基于Android平台的天气预报软件设计-毕业设计.doc

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本科毕业论文（设计）

题　　目　基于Android平台的天气预报软件设计
学生姓名　lion　 　 　
专业名称　
指导教师　 　

2013年　5　月　20　日

II

基于Android平台的天气预报软件设计
摘要：Google于2008年推出了一款名为Android的开源智能手机操作系统，它采用Linux内核，开放手机联盟(OHA)成员可以任意使用和修改SDK包，系统的开源性使其具有良好的拓展性。Android的最大特点是其开放性体系架构，不仅具有非常好的开发、调试环境，而且还支持各种可扩展的用户体验。因此，对于软件从业人员来说，Android平台具有无限的吸引力。目前Android操作系统已经成为用户最多的智能操作系统。
本天气预报软件的设计，为Android终端用户提供一款方便的实时天气预报查询软件，为用户带来良好的用户体验及便利的对天气情况进行掌控。本天气预报软件采用ViewFlipper组件，提供友好的界面滑动切换方式，同时减少系统运行时占用的空间。使用Files方式保存天气信息，Shared Preferences保存用户偏好设置，节约了文件存储的空间。本文就在分析讨论Android手机软件开发技术原理的基础上，利用Android中基本组件和常用设计模式，开发出能为用户提供更好的基于Android平台的手机天气预报软件。

关键字：Android；天气预报；智能手机平台
Design of weather forecast software Based on the Android
Abstract：Google in 2008 launched a product called the Android open source smart phone operating system, which uses the Linux kernel, Open Handset Alliance (OHA) members can be free to use and modify the SDK package, open source, it has good scalability of the system. The most important feature of Android is its open architecture, not only has a very good development and debugging environment, but also supports a variety of scalable user experience. Therefore, for software professionals, the Android platform has unlimited appeal. Android operating system has become the user the most intelligent operating system.
The weather software designed for the Android end users to provide a convenient, real-time weather query software, to provide users with a good user experience and convenience of control of the weather conditions. The weather forecast software the ViewFlipper components, friendly interface sliding switch, while reducing the space occupied when the system is running. Files saved Weather Information, Shared Preferences to save user preferences settings, save the file storage space. This article on the basis of analysis and discussion of the Android mobile phone software development technical principles, using the basic components and common design patterns Android, developers can provide users with better mobile phone weather forecast software based on the Android platform.

Keywords：Android；weather forecast；smart phone platform
目 录
1系统概述 1
1．1 研究内容 1
1．2 研究意义 1
1．3 研究现状和发展趋势 1
2系统分析 4
2.1 研究目标 4
2.2 需求分析 4
2.3 性能分析 4
3程序设计 6
3.1 用户界面设计 6
3.2 程序模块设计 9
4程序开发 10
4.1 文件结构与用途 10
4.2 数据存储 13
4.2.1 Shared Preferences 13
4.2.2 Files 14
4.3 主要功能代码 18
4.3.1 获取天气数据 18
4.3.2 网络检查 20
4.3.3 定时更新时间 21
4.3.4 ViewFlipper手势监听 21
4.3.5 城市管理中城市点击事件 23
4.4 主要界面结构布局代码 24
4.4.1 ViewFlipper框架结构 25
4.4.2 城市管理界面 25
4.4.3 生活指数 26
4.4.4 城市简介 27
5系统测试 29
总结 36
参考文献 37
致 谢 38

39

1系统概述
1．1 研究内容
Android平台手机天气预报软件是基于Android手机平台，运用Java语言，应用 Receiver、Content Provider这四大组件及Android平台的程序运行机制，开发出针对使用Android平台的手机天气预报系统。
1．2 研究意义
Android平台手机天气预报软件的开发可以进一步扩大气象信息的覆盖面，让广大公众能够在第一时间方便快捷地获取最新的气象预报（预警）信息，以便提前预防，把气象灾害造成的损失降到最低。同时也可以强化气象公共服务的职能，完善公共服务体系、改善公共服务手段、增加公共服务产品、提高公共服务质量，更好地发挥了气象事业对经济社会发展的现实性作用。
1．3研究现状和发展趋势
据百度数据研究中心2012年Q3手机操作系统及应用分析数据显示，随着智能手机的发展，操作系统越来越受到网民的关注。在刚刚过去的Q3，Android和iOS继续蚕食Symbian的份额，其中Android更是以接近55%的关注度进一步巩固其第一的位置。

图1 手机操作系统关注度变化趋势图
安卓是首款开源代码的操作系统，采用Linux内核，开放手机联盟（OHA）成员可以任意使用和修改安卓的SDK软件包。系统的开源性使其具有良好的拓展性，一方面，为众多移动应用开发者提供了良好的系统性平台，有利于移动应用的集合；另一方面，终端厂商可以针对自身的特殊需要“定制化开发”。与此相比，尽管2010年2月，塞班基本完成开源工作，但由于代码臃肿，用户界面设计缺失，塞班的开源并无实际意义，错失发展良机。
Android操作系统给予了用户跟高的自由度熟悉Android的都清楚用户可以根据自己的喜好来设置手机界面，Android的应用市场甚至上还有各式各样的启动器来供用户自己选择，让自己的手机与众不同。例如用户要是喜欢HTC的操作界面便马上可以在应用市场上找到，甚至还能模仿IOS的界面。相比于IOS操作系统，Iphone手机只有一成不变的手机界面，不能对其进行更改。
我们认为，安卓在全球市场的成长壮大，塞班市场份额不断下跌已成不争事实。安卓操作系统发展迅猛主要得益于免费、开源和良好产业运作策略，这三点为安卓在智能手机市场赢得更多的发展机遇。系统的免费让更多的厂商加入，推动了份额的上升；代码的开源让更多的开发者进入应用开发；应用的丰富吸引了更多用户选择，这也是谷歌值得众多厂商学习的地方。此外，谷歌通过OHA联合众多厂商进行系统研发，不断更新版本，目前以推出十多个Android版本，将系统应用推广到更多的终端产品中，确保用户体验持续改善。

2系统分析
2.1 研究目标
(1) 了解Android应用程序的设计和开发过程；
(2) 使用多种组件进行Android 平台手机天气预报软件的开发。
本软件是基于Eclipse的开发环境，依托webService服务气象数据建立气象信息，开发出了针对Android平台的手机天气预报系统。
2.2 需求分析
本程序主界面采用ViewFlipper视图，实现Android界面滑动效果，主界面分为四个一面，第一页显示用户选定的首要城市的当天天气详细情况，以及未来三天天气的概况，并提供手动更新天气的按钮；第二页是城市设置页面，用户可以在设定最多9个城市作为用户关注的城市，并提供当天天气概览，用户可以在这里设定选择已经关注的城市作为首要关注城市；第三页是用户选定的首要城市天气情况的各种生活指数，包括晾晒指数、旅游指数、路况指数、舒适度指数、空气污染指数、紫外线指数，用户可以根据各种生活指数安排自己日常生活；第四页用一个可以上下滑动的ScrollView（卷轴视图）显示用户选定的首要城市的城市简介。
系统提供定时更新功能，根据用户选择可以设置每天天气自动更新的起始时间及更新时间间隔。
2.3 性能分析
Android是一个多任务操作系统，最近运行过的程序都常驻后台，而在内存管理上则由系统选择性的自动杀掉占用内存的近期非活跃进程，而不是关闭程序，当程序再次显示时速度更快。程序采用ViewFlipper实现多个页面的滑动切换，四个视图页面封装在一个view中，不显示的页面有ViewFlipper封装的资源收缩方法保留最基本的数据，节约内存，滑动时只需要还原子view即可，与Activity的切换相比既节约资源，又加快了界面切换的速度。因为Activity的切换涉及到Activity的创建与销毁。

3程序设计
3.1 用户界面设计
根据需求分析可以知道，应用程序应包含四个主要的用户界面，以及几个辅助页面，这里需要进一步分析每个用户界面中应该包括哪些显示内容。
在城市天气页面，如图3，分为上中下三个部分，上面部分显示用户设定的首要城市的城市名、当日温度区间、天气情况、风力大小、湿度、紫外线强度，实时温度及实时天气的图标。中间是三个自定义View，显示未来三天的天气情况，每个View中都包括日期、星期、天气图标、最高温度、最低温度。底部显示了当前天气的更新时间，及手动更新天气的按钮。

图2 城市天气
添加城市页面，如图4，由一个GridView构成，GridView中有9个相同的view作为GridView的item，供用户选择关注的城市。每个item中显示所选城市的天气概览，包括编号、城市名称、天气图标、天气状况、温度及更新时间。

图3 选择城市
生活指数页面，如图5，生活指数页面，通过下拉列表选择不同的生活指数种类，显示各种生活指数，包括：晾晒指数、旅游指数、路况指数、舒适度指数、空气污染指数、紫外线指数。

图4 生活指数
城市介绍页面，如图6，ScrollView（卷轴视图）显示用户选定的首要城市的城市简介。

图5 城市简介
3.2 程序模块设计
从功能需求上分析可以看出，整个应用程序应划分为3个模块，分别是用户界面模块、后台控制模块和基础功能模块。后台控制模块更具用户界面的需求调用基础功能模块的各项功能得到用户界面需要的数据并返回到用户界面。基础工具模块提供天气查询、网络状况检查、定时器功能 、自定义风格dialog、数据存取、数据处理6个功能模块；后台控制模块分为城市管理、dialog调用两个部分；用户界面模块包括，城市天气、城市管理、生活指数、城市简介、添加城市、定时设置、操作提示几个部分组成。

图6 用户界面

图7 基础工程模块

4程序开发
4.1 文件结构与用途
在程序开发阶段，确定“基于Android平台手机天气预报软件”的工程名为Weather，据程序模块设计的内容，建立Weather工程。Weather工程源代码的结构如图9所示。

图8 项目结构
以下对项目Weather下各资源包进行介绍。src文件夹中包含项目大部分的代码；gen是Android项目自动生成的文件夹，其中由系统自动生成的R.java为系统中每一个资源分配了一个资源编号，包括图片、string文件中定义的字符串以及layout中的布局文件和anim中的样式文件，都会在R.java中自动生成一个ID，方便在其他地方调用。Android 2.2及Android Dependencies是项目需要的jar包；bin文件夹中保存了项目运行后的可执行文件即apk文件；res下的anim文件夹中自定义界面切换样式，drawable-hdpi、drawable-ldpi、drawable-mdpi三个文件夹中分别存放像素高、低、中的图片资源，三个文件夹中可以存放文件名相同的图片，但系统在R.java中只生成一个资源id，调用到这个Id是系统会根据用户手机屏幕像素情况自动选择适应屏幕的图片，layout中定义了界面布局的xml文件，values中存放的是strings.xml字符串定义文件和自定义的样式文件；AndroidManifest.xml中配置了系统的相关参数，以及所有的Activity、service声明。
下面对Weather项目的文件用途进行说明：
表1 Weather工程的文件用途说明
包 名 称
文 件 名
说 明
edu.qin.menu
AboutActivity.java
菜单中“关于”选项对应的Activity。
edu.qin.menu
MenuActivity.java
定义菜单
edu.qin.service
CityService.java
创建城市添加到城市列表中服务
edu.qin.service
DialogService.java
创建程序中弹出的Dialog服务
edu.qin.service
PreferencesService.java
用户偏好设置服务
edu.qin.service
QueryWeatherService.java
查询天气服务
edu.qin.utils
NetworkCheck.java
网络检查
edu.qin.utils
StreamTool.java
字节处理
edu.qin.utils
TokenizerTool.java
字符串处理
edu.qin.wf
AddCityDialog.java
添加城市的activity
edu.qin.wf
LoginActivity.java
欢迎界面
edu.qin.wf
SettingDialog.java
定时设置界面
edu.qin.wf
WeatherActivity.java
天气预报界面
表2 自定义View及Adapter
包 名 称
文 件 名
说 明
edu.qin.use
AutoCompleteTvAdapter.java
自定义adapter用于自动适配下拉输入框
edu.qin.use
cityAdapter.java
自定义城市列表adapter
edu.qin.use
CityWeatherOverview.java
西定义view，用于显示城市天气
edu.qin.use
MyDialog.java
自定义dialog
edu.qin.use
MYGestureListener.java
自定义滑动监听
edu.qin.use
MyListview.java
自定义ListView
edu.qin.use
MyTextView.java
自定义TextView
edu.qin.use
selectCityAdapter.java
自定义adapter用于城市管理
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。所有在程序开发阶段可以被调用的资源都保存在这些目录中，具体每个资源文件的用途可以参考表3：
表3 资源文件名称与用途
资源目录
文 件
说 明
anim
push_left_in.xml
画面转换位置移动动画效果（左进）
push_left_out.xml
画面转换位置移动动画效果（左出）
push_right_in.xml
画面转换位置移动动画效果（右进）
push_right_out.xml
画面转换位置移动动画效果（右出）
drawable
略
这个文件夹里是工程里所用的图片，如有表示天气状况、背景等，此处不赘述。
layout
about.xml
关于界面的布局
city_environment.xml
生活指数的布局
city_intro.xml
城市介绍的布局
city_setting.xml
城市管理的布局
city_weather.xml
城市天气的布局
dlg_list.xml
弹出选择列表的布局
dlg_tips_one_button.xml
单按钮提示dialog的布局
login.xml
欢迎界面的布局
option_city.xml
添加城市dialog中选择城市的布局
setting.xml
自动更新天气设定的布局
view_paper.xml
天气预报滑动容器布局
weather_overview.xml
天气概览的布局
weather.xml
城市管理中itme的布局
values
styles.xml
自定义Dialog的样式定义
tips_styles.xml
提示对话框的样式定义
strings.xml
保存字符串的XML的文件
4.2 数据存储
本程序数据存储用到Android数据存储的两种方式Shared Preferences和Files。
4.2.1 Shared Preferences
Shared Preferences用于保存用户的偏好设置，比如首要城市、关注城市、定时更新信息等。下面用保存首要城市名称和取出首要城市名称两个例子介绍Shared Preferences的用法。
(1) 保存首要城市名称的代码：
/**保存首要城市名称，即第一页显示天气的城市
*
* @param primaryCity
*/
public void setPrimaryCity(String primaryCity){
SharedPreferences preferences = context.getSharedPreferences("weather",context.MODE_PRIVATE);
SharedPreferences.Editor editor= preferences.edit();
editor.putString("primaryCity", primaryCity);
mit();
}
首先用getSharedPreferences方法得到一个SharedPreferences对象，文件名为weather，权限为MODE_PRIVATE。获取SharedPreferences对象时有三种权限可以选择， MODE_PRIVATE、MODE_WORLD_READABLE、MODE_WORLD_WRITEABLE；MODE_PRIVATE表示创建的文件只能由调用的应用程序访问，即只能被本程序访问；MODE_WORLD_READABLE表示创建的文件让所有其他应用程序有读权限；MODE_WORLD_WRITEABLE表示创建的文件让所有其他应用程序有写权限。用getSharedPreferences方法创建的文件，系统会自动保存到用户安装程序的/data/data/shaared_pref文件夹下。
然后用创建的SharedPreferences对象获取SharedPreferences的Editor对象，再用Editor的put方法向weather文件中写入用户偏好设置，最后用Editor的commit方法保存写入的用户偏好信息。
（2）取出首要城市名称的代码：
/**取出首要城市的名称
* @return 首要城市的名称，不存在则返回空串
*/
public String getPrimaryCity(){
SharedPreferences preferences = context.getSharedPreferences("weather", context.MODE_PRIVATE);
return preferences.getString("primaryCity", "");
}
读取用户偏好信息时要用与保存用户偏好信息时同样的参数获取SharedPreferences对象，用SharedPreferences的对象调用get方法即可得到设置进去的用户偏好信息。
4.2.2 Files
Files数据储存方式主要用来天气信息。本程序调用webService获取天气信息，该webService调用采用soap2协议，通过标准xml文件流交互信息，得到的天气预报信息为一个文件输入流对象，保存后为一个xml文件。由于天气预报信息实时性比较强，信息结构复杂；将xml文件解析处理后保存到数据库中可以以后一次也用不上，所以本程序采用文件方式保存天气信息，Android系统中集成pull解析器，pull解析器是一个功能强大并且使用方便的xml解析器。
下面通过保存天气信息文件和读取天气文件介绍Files和pull解析器的用法。
（1）保存天气信息
/** 保存天气到xml文件中
* @param weatherInfo 天气情况的输入流对象
* @param cityName 城市名，这将用作文件名
* @throws IOException
*/
public void saveWeatherInfo(InputStream weatherInfo,String cityName) throws IOException {

FileOutputStream fos = context.openFileOutput(cityName,Context.MODE_PRIVATE);
byte[] buffer = new byte[1024];
int len = 0;
while((len = weatherInfo.read(buffer))!= -1){
fos.write(buffer, 0, len);
}
fos.close();
}
Files的方保存文件先用Context对象打开一个文件输出流，与用户偏好设置一样，我们可以设定这个文件的权限，在这里我就不再次说明，将获取到的输入流写到输出流中，关闭输出流天气信息就保存成功了。
（2）获取天气信息（包括解析天气信息）
/**解析天气预报的xml文件
* @param cityName 需要解析城市的名称
* @return 天气情况
* @throws Exception
*/
public ArrayList<String> parseWeatherXML(String cityName) throws Exception{
ArrayList<String> weatherInfos = new ArrayList<String>();
FileInputStream fis = context.openFileInput(cityName);
XmlPullParser pullParser = Xml.newPullParser();
pullParser.setInput(fis, "UTF-8");
int event = pullParser.getEventType();
while(event != XmlPullParser.END_DOCUMENT){
switch (event) {
case XmlPullParser.START_TAG:
if("string".equals(pullParser.getName())){
//System.out.println(pullParser.nextText());
weatherInfos.add(pullParser.nextText());
}
break;
}
event = pullParser.next();
}
return weatherInfos;
}
通过要查询的天气的城市名称获取到文件输入流，然后再同过pull解析器解析xml文件，得到天气信息字符串，用ArrayList保存并传出。
以下是webService上得到的天气信息
（3）孝感.xml
<ArrayOfString xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns="http://WebX
<string>湖北</string>
<string>孝感</string>
<string>57482</string>
<string>57482.jpg</string>
<string>2013-1-1 16:11:23</string>
<string>-3℃/10℃</string>
<string>1月1日 多云</string>
<string>无持续风向微风</string>
<string>1.gif</string>
<string>1.gif</string>
<string>今日天气实况：气温：11℃；风向/风力：南风 2级；湿度：40%；空气质量：中；紫外线强度：最弱</string>
<string>
穿衣指数：暂缺。 过敏指数：天气条件极不易诱发过敏，可放心外出，享受生活。 运动指数：天气较好，但考虑天气寒冷，推荐您进行室内运动，若在户外运动请注意保暖并做好准备活动。 洗车指数：较适宜洗车，未来一天无雨，风力较小，擦洗一新的汽车至少能保持一天。 晾晒指数：天气不错，午后温暖的阳光仍能满足你驱潮消霉杀菌的晾晒需求。 旅游指数：多云，有时云会遮挡住阳光，但丝毫不会影响您出行的心情。温度适宜又有微风相伴，很适宜旅游。 路况指数：天气较好，路面比较干燥，路况较好。 舒适度指数：天气较好，早晚会感觉偏凉，午后舒适、宜人。 空气污染指数：气象条件对空气污染物稀释、扩散和清除无明显影响，易感人群应适当减少室外活动时间。 紫外线指数：属弱紫外线辐射天气，无需特别防护。若长期在户外，建议涂擦SPF在8-12之间的防晒护肤品。
</string>
<string>-1℃/3℃</string>
<string>1月2日 多云转阴</string>
<string>北风3-4级</string>
<string>1.gif</string>
<string>2.gif</string>
<string>-1℃/1℃</string>
<string>1月3日 阴转雨夹雪</string>
<string>北风3-4级转无持续风向微风</string>
<string>2.gif</string>
<string>6.gif</string>
<string>
位于湖北省东北部，南临省会武汉市，北与河南、随州交界，西接天门、仙桃、京山等县市，东连黄冈市的红安县和武汉市的黄陂区。因东汉孝子董永行孝感天而得名。孝感市是改革开放中发展起来的新兴中等城市，辖孝南区、汉川市、应城市、安陆市和云梦县、大悟县、孝昌县；国土面积11560平方公里，总人口580万人。孝感是楚文化的重要发祥地之一。周代贰国、轸国、郧国都建都于此。秦代竹简、秦汉漆器、东汉陶楼等国宝文物和楚王城等遗址展示了孝感绚丽多财的古代文化。剪纸、皮影、膏塑等传统文化艺术源源流长。孝感市属亚热带大陆性季风气候，四季分明，雨量充沛，温暖湿润，光照充足。全年主导风向为东南风，年均气温在15.5-16.5°C之间。景观：大洪山、白水寺、白云泉、石刻题记、董永故里、鄂豫边区革命烈士陵园、高挂三潭、擂鼓墩古墓群。
</string>
</ArrayOfString>
从上面天气信息xml文件看出，有用的天气信息都在<string></string>标签中，我们用pull解析器不断解析，并保存string标签中的内容便可以得到天气信息。
while(event != XmlPullParser.END_DOCUMENT){
switch (event) {
case XmlPullParser.START_TAG:
if("string".equals(pullParser.getName())){
weatherInfos.add(pullParser.nextText());
}
break;
}
event = pullParser.next();
}

4.3 主要功能代码
本项目使用的代码较多，本部分对天气预报项目中核心代码进行解析，这部分代码能够完成天气预报的查询与显示的基本功能，另外一部分代码则实现的了能够与用户更好的交互，增加应用的界面美观的功能。
4.3.1 获取天气数据
从 Service中获取的天气数据，数据的获取地址为：
代码如下：
/**通过城市名称查询天气情况，并调用保存天气函数
*
* @param cityName 城市名
* @return 获取成功则返回true，否则false
* @throws Exception
*/
public boolean queryWeather(String cityName) throws Exception{
final String WEATHER_CITY =
"
String soap = readSoap();
soap = soap.replaceAll("\\$cityNameaa", cityName);
byte [] entity = soap.getBytes();
String path = WEATHER_CITY;
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) new URL(path).openConnection();
conn.setConnectTimeout(5000);
conn.setRequestMethod("POST");
conn.setDoOutput(true);
conn.setRequestProperty("Content-Type", "application/soap+xml; charset=utf-8");
conn.setRequestProperty("Content-Length", String.valueOf(entity.length));
conn.getOutputStream().write(entity);
if(conn.getResponseCode() == 200){
//保存天气信息到xml文件
saveWeatherInfo(conn.getInputStream(),cityName);

return true;
}
return false;
}

readSoap方法
private static String readSoap() throws Exception {
InputStream inputStream = QueryWeatherService.class.getClassLoader().getResourceAsStream("soap12.xml");
byte[] data = StreamTool.read(inputStream);
return new String(data);
}
通过readSoap方法读取src下soap12.xml文件，得到访问天气预报的webService的标准天气交互格式，查询天气时将xml中指定的城市名称换成实际要查询的天气预报的城市名，然后提交查询。然后获取到天气信息的输入流对象。
4.3.2 网络检查
public static boolean ckeck(Context context) {
ConnectivityManager con = (ConnectivityManager) context
.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
NetworkInfo networkinfo = con.getActiveNetworkInfo();
if (networkinfo