基于android平台的运动监控软件的设计与开发

基于ANDROID平台的运动监控软件的设计与开发DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFMOTIONCONTROLBASEDONANDROID学部信息学部专业计算机科学与技术毕业设计（论文）完成时间自2012年12月至2013年5月摘要ANDROID操作系统最初由ANDYRUBIN开发，最初主要支持手机。2005年由GOOGLE收购注资，并组建开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。ANDROID的主要竞争对手是苹果公司的IOS以及RIM的BLACKBERRYOS。从2011年第一季度开始，ANDROID在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。本文旨在介绍本系统的开发过程，开发的背景及意义以及用到的主要技术指标和用户使用流程，同时介绍了ANDROID的历史和发展状况。关键词ANDROID；运动监测ABSTRACTANDROIDOSWASORIGINALLYDEVELOPEDBYANDYRUBIN,INITIALLYSUPPORTTHEPHONEINJECTACQUIREDBYGOOGLEIN2005,ANDFORMEDTHEOPENHANDSETALLIANCEDEVELOPMENTOFIMPROVED,ANDGRADUALLYEXTENDEDTOTHETABLETPCANDOTHERFIELDSANDROIDSMAINRIVALAPPLESIOSANDRIMSBLACKBERRYOSSTARTINGFROMTHEFIRSTQUARTEROF2011,ANDROIDINTHEGLOBALMARKETSHAREFORTHEFIRSTMORETHANSYMBIAN,LEAPEDTHEWORLDTHISARTICLEISINTENDEDTOINTRODUCETHESYSTEMDEVELOPMENTPROCESS,THEBACKGROUNDANDSIGNIFICANCEOFTHEDEVELOPMENTANDUSEOFTHEMAJORTECHNICALINDICATORSANDUSERPROCESSES,INTRODUCEDTHEHISTORYANDDEVELOPMENTOFANDROIDKEYBORDSANDROIDMOTIONDETECTION目录第一章绪论111可行性研究112功能需求113设计目标1第2章相关技术介绍221开发工具222运行环境223开发环境3第3章总体设计331设计思路3311研究步骤3312理论准备3313材料分析3314需求分析3315编码实现3316系统测试3317后期完善432基础知识4321主要技术指标4322系统主要功能模块具体如下4323重点解决的问题4第4章系统设计541设计指导思想和原则5411指导思想5412软件设计原则542程序结构设计6421功能构架6422模块需求描述643模块描述744具体功能描述745特色功能描述9第5章系统实现951用户模块9第6章系统测试1261测试结论12结论12参考文献13致谢14第一章绪论11可行性研究作为当前最流行的手机操作系统，ANDROID是以LINUX为核心的手机操作平台，作为一款开放式的操作系统，随着ANDROID的快速发展，如今已允许开发者使用多种编程语言来开发ANDROID应用程序，而不再是以前只能使用JAVA开发ANDROID应用程序的单一局面，因而受到众多开发者的欢迎，成为真正意义上的开放式操作系统。在ANDROID中，开发者可以使用JAVA作为编程语言来开发应用程序，也可以通过NDK使用C/C作为编程语言来开发应用程序，也可使用SL4A来使用其他各种脚本语言进行编程（如PYTHON、LUA、TCL、PHP等等）。另外，谷歌还在2009年特别发布了针对初学者的ANDROIDSIMPLE语言，该语言类似BASIC语言。而在网页编程语言方面，JAVASCRIPT，AJAX，HTML5，JQUERY、SENCHA、DOJO、MOBL、PHONEGAP等等都已经支持ANDROID开发。12功能需求随着生活节奏的加快，社会竞争的加剧，人们锻炼的时间越来越少。许多人也许制定过锻炼计划，买过包年的健身卡，但往往由于坚持不了而中断。同时还会浪费大量的金钱，而简单的锻炼方式，只要你有一双合适的鞋子，就可以快乐地跑起来。跑步是一项有氧运动，是富有韵律性的运动,在运动过程中，人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。而走路，它的强度低，有节奏，持续时间较长。血液可以供给心肌足够的氧气；氧气能充分酵解体内的糖分，还可消耗体内脂肪，增强和改善心肺功能，预防骨质疏松，调节心理和精神状态，其他的运动对人们的好处就不再一一贯述。本软件的意义就在于能让人们在难得的闲暇时刻可以随时随地进行自己喜欢的运动同时对自己进行该项运动热量的消耗有个了解，人们进行持续运动时，意志薄弱的人比较难坚持下去，本软件会对热量消耗有一个即时的体现，让人们在锻炼的同时可以看见自己的热量消耗，从而达到增强毅力的作用。13设计目标运动辅助软件是为了满足运动爱好者的需求为其提供，通过用户的时间来估算各类运动消耗热量，历史运动消耗量的查询以及总消耗热量的查询。即时看到自己消耗的热量可以增强用户的信心，历史总量查询，可以让用户产生成就感，从而持续坚持锻炼。本系统界面友好、操作便捷；系统经过测试,可以稳定运行,能够满足用户基本的服务需求。本软件主要实现的目标有以下几点1、首先是运动类型的选择，用户在进行运动时选择对应的运动，以达成热量消耗估算2、让用户即时的看到自己进行该项运动的热量消耗。3、记录每次热量消耗量4、显示历史总热量消耗第2章相关技术介绍21开发工具ANDROID概述ANDROID是一个以LINUX为基础的半开放源代码操作系统，主要用于行动设备。由GOOGLE和开放手持设备联盟开发与领导。ANDROID系统最初由安迪鲁宾（ANDYRUBIN）制作，最初主要支援手机。在2005年8月17日被GOOGLE收购。到2007年11月5日，GOOGEL与84家硬件制造商、软件开发商以及电信营运商组成了开放手持设备联盟（OPENHANDSETALLIANCE）在谷歌公司的领导下，最开始的一批创始成员包括BROADCOM公司、HTC、INTEL、LG、MARVELL等公司。开放手持设备联盟的建立目的是为了创建一个更加开放自由的移动手机环境。而在开放手持设备联盟创建的同一天，联盟对外展示了他们的第一个产品，一台搭载了以LINUX26为内核基础的ANDROID操作系统的智能手机。2008年12月9日，新一批成员加入开放手持设备联盟，包括ARM、华为、索尼爱立信等公司。目的是为了共同研发便携式手机并扩展业务到平板电脑及其他领域上。随后，一个负责进一步发展和维护ANDROID操作系统的ANDROID开源项目被建立AOSP。而ANDROID也在同时获得了APACHE免费开源许可证，谷歌公司发布了其源代码。到了2012年ANDROID的市场占有量更是达到了91，成为世界上第一大智能手机操作系统。JAVA概述JAVA是一种拥有跨平台、面向对象、泛型编程的特性的电脑编程语言。不同于一般的编译语言和解释语言。它首先将源代码编译成字节码（BYTECODE），然后依靠各种不同平台上的虚拟机来翻译执行字节码，从而实现了“一次编译、处处执行”的跨平台特性。在早期JVM中，这在一定程度上降低了JAVA程序的运行效率。在J2SE142发布后，JAVA的运行速度有了大幅提升。22运行环境ANDROID23以上版本23开发环境硬件环境CPUT640020GHZ/内存20G/硬盘320GB。软件环境WINDOWS7/ANDROIDOS（仿真器）ECLIPSE42。第3章总体设计31设计思路311研究步骤研究步骤主要分为6个步骤，包括理论准备、材料分析、需求分析、编码实现、系统测试、完善软件系统。每个步骤的大致工作如下312理论准备理论准备阶段主要的目标是通过对ANDROID平台的历史，今后发展，通过查阅书籍资料来了解进行本软件设计时，所需要的软件，结构。同时对各项运动单位时间所消耗的热量进行查找。313材料分析对现行的ANDROID平台运动监控系统进行一个了解，看看大多数软件所实现的功能差异。314需求分析通过本软件和其他类似软件的异同，来确定需求人群的类型。315编码实现通过需求分析中了解的主要使用人群和主要运动项目来完成软件的主要功能，界面等。同时录入运动消耗量以及运算公式。316系统测试对基于ANDROID平台手机和模拟器来进行基本的软件测试，查找并修改常见的BUG。317后期完善软件基本定型使用，在确保软件无明显BUG的同时对软件进行进一步的界面优化等工作。32基础知识JAVA、ANDROIDSDK开发工具ANDROIDSDK开发环境ECLIPSE、ANDROID手机平台321主要技术指标1ANDROID系统的四大组件ACTIVITY提供可视化的界面SERVICE运行在后台的服务程序BROADCASTRECEIVER广播事件处理机制CONTENTPROVIDER使应用程序相互访问数据322系统主要功能模块具体如下1、欢迎界面模块显示本系统对使用者的欢迎信息及系统LOGO；2、运动项目显示模块显示所支持的运动项目，包括跑步慢走等；3、记录功能包括记录，保存，导入等动能；323重点解决的问题1、ECLIPSE开发环境的熟悉和使用，ANDROIDSDK和DDMS的熟悉和使用。2、直观简洁的UI，方便用户使用。3、ANDROID系统的开发方法学习。4、系统在ANDROID手机上的调试。5、实现系统所要求的各个功能细节，系统功能调试。6、软件的最终手机测试。第4章系统设计41设计指导思想和原则411指导思想（1）基于ANDROID的运动监控系统应当符合ANDROID的结构要求。使各个模块间运行更加稳定，尽量引用更多的ANDROIDAPI做处理函数，各模块功能通过调用API来实现。是系统更加完善和提高效率。（2）基于ANDROID的运动监控系统的首要目标是能够满足目前的功能需要，并确保系统在运行运行过程中稳定；实现基本功能，以及在锁屏后依然可以正常工作。412软件设计原则本系统采用面向对象的设计语言，针对不同的功能进行模块划分。在将软件的需求分析转换为软件设计的过程中，软件的设计人员都采用抽象实现话，模块化，软件是一个整体，但都有独立模块，通过这个些独立模块，来构架程序主体。软件的好与坏，与开发人员的基本功底，想法，见识，以及相关的资金都是有关系的，何如在软件设计的过程中让软件本身有质的飞跃是设计人员关心最多的，很多的设计人员总是想通过自己严密的思维，自己的逻辑来提升软件的可用度和质量，但这样做往往适得其反，举例来说就是有很简单的步骤被开发人员忽视，为了追求软件的严谨程度而去走了很多弯路，把问题复杂化，这一点在设计软件的初期就应该是避免出现的。在实践中，许多软件工程没有考虑如何划分软件整体，如何实现功到导致了人力物力的浪费。事实上，把软件的设计过程具体化，就可以清晰简单的表述整体软件结构，使之在开发过程中变得容易。代码在开发过程中很重要，但是代码如何使用的先决条件，就是开发人员必须熟悉软件，知道他应该干什么，而不是通过严谨的代码让程序变得复杂化。举个例子来说，在具体化程序结构的过程中，如果用关系网来表述关系，往往要比代码来的强，模块之间用有向箭头连在一起，看起来很随意。但是对于设计人员，则能通过网状关系图来直接明了的表述软件关系，在设计过程中，交付给代码人员后，也不会让编译人员不知所云，从而加快软件设计开发的进度。在软件上市以后如果软件的使用者提出意见，或者使用群体发生改变，那么只需要设计人员吧当时设计的结构图拿出来，做适当的添加变更，再由代码人员进行编译的话，也是很快就可以加工出更新版本，人力物力方面也不会浪费。所以本软件在程序结构上就采用的结构具体化，其中所使用的事分层表述，好比一道道门，进去了一扇，才会出来新的，而在开发阶段，每个门就像是模块，显而易见，在开发过程中节省了很多时间。42程序结构设计421功能构架422模块需求描述本运动监控系统从层次上看，有以下五层第一层软件开机动画STARTACTIVITYJAVA。第二层主界面EMCJAVA，以选项卡的形式显示本软件提供的四大功能模块运动选择，历史总量查询，今日总量查询，已经连续运动N天。第三层各个功能模块的界面。其中，运动选择由CHOICEJAVA这个类作为接口进入；历史总量查询由HISTORYJAVA这个类作为接口进入；今日总量查询由TODAYJAVA这个类作为接口进入。已经连续运动N天，直观显示。第四层用户对各个功能模块的操作，例如，在运动选择中，选定运动类型后，可以开始，暂停，终止记录。在历史总量中提供查询和导出功能，在今日总量中提供今日数据导入历史记录中。以下是程序流程图图1功能构架图3提供了用户操作的具体流程，并且给出了当用户进行某种操作后，系统给出的操作结果43模块描述界面描述本软件有以下几大功能模块软件启动动画、运动选择、历史记录查询、今日记录查询。已连续运动N天。其中1、软件启动动画STARTACTIVITYJAVA完成了软件启动动画。EMCJAVA进入运动监控系统的主界面。2、运动选择1入口界面运动类型CHOICEJAVA在EMC的第一选项卡显示CHOICEJAVA并能跳转到DECIDEJAVA2运动选择界面DECIDEJAVA显示运动类型及单位时间消耗热量数值，可以给用户进行选择。3选定运动进行操作STARTJAVASUSPENDJAVASTOPJAVA当用户选定了运动种类后，可以进行开始，暂停，停止等操作。3、历史总量查询1入口界面播放列表HISTORYJAVA在EMC的第二选项卡显示查询历史记录并能跳转到FINDHISTORYJAVA2历史总量显示界面FINDHISTORYJAVA显示历史总量消耗。4、今日总量查询1入口界面播放列表TODAYJAVA在EMC的第三选项卡显示今日总量查询并能跳转到FINDHISTORYJAVA2显示界面FINDTODAYJAVA显示今日消耗总量，并能让用户进行删除，导入历史总量等操作。5、已连续运动N天1界面CONTINUEJAVA在EMC的第四选项卡显示用户已经连续运动N天。44具体功能描述1、运动选择控制模块跑步、走路、等运动选择，运动选定后开始，暂停，停止。运动选择Y启动动画N进入主界面程序结束今日总量历史总量返回主界面显示今日总量见图四返回无历史总量点击退出YYYYY程序启动连续N天N天Y显示历史总量导出历史总量N显示总量无历史总量Y导入历史总量N图2运动监控系统流程图显示模块各类运动单位时间热量消耗数值显示，即时热量消耗显示。2、历史总量查询显示模块历史热量消耗总量。3、今日总量查询控制模块导入、清空今日记录。显示模块当日热量消耗总量。45特色功能描述1、界面时尚、超酷，增加用户体验。2、随时随地记录运动热量消耗数方面快捷。3、软件启动动画让用户充满运动冲动。第5章系统实现51用户模块基于ANDROID的运动监控系统的设计与实现（1）首页图3首页图（2）今日总量图4总量图（3）运动区域图5运动区域图第6章系统测试61测试结论系统的测试过程是保证系统质量和系统可靠性的关键步骤，是对系统开发过程中的系统分析、系统设计和实施的最后复查。根测试计划包括测试内容、测试环境、测试工具以及测试资料等。完全遵循测试计划，使测试各个方面都得以协调进行。在测试时期妥善保存测试计划、测试用例，备份，为维护提供方便。测试用例的保存可以为重新测试或追加测试提供方便。通过软件测试可以更迅速直观的发现软件错误，并进行改正，使得该软件更加完善。本软件在测试阶段严格按照测试计划来进行，避免测试的随意性本软件在开发阶段通过模拟器测试，到正式封装时使用了真机测试，可以实现基本功能，以及真机的后台运行能力，即使锁屏，也不会影响软件工作。结论本系统采用ANDROID系统的底层架构，把计算技术与计时器相结合。以很低的研发成本和强大的开放性完成开发，具有低功耗，高处理性能。本系统运行的安全，稳定。UI直观大方，简单易操作。ANDROIDOS是目前手机市场占有率最高的手机操作系统，所以面向ANDROID的手机开发也越来越受到人们的关注。本人所做的基于ANDROID的运动监控系统是为了能够深层的了解ANDROID手机开发而进行学习。本论文从分析、设计到实现，揭示了一个手机软件开发的一般过程。本软件实现了基本的设计功能要求，使用模块化的开发方法，便于改进和移植。虽然当前国内ANDROID开发已经处于一般成熟阶段，而且市面上可供学习ANDROID的资料也很多。但由于本人学习过程中缺少系统学习，所以在开发本软件的时候处于一个学习阶段。在系统实现方面虽然基本功能已实现，但还有