather_forcast，并对保存配置信息的表进行了初始化。
（2）URI设置：
ContentProvider可以提供多个数据集，调用者使用URI（通用资源标识符）对不同的数据集的数据进行操作。
URI用来定位任何远程或本地的可用资源。
ContentProvider使用的URI语法结构，我们就需要先来对URI进行设置。
（3）查询功能：
执行数据的查询功能主要用到SQLiteQueryBuilder的query（）方法。
Query（SQLiteDatabasedb,String[]projectionIn,Stringselection,String[]selectionArgs,StringgroupBy,Stringhaving,StringsortOrder,Stringlimit）,参数说明如下表3-3所示：
表3-3query（）方法的参数说明
参数
说明
SQLiteDatabasedb
要查询的数据库实例
String[]projectionIn
是一个字符串数组，里边的每一项代表了需要返回的列名
Stringselection
相当于SQL语句中的where部分
String[]selectionArgs
是一个字符串数组，里边的每一项依次替代在第三个参数中出现的问号（?
）
StringgroupBy
相当于SQL语句当中的groupby部分
Stringhaving
相当于SQL语句当中的having部分
StringsortOrder
描述是怎么进行排序
Stringlimit
相当于SQL当中的limit部分，控制返回的数据的个数
（4）添加、删除、更新功能，对数据库表中存放的天气等信息进行有效的管理。
添加功能：
publicUriinsert（Uriuri,ContentValuesvalues）{}。
删除功能：
publicintdelete（Uriuri,Stringselection,String[]selectionArgs）{}。
更新功能：
publicintupdate（Uriuri,ContentValuesvalues,String selection,String[]selectionArgs）{}。
（5）类型匹配：
增删改查通过switch判断，进行不同的操作，因而还需要对关键字进行类型匹配。
3.2.3后台服务
后台服务是ty-weather工程的核心模块，在用户启动后持续在后台运行，直到用户停止服务。
后台服务主要有三个功能：
一是周期性的获取Google的天气数据并存储到SQLite，二是从SQLite读取出要显示的数据，三是定时更新“显示页面”的时间。
（1）获取天气数据
天气数据的获取天气数据分为以下三个步骤：
1.从Google提供的WebService中获取的天气数据，数据的获取地址是：
/api?
weather=%s&hl=zh-cn。
2.调用轻量级XML解析器XmlPullParser对从网络上获取的字节流数据进行解析，并且将解析结果保存在WidgetEntity对象中。
3.将解析好的数据存储到SQLite数据库中。
其过程是：
使用ContentResolver对象，通过URI间接调用ContentProvider,使用ContentResolver对象与ContentProvider进行交互，而ContentResolver则通过URI确定需要访问的ContentProvider的数据集。
调用关系如下图3-2所示。
图3-2ContentProvider的调用关系
（2）读取天气数据实例
通过WebServiceHelper.getWidgetEntity（）方法操作数据库取出所需要的数据。
（3）定时更新时间。
AppWidget一启动就会启动ForcastTimeService这个后台服务，此服务设置了每隔20秒刷新一次时间，“显示页面”通过这个后台服务获取系统时间从而显示。
如下图所示：
Android平台上的应用程序所要启动的服务需要在AndroidManifest.xml配置文件中注册。
name="ForecastService">
name="ForecastTimeService">
3.2.4 用户界面
在用户界面设计上，采用了AppWidget框架结构，提供直观的交互操作。
三个用户界面风格简约、操作简便，用户体验将非常好。
如下图3-3所示：
图３-3系统主要用户界面
程序的入口类ForecastWidget在设计上采用了AppWidget框架结构，AppWidget就是HomeScreen上显示的小部件，通过在HomeScreen空白处长按，在弹出的对话框中选择Widget部件来进行创建。
此外，长按部件后并拖动到垃圾箱里进行删除，也可以拖动到屏幕的其他地方，或者拖动到下一个屏幕上。
设置页面ConfigureActivity继承Activity并且实现了View.OnClickListener接口，AppWidget第一次启动之前会先运行ConfigureActivity，会出现设置页面用户进行设置，点击保存按钮就会将设置好的参数会存储到SQLite中。
详细页面DetailForecastActivity主要用来显示详细的天气信息，包括当天和未来四天的天气信息。
为了能够以列表的形式显示多行数据，并制定每行数据的布局，使用了ListActivity。
ListActivity可以不通过setContentView（）设置布局，也不必重载onCreate（）方法，而直接将显示列表加载到ListActivity，增加了使用的便利性。
在此工程中，仍然使用setContentView（）设置布局，这样做的好处是可以在界面中设置更为复杂的显示元素。
第4章项目总结
4.1项目技术总结
（1）在Android平台上可以通过WebService技术方便的获取互联网上的资源信息，在智能手机强大的硬件功能和快速的移动互联网的支持下，可以更加方便的利用网络上的资源，为生活、工作带来极大的便利。
（2）Android语言的开发组件Activity、IntentReceiver、Service、ContentProvider等提供了强大的数据处理功能。
合理的设计数据库可以方便的实现各页面、进程之间的数据共享、数据的传递，也会使程序的运行更加稳定。
（3）Android系统中的视图组件View和ViewGroup等的灵活使用,可以设计出界面美观，用户操作方便灵活的页面，并可以实现页面各种不同的显示布局以及动画效果等。
（4）使用SAX的方式解析android应用程序中的XML数据文件，可以提供很好的性能需求。
之所以选择SAX的方式来解析XML文件，是因为它是一种非常优秀的轻量级解决方案。
使用android平台的硬件环境主要是手机和其它一些嵌入式设备。
这些设备都需要比较快的解析速度和尽可能少的内存占用，同时满足这两方面要求的技术中SAX是一个非常好的选择。
4.2技术创新及特点
（1）由于Android平台没有提供使用WebService的基础组件，所以我们采用了第三方开源的KSOAP2项目来实现该功能。
KSOAP2实现了在Android平台上基于SOAP的WebService服务。
简单对象访问协议（SOAP）是一种轻量的、简单的、基于XML的协议，它被设计成在WEB上交换结构化的和固化的信息。
（2）用列表视图的方式更加灵活的将信息添加到原有页面。
（3）通过在本地资源文件中保存表示天气状态的图片等资源，在查询时直接从本地加载而不再从网络上实时下载，节省流量也避免因网络阻塞而造成长时间等待。
同时后台服务可以及时更新数据，保证结果的准确性。
（4）使用数据库适配器封装所有对SQLite数据库操作的方法，使得不同进程对数据库的操作变得更加统一，数据更加安全，管理更方便。
4.3个人收获与体会
经过这一段时间的努力，Android手机天气预报软件终于完成了。
由于对JAVA浓厚的兴趣引发了我对Android的好奇心，一开始对于如何写出这个项目并没有什么头绪，到最后一直不断摸索着完成了这个软件。
在这个过程中，我学会了很多知识，比如Android环境的搭建、Intent、Activity、Service、ContentProvider、SQLite的用法等，但我学会的最重要的一点是，利用现有的资源去解决问题，在图书馆、网络上寻找答案。
虽然，这个软件目前运行良好，但是我认为代码的健壮性还很差，在整个工程的构思方面也不足，用户操作界面还不够灵活，这些问题还需要今后逐一解决。
与此同时，这个软件还可以进一步扩展，例如“日程提醒”、“百宝箱”等，使它的功能更加强大，带给用户更好的体验与生活的便捷。
总之，通过该项目的实战演练让我受益匪浅，对我以后在软件开发行业中的发展有很大的帮助。
同时也让我更有信心在软件行业中走下去！
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