課程設(shè)計項目報告李偉男.doc

課程設(shè)計報告課程設(shè)計報告 圖片瀏覽分享系統(tǒng)圖片瀏覽分享系統(tǒng) 系系 所 所 電子工程系 專專 業(yè) 業(yè) 電子信息工程 嵌入式系統(tǒng)工程方向 學(xué)生姓名 學(xué)生姓名 李偉男 學(xué)生學(xué)號 學(xué)生學(xué)號 11160400411 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師 張新強 完成日期 完成日期 2014 年 6 月 20 日 大連東軟信息學(xué)院 Dalian Neusoft University of Information 摘要 電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 近年移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速 在移動互聯(lián)網(wǎng)中 手機終端又占據(jù)著非常重要的位置 然而現(xiàn)代 智能機普遍存在一個問題 即電池消耗過快 相比以往非智能機的待機時間大大縮短 給人們的生 活帶來了一定程度的不便 因此智能手機用戶需提升手機待機時間的有效手段 在這一前提下 本 文明確了課題任務(wù) 設(shè)計和開發(fā)了一款基于 Android 的智能電池管理軟件 本文首先介紹了課 題的研究背景及主要內(nèi)容 概述了與 Android 系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)背景 隨后針對智能電池管理軟 件的特點和要求 進行了需求分析 提出了智能電池管理系統(tǒng)應(yīng)該具備的功能 然后將智能電池 管理系統(tǒng)分成了四個大模塊 分別包括數(shù)據(jù)管理 基礎(chǔ)功能 UI 交互以及智能調(diào)度模塊 并對主要 模塊進一步進行了細分 其中基礎(chǔ)功能模塊由網(wǎng)絡(luò)管理 電量獲取 文件操作 后臺監(jiān)控模塊組成 智 能調(diào)度模塊則由預(yù)測引擎 程序節(jié)電調(diào)度引擎 無線網(wǎng)絡(luò)管理引擎組成 之后根據(jù)實際參與的情 況介紹了相關(guān)模塊的概要設(shè)計和詳細設(shè)計 結(jié)合用例圖 時序圖 類圖對功能模塊進行細化 描 述其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義 流程實現(xiàn) 具體實現(xiàn) 最后 對實現(xiàn)的系統(tǒng)進行測試和效果展示 并在此基 礎(chǔ)上總結(jié)了課題成果 提出了對智能電池管理系統(tǒng)及模塊可以進一步改進的地方 本文設(shè)計的 軟件系統(tǒng)的創(chuàng)新點在于 通過 Markov 鏈的方法 依照用戶歷史數(shù)據(jù) 對用戶行為進行預(yù)測 使得整 個節(jié)電調(diào)度過程更加智能化 同時 隨著歷史數(shù)據(jù)的數(shù)量增加 整個系統(tǒng)的調(diào)度方式本身也在不 斷的自我優(yōu)化 實現(xiàn)了無須用戶主動設(shè)置的啟發(fā)式的智能管理 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 電池監(jiān)控 安卓 手機待機時間 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 people s 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 電池監(jiān)控系統(tǒng)目錄電池監(jiān)控系統(tǒng)目錄 電池監(jiān)控系統(tǒng)介紹 I COURSE INTRODUCTION II 第 1 章 電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計思想 1 1 1 課題研究背景與意義 1 1 1 1 標題名稱 1 1 2 系統(tǒng)內(nèi)容與方法 1 1 3 系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 1 第 2 章 電池監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)介紹 2 2 1 關(guān)鍵技術(shù)一 2 2 2 關(guān)鍵技術(shù)二 2 第 3 章 電池監(jiān)控系統(tǒng)需求分析 3 3 1 系統(tǒng)設(shè)計目標 3 3 2 系統(tǒng)功能需求 3 3 3 系統(tǒng)非功能需求 4 3 4 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 4 3 5 系統(tǒng)可行性分析 4 3 5 1 技術(shù)可行性 4 第 4 章 電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 5 4 1 系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)原則 5 4 2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 4 3 軟件設(shè)計 6 4 4 1 控制流程設(shè)計 6 4 4 3 功能模塊設(shè)計 6 第 5 章 電池監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn) 7 5 1 環(huán)境配置 7 5 2 功能模塊實現(xiàn) 7 第 6 章 電池監(jiān)控系統(tǒng)測試 9 1 電池監(jiān)控主界面 9 2 電池監(jiān)控功能模塊 9 3 電池監(jiān)控功能測試 9 4 電池監(jiān)控測試 9 第 7 章 結(jié) 論 10 參考文獻 11 第第 1 章章電池監(jiān)控電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計思想系統(tǒng)設(shè)計思想 1 1電池監(jiān)控系統(tǒng)背景與意義電池監(jiān)控系統(tǒng)背景與意義 近年移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速 在移動互聯(lián)網(wǎng)中 手機終端又占據(jù)著非常重要的位置 然而現(xiàn)代智能 機普遍存在一個問題 即電池消耗過快 相比以往非智能機的待機時間大大縮短 給人們的生活帶來了 一定程度的不便 因此智能手機用戶需提升手機待機時間的有效手段 隨著智能手機的競爭加 劇 新的業(yè)務(wù)需求不斷涌現(xiàn) 對用戶的服務(wù)質(zhì)量不斷提高 這就要求運營支撐系統(tǒng)能 夠不斷適應(yīng)新的需求變化 為業(yè)務(wù)發(fā)展的需要提供有效的解決方案 手機用戶現(xiàn)有的 支撐系統(tǒng)在建設(shè)初期發(fā)揮了巨大的作用 但由于新的競爭環(huán)境下 越來越不能適應(yīng)新 發(fā)展的需要 手機用戶希望通過對原有的系統(tǒng)進行改造 建設(shè)一個新的電池監(jiān)控系統(tǒng) 從而為單進社會手機用戶的快速發(fā)展提供一個良好的支撐體系 1 1 1 標題名稱標題名稱 電池監(jiān)控系統(tǒng) 1 2系統(tǒng)內(nèi)容與方法系統(tǒng)內(nèi)容與方法 電池監(jiān)控系統(tǒng)電池監(jiān)控系統(tǒng) 是一款比較簡單的基于是一款比較簡單的基于 Android 開發(fā)環(huán)境開發(fā)環(huán)境 Eclipse 設(shè)計的一款手機應(yīng)用 它的功能是對電池歷史記錄 設(shè)計的一款手機應(yīng)用 它的功能是對電池歷史記錄 估算電池數(shù)值 電池使用記錄 監(jiān)視服務(wù) 電池數(shù)據(jù)更新頻估算電池數(shù)值 電池使用記錄 監(jiān)視服務(wù) 電池數(shù)據(jù)更新頻 率 溫度單位 定義電池容量 百分比數(shù)據(jù) 以圖表的形式率 溫度單位 定義電池容量 百分比數(shù)據(jù) 以圖表的形式 展示出來 這是一款很好用的基于安卓的手機軟件 展示出來 這是一款很好用的基于安卓的手機軟件 1 3 系統(tǒng)研究現(xiàn)狀系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 從手機照片瀏覽器市場的發(fā)展階段來看 2009 年 中國電池監(jiān)控系統(tǒng) 市場處于市場探索初期 手機電池監(jiān)控系統(tǒng)廠商通常采用面向用戶免費的策略 以此搶占用戶市場 該階段電池監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)價值鏈比較短 主要包括開發(fā) 運 營和用戶 并未涉及大量的廣告和內(nèi)容 雖然電池監(jiān)控系統(tǒng)已成為炙手可熱的 概念 電池監(jiān)控系統(tǒng)仍占據(jù)一半的移動互聯(lián)網(wǎng)用戶市場 用戶下載安裝的瀏覽 器 依然有很大的發(fā)展空間 2010 2011 年 較具實力的電池監(jiān)控系統(tǒng)廠商如手機 QQ 瀏覽器等紛紛夯實手機 覽器市場的競爭力 而百度 谷歌等廠商也陸續(xù)進入手機軟件市場 電池監(jiān)控系統(tǒng)市 場 預(yù)裝收取服務(wù)費 廣告收費 用戶使用或增值業(yè)務(wù)收費 的商業(yè)模式將逐步形成 隨 著電池監(jiān)控系統(tǒng)用戶粘性逐步養(yǎng)成 用戶規(guī)模將趨于穩(wěn)定 保守估計 2012 年我國第 三方電池監(jiān)控系統(tǒng)活躍用戶規(guī)模將達 3 6 億戶 第第 2 章章關(guān)鍵技術(shù)介紹關(guān)鍵技術(shù)介紹 2 1 關(guān)鍵技術(shù)一關(guān)鍵技術(shù)一 Eclipse 是著名的跨平臺的自由集成開發(fā)環(huán)境 IDE 最初主要用來 Java 語言開發(fā) 通過安裝不同的插件 Eclipse 可以支持不同的計算機語言 比如 C 和 Python 等開發(fā)工 具 Eclipse 的本身只是一個框架平臺 但是眾多插件的支持使得 Eclipse 擁有其他功能相 對固定的 IDE 軟件很難具有的靈活性 許多軟件開發(fā)商以 Eclipse 為框架開發(fā)自己的 IDE 3 Eclipse 最初由 OTI 和 IBM 兩家公司的 IDE 產(chǎn)品開發(fā)組創(chuàng)建 起始于 1999 年 4 月 IBM 提供了最初的 Eclipse 代碼基礎(chǔ) 包括 Platform JDT 和 PDE Eclipse 項目 IBM 發(fā) 起 圍繞著 Eclipse 項目已經(jīng)發(fā)展成為了一個龐大的 Eclipse 聯(lián)盟 有 150 多家軟件公司 參與到 Eclipse 項目中 其中包括 Borland Rational Software Red Hat 及 Sybase 等 Eclipse 是一個開放源碼項目 它其實是 Visual Age for Java 的替代品 其界面跟先前的 Visual Age for Java 差不多 但由于其開放源碼 任何人都可以免費得到 并可以在此基 礎(chǔ)上開發(fā)各自的插件 因此越來越受人們關(guān)注 隨后還有包括 Oracle 在內(nèi)的許多大公司 也紛紛加入了該項目 Eclipse 的目標是成為可進行任何語言開發(fā)的 IDE 集成者 使用者 只需下載各種語言的插件即可 2 2 關(guān)鍵技術(shù)二關(guān)鍵技術(shù)二 Android 是運行于 Linux kernel 之上 但并不是 GNU Linux 因為在一般 GNU Linux 里支持的功能 Android 大都沒有支持 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 為 了達到商業(yè)應(yīng)用 必須移除被 GNU GPL 授權(quán)證所約束的部份 例如 Android 將驅(qū)動程序 移到 Userspace 使得 Linux driver 與 Linux kernel 徹底分開 Bionic Libc Kernel 并非 標準的 Kernel header files Android 的 Kernel header 是利用工具由 Linux Kernel header 所產(chǎn)生的 這樣做是為了保留常數(shù) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與宏 Android 的 Linux kernel 控制包括安全 Security 存儲器管理 Memory Management 程序管理 Process Management 網(wǎng)絡(luò)堆棧 Network Stack 驅(qū)動 程序模型 Driver Model 等 下載 Android 源碼之前 先要安裝其構(gòu)建工具 Repo 來初 始化源碼 Repo 是 Android 用來輔助 Git 工作的一個工具 第第 3 章章 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析 3 1 電池監(jiān)控系統(tǒng)電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計目標設(shè)計目標 通過對 電池監(jiān)控系統(tǒng) 的設(shè)計和制作 熟悉了 Android 用戶界面的基本開發(fā)方法 了解了在 Android 界面開發(fā)過程中常見的界面控件 界面布局 菜單和界面事件的使 用方法 了解了手機應(yīng)用程序與桌面應(yīng)用程序在開發(fā)上的異同 學(xué)會了 Intent 啟動其 他組件的方法 以及利用 Intent 獲取信息的方法 對于 Activity 生命周期從啟動到 銷毀的過程有了更加深刻的認識 在整個項目的制作過程中既讓我更加深入的了解了 Android 的各種機制和控件的使用 而且還可以動手實踐操作 使我進一步鍛煉了使用 eclipse 的能力 相信在以后的開發(fā)實踐中一定會更加進步 3 2 系統(tǒng)功系統(tǒng)功能需求能需求 根據(jù)需求確定本電池監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下功能模塊 1 界面模塊 展示進入電池監(jiān)控系統(tǒng)的界面 2 查看模塊圖表 將池一些信息反饋給用戶 2 3 系統(tǒng)非功能需求系統(tǒng)非功能需求 1 性能 安全性高 持續(xù)可用性效果明顯 易用性好 可維護性良好 可擴展性強 可移植性 高 可重用性好 可測試性能完全 2 成本 根據(jù)當(dāng)今社會和人們的需要 本照片瀏覽分享系統(tǒng)不需要對本系統(tǒng)給予費用 但 可以對本系統(tǒng)提出可行性建議和推廣 3 4 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 硬件環(huán)境 Android 手機平臺 軟件環(huán)境 Andriod 4 0 3 EclipseSDK 3 4 系統(tǒng)可行性分析系統(tǒng)可行性分析 3 5 1 技術(shù)可行性技術(shù)可行性 本系統(tǒng)采用 Android 系統(tǒng)的底層架構(gòu) 采用 C java 和 Android 等語言作為語言 基礎(chǔ) 采用同一個程序啟多個子進程的方式 配置文件采用標準格式文本文件進行配 置 采用普通的標準格式文本文件簡單 清楚 容易維護 利用 Android 和 Eclipse 找出全過程系統(tǒng)中能耗的 瓶頸 給出必要的工藝改 造措施 解除能耗 瓶頸 實現(xiàn)全過程能源優(yōu)化 第第 4 4 章章 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 4 1 電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)原則原則 1 先進性先進性 利用電池的使用情況進行分析和所需的分享能力 體現(xiàn)出本系統(tǒng)的優(yōu)越性 本 軟件是一款省電軟件 并且有后臺服務(wù) 可以不斷檢測系統(tǒng)信息 2 可靠性及安全性可靠性及安全性 本系統(tǒng)采用了電池監(jiān)控 所需設(shè)備簡單 而數(shù)據(jù)的反饋是通過綜合數(shù)據(jù)傳輸實 現(xiàn)的 系統(tǒng)可靠性相當(dāng)高 4 2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖 4 1 所示 4 3 軟件設(shè)計軟件設(shè)計 本電池監(jiān)控系統(tǒng)僅限于 Android 平臺 但可以通過代碼以及功能的需求轉(zhuǎn)化為其他的平 臺來實現(xiàn)一樣的功能 4 4 2 界面設(shè)計界面設(shè)計 4 4 3 功能模塊設(shè)計功能模塊設(shè)計 系統(tǒng)軟件功能框圖如圖 4 2 所示 圖 4 2 系統(tǒng)軟件功能框圖 第第 5 章章 電池監(jiān)控電池監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)實現(xiàn) 5 1 環(huán)境配置環(huán)境配置 使用 Eclipse SDK 軟件實現(xiàn)對代碼應(yīng)用層的實現(xiàn) 使用 Eclipse 下的 SDK 模擬 Android 手機實現(xiàn)對系統(tǒng)的操作 使用 visual studio 制作基本流程圖和系統(tǒng)功能框架 5 2 功能模塊實現(xiàn)功能模塊實現(xiàn) 1 總模塊流程圖 1 模塊一 界面 流程圖 代碼 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 控制啟動界面的漸 變效果 aa setDuration SPLASH DISPLAY LENGHT 設(shè)置漸變時間 view startAnimation aa 開始一個動畫 setContentView view 設(shè)置動畫監(jiān)聽器 當(dāng)動畫結(jié)束的時候 啟動新的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 模塊二實現(xiàn) 流程圖 代碼 private View OnClickListener l1 new View OnClickListener 縮小 public void onClick View v int width imageview getWidth 3 4 int height imageview getHeight 3 4 if width 100 height 1000 height 1000 Toast makeText ShowActivity this 已經(jīng)不能放大了 Toast LENGTH SHORT show else imageview setLayoutParams new LinearLayout LayoutParams width height private View OnClickListener l3 new View OnClickListener 上一張 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 已經(jīng)是第一張了 Toast LENGTH SHORT private View OnClickListener l4 new View OnClickListener 下一張 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 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試 6 1 測試概述測試概述 測試方案描述 通過 Eclipse 運行后得到虛擬安卓設(shè)備進行調(diào)試和查看 測試其可行性和綜合使用 性能 1 相冊主顯示界面 2 功能模塊 3 功能測試 4 Menu 測試 第第 7 章章 結(jié)結(jié) 論論 經(jīng)過一段時間緊張的工作 本款電池監(jiān)控軟件終于完成了 在軟件功能和軟件性 能上基本達到了所需要求 通過這次的軟件開發(fā)設(shè)計 本人深切感受到自己在理論 方面的不足 而且也缺乏實際的開發(fā)經(jīng)驗 不過從這次開發(fā)遇到問題并解決問題的過 程中學(xué)到很多東西 這是第一次開發(fā) Android 應(yīng)用程序 因此本人花了一個月的時間 對 Android 開發(fā)基