基于Android平台的桥梁监测终端应用程序设计与开发

西安科技大学硕士学位论文基于Android平台的桥梁监测终端应用程序设计与开发姓名：刘俊贤申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：孙弋2011论文题目：基于Android平台的桥梁监测终端应用程序设计与开发专业：通信与信息系统硕士生：刘俊贤（签名）__________指导教师：孙弋（签名）__________摘要通信技术的不断发展，使移动终端不再仅仅是通讯网络的终端，而是向着多功能方向发展，越来越多的移动终端具有了开放式的操作系统，终端和互联网的无缝连接有着更广阔的发展空间。现如今，主流的移动终端操作系统有：Symbian，WindowsMobile，MacOS和Android。Android是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。随着Android技术的迅猛发展和日趋成熟，Android操作系统在手持终端中所占比例正逐步上升，其开放性、便携性、良好的兼容性、无缝结合网络通信等特点将使Android操作系统在各个领域中都有着广泛的应用。本文提出一种基于Android平台的桥梁监测终端的应用程序开发设计方案，该方案基于S3C6410处理器的硬件平台和Android2.1版本的软件平台，通过Socket编程使终端利用Wi-Fi无线通信技术接收桥梁数据，然后将数据保存到终端SQLite数据库中。终端应用程序可以接收桥梁数据、提取历史数据并绘制曲线图，通过分析桥梁监测数据来确定桥梁的运营状态，从而达到对桥梁监测的目的。该方案重点研究了Android平台的系统架构和终端应用程序的设计与实现。本文首先介绍了Android平台的的优势以及当前国内外桥梁监测的现状，针对国内现有桥梁监测技术的不足提出了基于Android平台的桥梁监测系统解决方案，接着对桥梁监测终端的软、硬件平台进行描述，然后介绍了Android开发平台的搭建以及桥梁监测程序的开发，重点介绍了应用程序模块的设计流程。最后对本文进行总结，提出了后续的开发方案和计划。关键词：桥梁监测；移动终端；Android；Wi-Fi；数据库研究类型：应用研究Subject:TerminalApplicationProgramDesignandDevelopmentofBridgeMonitoringSystemBasedonAndroidSpecialty:CommunicationandInformationSystemsName:LiuJunxian(Signature)Instructor:SunYi(Signature)ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofthecommunicationtechnology,theMobileTerminalisnolongertheoneofthecommunicationTerminal.Itturnstowardsthemultifunctionalandwillrealizethewiderdevelopmentwiththeinternetseamlessconnection,makingincreasingmobileterminalhastheopenoperatingsystem.Nowadays,theSymbian,theWindowsMobile,theMacOSandtheAndroidmakethemainstreamkindsofmobileterminaloperatingsystem.TheAndroidisthenameoftheopen-sourcemobilephoneoperatingsystemwhichisannouncedontheLinuxplatformbyGoogleonNovember5thIthasbeencomedupwithaproposalofthebridgemonitoringterminalbasedontheAndroid.ItusesthehardwareplatformoftheS3C6410processorandthesoftwareplatformoftheAndroid2.1,anditmakestheterminalreceivethebridgedatabyWi-FiviaSocketprogram,thensavethedataintotheSQLite.Theterminalapplicationprogramcanreceivethebridgedata,recallthehistoricaldataanddrawthegraph.Itcandeterminethebridgeconditionthroughanalyzingthebridgedata,soastomonitthebridge.ThesolutionemphasizesthestructureoftheAndroidplatformandthedesignoftheapplicationprogramaswell.,2007.Theplatformismadeupbytheoperatingsystem,themiddleware,theUIandtheutilitysoftware,whichisknownasthefirsttrulyopenandcompletemobilesofewaremadeforthemobileterminal.Theproportionofhand-heldterminalsoftheAndroidistorisegraduallywiththedevelopmentdaybyday.Anditsopen,portability,compatibilityandseamlesscombiningnetworkcommunicationwillmaketheAndroidhaveawiderangeofapplicationsineachfield.ItfirstintroducestheadvantageoftheAndroidandthecurrentdomesticandoverseassituationofthebridgemonitoringsystem.Aimingattheshortageoftheexistingdomesticbridgemonitortech,itputsforwardsolutionsofthebridgemonitorbasedontheAndroid.Thenitdescribesthesoftwareandhardwareplatform,itintroduceshowtobuildthedevelopingplatformandtheconstructionandthedevelopmentofthebridgemonitoringapplicationprogram,whichthelatteristheemphasis.Inthelast,itsummarizesandcomesupwiththesubsequentdevelopmentprogramsandplans.Keywords:BridgeMonitorMobileTerminalAndroidWi-FiDataBaseThesis:ApplicationResearch学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集团已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题在撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日1绪论11绪论1.1选题背景随着3G技术在全球的不断深入和发展，移动终端所传递的速率越来越快，极大推动了移动终端业务的发展。现有主流移动终端操作系统平台有：WindowsMobile，Symbian，MacOS，Android。WindowsMobile发展大不如前，市场占有率逐渐下降；Symbian凭借诺基亚的巨大销售量占据着大部分市场份额，但其应用弊端正逐步阻碍其进一步的发展；MacOS牢牢占据着高端移动终端市场，其优异的性能和绝佳的操作体验已成为其他移动终端设计的方向标；Android由Google以及全世界知名运营商和芯片厂家等所支持，基于Linux2.6内核[1]目前Android的应用大多停留在民用娱乐层面，很少有涉及工业化生产领域。Android平台发展迅速，如将其应用在工业领域势必会极大推动工业生产效率，因此，本课题提出一种方案将Android平台应用于桥梁监测系统。，是完全开源和免费使用的，Android平台优异的性能和媲美MacOS操作系统的绝佳体验，使得Android的市场占有率迅速攀升，未来发展中Android势必成为主流操作平台，因此，本课题采用Android平台进行研究，以跟上时代发展的步伐。建国以来，我国桥梁建设发展迅速，但随着时间的推移，越来越多的桥梁因地质灾害发生结构性损伤将提前达到设计基准期。桥梁是重要的基础设施，且投资巨大，因此对桥梁状况的监测意义重大。目前桥梁监测存在的主要问题有：监测仪器落后，工作量大，费用高，监测复杂且耗时长。监测过程中人为主观因素较大，不能客观准确地反映桥梁的实际情况。监测技术落后，没有充分利用现代科学技术发展最新成果和理论。为全面监测桥梁状态，确保桥梁长期安全运营，本文提出基于Android平台的桥梁监测系统以提高监测和评估的可靠性，该系统使用Socket通信模块基于Wi-Fi无线网络来获取前端数据[2]1.1.1移动终端操作系统现状，并通过手持终端来控制和处理数据信息，最终对桥梁的运营情况作出评估。现如今，主流的移动终端操作系统有：Symbian，WindowsMobile，MacOS和Android。现将各个操作系统介绍如下：(1)SymbianSymbian在整个智能操作系统领域一直保持着最大份额的市场占有率，该操作系统西安科技大学硕士学位论文2是一个32位的多任务操作系统，具有内存占用少、功耗低等特点，经过不断发展可以支持蓝牙、GPRS和3G等。Symbian将用户界面技术与操作系统内核分开，以更好的适应不同的平台，使用户可以极大的扩展其性能。面对份额不断增长的Android、iPhoneOS等新生主力军，Symbian的压力倍增。2010年2月4日，当Symbian获得开放源代码许可证后，将逐渐开放其源代码，Symbian的开源与竞争对手的迅速增长和盟友的纷纷退出有极大关系。和天生就开放的基于Linux的Android相比，Symbian经过多年的积累反复，系统臃肿且积累了太多的自身语言，给第三方的开发带来了诸多不便，现如今，Android的市场突飞猛进，很多终端厂商和业务开发商已从事基于开源Android的应用开发，Symbian的开源显然稍微晚了一些。2011年2月诺基亚已经和微软达成了战略合作关系，按照合作的内容，微软WindowsMobile将取代Symbian成为诺基亚智能手机战略的核心平台，这让Symbian在未来的发展更加迷茫。(2)WindowsMobile