课程设计项目报告-李伟男11160400411

'《课程设计报告》图片浏览分享系统系所：电子工程系专业：电子信息工程（嵌入式系统工程方向）学生姓名：李伟男学生学号：11160400411指导教师：张新强完成日期：2014年6月20日大连东软信息学院DalianNeusoftUniversityofInformation 摘要电池监控系统设计近年移动互联网发展迅速，在移动互联网中,手机终端又占据着非常重要的位置。然而现代智能机普遍存在一个问题，即电池消耗过快，相比以往非智能机的待机时间大大缩短，给人们的生活带来了一定程度的不便。因此智能手机用户需提升手机待机时间的有效手段。在这一前提下，本文明确了课题任务，设计和开发了一款基于Android的智能电池管理软件。本文首先介绍了课题的研究背景及主要内容，概述了与Android系统相关的技术背景。随后针对智能电池管理软件的特点和要求，进行了需求分析,提出了智能电池管理系统应该具备的功能。然后将押能电池管理系统分成了四个大模块，分别包括数据管理，基础功能,UI交互以及智能调度模块，并对主要模块进一步进行了细分：其中基础功能模块由网络管理，电量获取，文件操作，后台监控模块组成，智能调度模块则由预测引擎，程序节电调度引擎，无线网络管理引擎组成。之后根据实际参与的情况介绍了相关模块的概要设计和详细设计，结合用例图、时序图、类图对功能模块进行细化，描述其数据结构定义、流程实现、具体实现。最后，对实现的系统进行测试和效果展示,并在此基础上总结了课题成果，提出了对智能电池管理系统及模块可以进一步改进的地方。本文设计的软件系统的创新点在于，通过Markov链的方法，依照用户历史数据，对用户行为进行预测，使得整个节电调度过程更加智能化。同时，随着历史数据的数量增加，整个系统的调度方式本身也在不断的自我优化,实现了无须用户主动设置的启发式的智能管理。关键词：电池监控，安卓，手机待机吋间。 BatterymonitorCourseintroductionInrecentyears,therapiddevelopmentofmobileInternet,themobileInternet,mobilephoneterminalandoccupiesaveryimportantposition.However,modernintelligentmachineisawidespreadproblem,namelythebattery,comparedtothepreviousnonintelligentmachinesstandbytimeisgreatlyshortened,bringacertaindegreeofinconveniencetopeople"slife.Effectivemeansofintelligentmobilephoneuserstoenhancethestandbytimeofthemobilephone.Underthispremise,themissionofthisthesisisclear,thedesignanddevelopmentofanintelligentbatterymanagementsystembasedonAndroid.Thispaperfirstintroducestheresearchbackgroundandmaincontent,summarizesthetechnicalbackgroundrelatedtoAndroidsystem.Thenaccordingtothefeaturesandrequirementsofintelligentbatterymanagementsoftware,hascarriedonthedemandanalysis,putsforwardtheintelligentbatterymanagementsystemshouldhavethefunctionof.Thentheintelligentbatterymanagementsystemintofourmodules,ineludingdatamanagement,basicfunction,Ulinteractiveandintelligentschedulingmodule,andthemainmodulefurthersegmentation:thebasicfunctionmodulebythenetworkmanagement,powergain,fileoperations,thebackgroundmonitoringmodule,schedulingmoduleiscomposedofpredictionengine,energysavingschedulingengineprogram,wirelessnetworkmanagementengine.Afterthepreliminarydesignanddetaileddesignofmoduleaccordingtotheactualparticipationofthesituation,combinedwiththeusecasediagram,classdiagram,sequencediagramdetailingthefunctionalmodule,describestheprocessdatastructuredefinition,implementation,implementation.Finally,testedandresultsshowtherealizationofthesystem,basedonthesummaryofresearchresults,putforwardcanimprovefurthertheintelligentbatterymanagementsystemandmodule・Thesoftwaresystemisdesignedinthispaperisinnovative,bythemethodofMarkovchain,inaccordaneewiththeuserhistorydata,topredictuserbehavior,whichmakesthewholeprocessmoreintelligentpower-savingscheduling.Atthesametime,asthenumberofhistoricaldataincreases,thewholesystemoperationmodeitselfisalsoconstantlyselfoptimization‘realizetheintelligentmanagementwithoutuseractivesetofheuristics.Keywords:Android・Batterymonitor.Standbytimeofmobilephone・ 电池监控系统目录电池监控系统介绍错误味定义书签。COURSEINTRODUCTION错误!未定义书签。第1章电池监控系统设计思想错误!未定义书签。1.1课题研究背景与意义11.1.1标题名称11.2系统内容与方法11.3系统研究现状1第2章电池监控关键技术介绍22.1关键技术一22.2关键技术二2第3章电池监控系统需求分析33.1系统设计目标33.2系统功能需求33.3系统非功能需求33.4系统开发环境33.5系统可行性分析33.5.1技术可行性4第4章电池监控系统设计54.1系统设计指导原则54.2体系结构设计54.3软件设计错误!未定义书签。4.4.1控制流程设计错误!未定义书签。 4.4.3功能模块设计6第5章电池监控系统实现75.1环境配置75.2功能模块实现7第6章电池监控系统测试11(1)•电池监控主界面错误!未定义书签。(2)•电池监控功能模块错误!未定义书签。(3)•电池监控功能测试错误!未定义书签。(4).电池监控测试错误!未定义书签。第7章结论14参考文献15 第1章电池监控系统设计思想1.1电池监控系统背景与意义近年移动互联网发展迅速，在移动互联网中,手机终端又占据着非常重要的位置。然而现代智能机普遍存在一个问题，即电池消耗过快，相比以往非智能机的待机时间大大缩短，给人们的生活带來了一定程度的不便。因此智能手机用户需提升手机待机时间的有效手段。随着智能手机的竞争加剧，新的业务需求不断涌现，对用户的服务质量不断提高，这就要求运营支撑系统能够不断适应新的需求变化，为业务发展的需要提供有效的解决方案。手机用户现有的支扌掌系统在建设初期发挥了巨大的作用，但由于新的竞争环境下，越来越不能适应新发展的需要。手机用户希望通过对原有的系统进行改造，建设一个新的电池监控系统，从而为单进社会手机用户的快速发展提供一个良好的支撑体系。1.1.1标题名称电池监控系统1.2系统内容与方法“电池监控系统”是一款比较简单的基于Android开发环境Eclipse设计的一款手机应用,它的功能是对电池历史记录，估算电池数值，电池使用记录，监视服务，电池数据更新频率，温度单位，定义电池容量，百分比数据，以图表的形式展示出来，这是一款很好用的基于安卓的手机软件。1.3系统研究现状从手机照片浏览器市场的发展阶段来看，2009年，中国电池监控系统市场处于市场探索初期，手机电池监控系统厂商通常采用面向用户免费的策略，以此抢占用户市场。该阶段电池监控系统产业价值链比较短，主要包括开发、运营和用户，并未涉及大量的广告和内容。虽然电池监控系统已成为炙手可热的概念，电池监控系统仍占据一半的移动互联网用户市场。用户下载安装的浏览器，依然有很大的发展空间。2010-2011年，较具实力的电池监控系统厂商如于机QQ浏览器等纷纷夯实于机览器市场的竞争力，而百度、谷歌等厂商也陆续进入手机软件市场。电池监控系统市场“预装收取服务费、广告收费、用户使用或增值业务收费”的商业模式将逐步形成。随着电池监控系统用户粘性逐步养成，用户规模将趋于稳定，保守估计，2012年我国第三方 电池监控系统活跃用户规模将达3.6亿户。第2章关键技术介绍2.1关键技术一Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境(IDE)o最初主耍用来Java语言开发，通过安装不同的插件Eclipse可以支持不同的计算机语言，比如C++和Python等开发工具。Eclipse的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持使得Eclipse拥有其他功能相对固定的IDE软件很难具有的灵活性。许多软件开发商以Eclipse为框架开发自己的IDE。⑶Eclipse最初由OTI和IBM两家公司的IDE产品开发组创建，起始于1999年4月。IBM提供了最初的Eclipse代码基础，包括Platform.JDT和PDE。Eclipse项目IBM发起，围绕着Eclipse项目已经发展成为了一个庞大的Eclipse联盟，有150多家软件公司参与到Eclipse项目中，其中包扌舌Borland^RationalSoftware>RedHat及Sybase等。Eclipse是一个开放源码项目，它其实是VisualAgeforJava的替代品，其界面跟先前的VisualAgeforJava差不多，但由于其开放源码，任何人都可以免费得到，并可以在此基础上开发各自的插件，因此越来越受人们关注。随后还有包括Oracle在内的许多大公司也纷纷加入了该项冃，Eclipse的目标是成为可进行任何语言开发的IDE集成者，使用者只需下载各种语言的插件即可。2.2关键技术二Android是运行于Linuxkernel，但并不是GNU/LinuXo因为在一-般GNU/Linux里支持的功能，Android大都没有支持，包括Cairo、X11>Alsa^FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android乂以Bionic取代Glibc>以Skia取代Cairo再以opencore取代FFmpeg等等。Android为了达到商业应用，必须移除被GNUGPL授权证所约朿的部份，例如Android将驱动程序移到Userspace,使得Linuxdriver与Linuxkernel彻底分开。Bionic/Libc/Kernel/并非标准的KernelheaderfilesoAndroid的Kernelheader是利用工具由LinuxKernelheader所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。Android的Linuxkernel控制包括安全(Security),存储器管理(Memory Management),程序管理(ProcessManagement),网络堆栈(NetworkStack),驱动程序模型(DriverModel)等。下载Android源码之前，先要安装其构建工具Repo来初始化源码。Repo是Android用来辅助Git工作的一个工具。第3章系统需求分析3.1电池监控系统设计目标通过对“电池监控系统”的设计和制作，熟悉了Android用户界面的基本开发方法,了解了在Android界面开发过程屮常见的界面控件，界面布局，菜单和界面事件的使用方法，了解了手机应用程序与桌面应用程序在开发上的异同。学会了Intent启动其他组件的方法，以及利用Intent获取信息的方法。对于Activity生命周期从启动到销毁的过程有了更加深刻的认识，在整个项FI的制作过程屮既让我更加深入的了解了Android的各种机制和控件的使用，而且还可以动手实践操作，使我进一步锻炼了使用eclipse的能力。相信在以后的开发实践中一定会更加进步。3.2系统功能需求根据需求确定本电池监控系统主要包括以下功能模块：1.界面模块，展示进入电池监控系统的界面。2.查看模块图表，将池一些信息反馈给用户。2.3系统非功能需求(1)性能安全性高、持续可用性效果明显、易用性好、可维护性良好、可扩展性强、可移植性高、可重用性好、可测试性能完全。(2)成本根据当今社会和人们的需要，木照片浏览分享系统不需要对木系统给予费用，但可以对本系统提出可行性建议和推广。 3.4系统开发环境硬件环境：Android手机平台软件环境：Andriod4.0.3,EclipseSDK3-4系统可行性分析3.5.1技术可行性本系统采用Android系统的底层架构，釆用C、java和Android等语言作为语言基础，采用同一个程序启多个子进程的方式。配置文件采用标准格式文本文件进行配置，采用普通的标准格式文本文件简单，清楚，容易维护。利用Android和Eclipse找出全过程系统中能耗的“瓶颈”，给出必要的工艺改造措施，解除能耗“瓶颈”，实现金过程能源优化。 第4章系统设计4.1电池监控系统设计指导原则(1)先进性利用电池的使用情况进行分析和所需的分享能力，体现出木系统的优越性，木软件是一款省电软件，并且有后台服务，可以不断检测系统信息。(2)可靠性及安全性本系统采用了电池监控，所需设备简单，而数据的反馈是通过综合数据传输实现的，系统可靠性相当高。4.2体系结构设计系统体系架构如图4」所示。4.3软件设计本电池监控系统仅限于Android平台，但可以通过代码以及功能的需求转化为其他的平台來实现一样的功能4.4.2界面设计 cd■5554：iiv/einanlb3||4|5|6|7|890WERTy|UfiI0P|aSDFGHJKl|DEL|o❖XCVBNM•/4.4.3功能模块设计系统软件功能框图如图4.2所示。图4.2系统软件功能框图 第5章电池监控系统实现5.1环境配置使用EclipseSDK软件实现对代码应用层的实现使用Eclipse下的SDK模拟Android手机实现对系统的操作使用visualstudio制作基本流程图和系统功能框架5.2功能模块实现(1)•总模块流程图:图片浏览分丰系统开机界面JKI片显力＜界面査右界曲分享界曲射示赋片单机进入相疔 (1)模块一：界面流程图：幵机界面显小动画效果显小照片单机进入相册代码：protectedvoidonCreate(BundiesavedlnstanceState){super.onCreate(savedinstanceState);setContentView(R•layout•spLash);finalViewview=View.in/Late(thisJR.layout.spLashnull);AlphaAnimationaa=newAlphaAnimation(0.5f2.0f);//控制右动界面的渐变效果aa・setDuration(SPLASH_DISPLAY_LENGHT);//设置渐变时间view,startAnimation(aa);//开始一个动画setContentView(view);//设置动画监听器，当动画结束的时候，启动新的Activityaa•setAnimationListener(newAnimationListener(){publicvoidonAnimationStart(Animationanimation){}publicvoidonAnimationRepea^(Animationanimation){//TODOAuto-generatedmethodstub}publicvoidonAnimationEnd(Animationanimation){startMainActivity(); }）;}（2）模块二实现流程图：查看的照片上一张下一张放大缩小代码：privateView.OnClickListener11=newView.OnClickListener(){//缩小publicvoidonClick(Viewv){intwidth=imageview.getWidth()*3/4;intheight=imageview・getHeight()*3/4;if(width<=100||height<=100)Toast.zwa/?eText(ShowActivity.this"已经不能缩小了!Toast・LENGTH_SHORT)・show();elseimageview.setLayoutParams(newLinearLayout・LayoutParams(width,height));}}；privateView・0nClickListener12=newView.OnClickListener(){//放人publicvoidonClick(Viewv){intwidth=imageview.getWidth()*4/3;intheight=imageview・getHeight()*4/3;if(width>1000||height>1000){Toast.zn(j/?eText(ShowActivity.this,"已经不能放大了！”，Toast・LENGTH_SHORT)・show();}else imageview・setLayoutParams(newLinearLayout.LayoutParamsCwidth,height));};privateView.OnClickListenen13=newView.OnClickListener(){//上•张publicvoidonClick(Viewv){if(imagePosition>0){imagePositionHashMapmap=(HashMap)ImageScanActivity•List;StringimagePath=(String)map.geUriuri=Uri.parse(imagePath);imageview.setlmageURI(uri);imagevieWesetLayoutParams(newLinearLayout•LayoutParams(LayoutParams・FILL_PARENT,LayoutParams.FILL_PARENT));}elseToast.zna/?eText(ShowActivity.this,"己经是第一张了！Toast・LENGTH_SHORT);}}；privateView.OnClickListenen14=newView.OnClickListener(){//卜一•张publicvoidonClick(Viewv){imagePosition++;HashMapmap=(HashMapsetLayoutParams(newLinearLayout.LayoutParams(LayoutParams•FILL_PARENT,LayoutParams.FILL_PARENT));}""｝； 第6章系统测试6.1测试概述测试方案描述。通过Eclipse运行后得到虚拟安卓设备进行调试和查看，测试其可行性和综合使用性能。(l)o相册主显示界面to1235!67:890QWERTYUI0PASDFGHJKLOft<3ZXCVBNM•SYM@I"(2)o功能模块1i■11:37IAndroidBatteryDogSTARTBattery1DogService1STOPBattery1DogService|IRawFormat1ShowFormatted1i(八:厂 (3)o功能测试■5554：liwe.nanlAndroidBatteryDogRawFormat$11:36STOPBatteryDogServiceShowFormattedNr;TimeMillis;level;scale;voltaqe;temperature;pluqqed;status;health;Dres€nt;technoloqv;icosmall1；1401765722971;50;l00;0;0;l;2;2;true;Li-ion;173027881；1401765723776;50;l00;0;0;l;2;2;true;Li-ion;173027881；1401765726681;50；l00；0;0;l;2；2;trye;Li-ion;173027881；1401765762306;50;l00;0;0;l;2;2;true;Li-ion;l73027881;1401765764979;50;l00;0;0;l;2;2;tr■5554Iweinanl11:36AndroidBatteryDogSTARTBatteryDogServiceU23467890WELuI0pASDFKLDELo±z_XV|bNMALTShowFormattedRawFormatSTOPBatteryDogService1234567891QWERTYI0pAsDFGHJKl|DFlI<3zXCVBNM••dALTSYM@J—Nr;TimeMillis;level;scale;voltaqe;temDerature;pluaaed:status;health;present;technoloav:icon-small1.03:22:0250%0V1.03:22:0350%0V001.03:22:0650%0V001.03:22:4250%0V001.03:22:4450%0V00 1.02:31:5050%0V001.08:53:2550%0V001.08:54:2050%0V001.09:07:5350%0V00 (4)oMenu测试BatteryDogServicestartedCDBatteryDogServicestopped■5554：liv/einanlNli11:36AndroidBatteryDog100%100%10%/hr10%/hr 第7章结论经过一段时间紧张的工作，本款电池监控软件终于完成了，在软件功能和软件性能上基本达到了所需要求。通过这次的软件开发设计，本人深切感受到自己在理论方面的不足，而且也缺乏实际的开发经验，不过从这次开发遇到问题并解决问题的过程中学到很多东西。这是第一次开发Android应用程序，因此本人花了一个月的时间对Android开发基础进行学习，对Android架构进行理解，在此期间也进行一些简单的Android小程序开发，进行程序的运行和调试，大致了解了Android开发的整个流程和基本的技术。开发的过程中，遇到很多自己不懂的技术和问题，比如软件系统的配置、系统功能的调用等，通过向导师请教以及网上资料的搜索，不断的寻找解决问题的方法，虽然期间有很多的苦恼和疑惑，但是还是一步步走了下来，让我体会到了坚持就是胜利这一口号的内涵。在开发的过程中也与一起做Android开发的其他同学不断交流，彼此交换开发过程中的感想和技术问题，从中学到了很多开发的技巧。本软件是一款应用软件，有助于提升用户手机的续航时间，同时软件也增设任务管理器，定时任务等功能，为用户管理手机提供方便。木程序实现了一款省电软件所需的基木功能，包括充电、省电、模式、排行功能，以及软件退出后台和显示型号版本功能。软件还具有了一些帮助用户管理手机的功能，比如任务管理器帮助用户查看运行进程，并提供关闭功能；情景模式设定，可以设定各种手机模式；定时更改模式，可以在指定吋间自动为用户切换模式；以及一些电池使用提示功能等等。所有的测试均已成功通过测试。界面美观度也是一款软件的灵魂，为了增强软件界面的友好度，本人在开发的过程屮运用多种作图美图工具进行界面优化，在界面的排版上也进行了精心的设计，使得软件看上去更加舒服美观。但是由于时间的问题，软件还有一些需要完善和需要增加的功能。在代码的设计过程中，没有认真的对代码进行重构，而且也没有进行详细的注释，导致部分代码不规范，可重用性低，软件的测试和维护变的艰难。同吋软件缺乏对电池可用吋间的功能实现，由于这点技术本人还不是很懂，所以需要后序研究，另外由于软件具有任务管理器功能，但是只是简单的结束所有运行的进程，本人认为加入忽略结束进程名单设置会为用户提供更大的方便。这些待改善和完善的功能还有待于以后进一步完善。 参考文献[1]许文庆，郑美容•基于Android的智能手机应用开发的研究[J]・现代计算机[2]杨丰盛.Android应用开发揭秘[M]•北京:机械工业出版社[3]公磊，周聪•基于Android的移动终端应用程序开发与研究[J]・计算机与现代化[4]丁振凡，薛清华.java语言程序设计[M]・北京:清华大学出版社⑸李学昌•玩转Android手机平板软件300+[M]•北京:希望电子出版社[6]韩家炜，堪博•数据挖掘概念与技术[M]•北京:机械工业出版社'