学校编码 :10384 分类号密级 学号 :X2007230130 UDC 工程硕士学位论文 基于 Android 的智能拨号盘设计与实现 Design and Implementation of Android Smart Dial Plate 王美金 指导教师 : 董槐林教授 专业名称 : 软件工程 论文提交日期 : 2013 年 4 月 论文答辩日期 : 2013 年 5 月 学位授予日期 : 年月指导教师 : 答辩委员会主席 : 201 3 年 5 月
厦门大学学位论文原创性声明 本人呈交的学位论文是本人在导师指导下, 独立完成的研究成 果 本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果, 均 在文中以适当方式明确标明, 并符合法律规范和 厦门大学研究生学 术活动规范 ( 试行 ) 另外, 该学位论文为 ( ) 课题 ( 组 ) 的研究成果, 获得 ( 资助, 在 ( ) 课题 ( 组 ) 经费或实验室的 ) 实验室完成 ( 请在以上括号内填写课 题或课题组负责人或实验室名称, 未有此项声明内容的, 可以不作特别声明 ) 声明人 ( 签名 ): 年月日
厦门大学学位论文著作权使用声明 本人同意厦门大学根据 中华人民共和国学位条例暂行实施办 法 等规定保留和使用此学位论文, 并向主管部门或其指定机构送交 学位论文 ( 包括纸质版和电子版 ), 允许学位论文进入厦门大学图书 馆及其数据库被查阅 借阅 本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士 硕士学位论文共建单位数据库进行检索, 将学位论文的标题和摘要汇编出版, 采用影印 缩印或者其它方式合理复制学位论文 本学位论文属于 : ( )1. 经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文, 于年月日解密, 解密后适用上述授权 ( )2. 不保密, 适用上述授权 ( 请在以上相应括号内打 或填上相应内容 保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文, 未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文 此声明栏不填写的, 默认为公开学位论文, 均适用上述授权 ) 声明人 ( 签名 ): 年月日
摘要 摘要 Android 是 Google 开发的基于 Linux 平台的开源手机操作系统 正占据着越来越多的市场份额 而做为使用频度最高的拨号盘 Android 平台却不提供智能拨号功能 随着 Android 手机越来越普及, 在此平台之上的软件越来越丰富, 没有 智能拨号功能的特点在一定程度上影响了用户的体验 本课题依据 Android 平台 可定制的特点, 结合实际需求, 设计实现一款基于 Android 平台的智能拨号系统 本系统根据 Android 手机平台自身的特点, 结合 MVC 设计模式以及 XML 解析技术, 借助 Android 提供的用户控件进行系统的界面设计 ; 通过 SQLite 技术设计优化数据库, 使系统性能达到更优 该系统包括速查, 普通拨号, 快速拨号, 查询联系人详情, 查看通话记录详情, 添加联系人等功能 本系统界面友好, 操作便捷, 具有良好的可扩展性和可维护性 系统经过测试, 可以稳定运行, 能够满足手机用户对便捷拨号的需求 本文以设计 Android 平台智能拨号器为目标, 首先介绍了课题的背景, 包括智能手机操作系统的基本情况 Android 的优势及缺点 课题研究的目的 论文的主要内容和组织结构 接着对于 Android 手机平台进行简单介绍, 分析了 Android 系统架构和代码结构 针对 Android 应用程序结构进行剖析, 进而做出了系统需求分析, 结合 Android 系统的特点完成详细的系统设计 关键词 :Android; 智能拨号盘 ;MVC 设计
ABSTRACT ABSTRACT Android is a Linux-based open source mobile operating system developed by Google and occupies more and more market share. Dial plate is highest frequency application, but Android platform does not provide the smart-dialing feature. With Android phones becoming increasingly popular, more and more rich software, no smart dialing feature to a certain extent affects the user experience. This dissertation elaborates how to design and implement an Android-based smart dialing system. The UI design of this system is implemented with user control system interface provided by android, according to the Android mobile phone platform, combined with the MVC design pattern and XML parsing technology. In order to make it achieve better performance, the project modifies and optimizes the database with SQLite technical. This system includes quick search, normal dial, speed dial, query contact details, view details of the call records, add contacts and other features. This system is friendly, easy to handle, has good scalability and maintainability. It has been tested and done well, and has met the needs of users for convenient dial. Firstly this dissertation introduces the project background that included the basic situation of smart phone operating system, the characteristic of Android, the purpose of research, main content and organizational structure of the dissertation. Secondly it does a brief introduction of Android phones Platform and analysis the system architecture of Android. Then it analysis the system requirements and complete the detailed system design. Key Words: Android; Smart Dial Plate; MVC Design Pattern
目录 目录第一章绪论... 1 1.1 课题背景... 1 1.2 课题研究目的及意义... 5 1.3 论文主要内容和组织结构... 6 第二章 Android 的架构分析... 7 2.1 Android 手机平台... 7 2.1.1 Android 简介... 7 2.1.2 Android 的功能特征... 8 2.2 Android 系统结构组成分析... 10 2.2.1 Android 系统架构... 10 2.2.2 Android 代码结构分析... 15 2.3 本章小结... 16 第三章 Android 应用程序结构研究... 17 3.1 Android 的 API... 17 3.2 Android 应用程序结构解析... 18 3.2.1 活动... 18 3.2.2 意图接收器... 19 3.2.3 服务... 20 3.2.4 内容提供者... 20 3.3 Intent 的详细解析... 21 3.3.1 Intent 的抽象描述... 21 3.3.2 Android 如何解析 Intent... 22 3.4 Android 活动的生命周期... 23 3.4.1 活动的生命状态... 24 3.4.2 活动的运作流程... 26 3.5 Android 进程的生命周期... 27 3.6 Android SQLite 介绍... 28
目录 3.7 本章小结... 30 第四章智能拨号盘系统分析... 31 4.1 需求分析... 31 4.1.1 用户体验需求... 31 4.1.2 功能需求... 31 4.2 智能拨号盘系统用例图... 33 4.3 系统用例描述... 33 4.4 本章小结... 40 第五章系统设计与实现... 41 5.1 建立 Android 开发环境... 41 5.1.1 下载开发资源... 41 5.1.2 更新 Eclipse 并下载 ADT(Android 开发插件 )... 42 5.1.3 使用 Eclipse 开发 Android 应用... 42 5.2 Android 权限的获取问题... 43 5.3 UI 设计... 46 5.3.1 MVC 模式... 46 5.3.2 Android 之 MVC 模式... 47 5.3.3 Android 用户界面构建问题... 48 5.3.4 资源的获取和使用问题... 52 5.3.5 主界面实现... 54 5.4 数据库改造... 61 5.4.1 触发器介绍... 64 5.4.2 概要设计... 64 5.5 速查实现... 67 5.6 本章小结... 71 第六章总结与展望... 72 6.1 总结... 72 6.2 展望... 72
目录 参考文献... 73 致谢... 76
Contents Contents Chapter 1 Introduction... 1 1.1 Subject Background... 1 1.2 Research Purpose and Meaning... 5 1.3 Main Content and Organizational Structure... 6 Chapter 2 Research on Architecture of Android... 7 2.1 Android Mobile Platform... 7 2.1.1 Brief Introduction of Android... 7 2.1.2 Functional Feature of Android... 8 2.2 System Composition Analysis of Android... 10 2.2.1 System Architecture of Android... 10 2.2.2 Code Structure Analysis of Android... 15 2.3 Summary... 16 Chapter 3 Structural of Android Application... 17 3.1 Android's API... 17 3.2 Structural Analysis of Application... 18 3.2.1 Activity... 18 3.2.2 Inter Receiver... 19 3.2.3 Service... 20 3.2.4 Content Provider... 20 3.3 Detailed Analysis of Intent... 21 3.3.1 Abstract Description of Intent... 21 3.3.2 How to Parse Intent... 22 3.4 Lifecycle of Android Activity... 23 3.4.1 Life State of Activity... 24 3.4.2 Operation Process of Activity... 26 3.5 Liecycle of Android Process... 27 3.6 Introduction to Android SQLite... 28
Contents 3.7 Summary... 30 Chapter 4 Smart Dial Plate System Analysis... 31 4.1 Requirements Analysis... 31 4.1.1 User Experience Requirements... 31 4.1.2 Functional Requirements... 31 4.2 System Use Case Diagram... 33 4.3 System Use Case Description... 33 4.4 Summary... 40 Chapter 5 System Design and Implementation... 41 5.1 Set up Android Development Environment... 41 5.1.1 Download Development Resource... 41 5.1.2 Update Eclipse and Download ADT... 42 5.1.3 Application Using the Eclipse Development... 42 5.2 Android Permission... 43 5.3 UI Design... 46 5.3.1 MVC Mode... 46 5.3.2 MVC Mode of Android... 47 5.3.3 User Interface Builder... 48 5.3.4 Resource... 52 5.3.5 Main Activity's Implementation... 54 5.4 Database Transformation... 61 5.4.1 Trigger Introduction... 64 5.4.2 Outline Design... 64 5.5 Quick Search Implementation... 67 5.6 Summary... 71 Chapter 6 Conclusions and Prospect... 72 6.1 Conclusions... 72 6.2 Prospect... 72
Contents References... 73 Acknowledgements... 76
第一章绪论 第一章绪论 1.1 课题背景 伴随着 3C 融合进程的加速和我国传统产业结构的升级, 嵌入式系统正日益 受到重视, 成为各领域技术创新的重要技术基础 近年来, 我国嵌入式系统的应 用需求日益增长, 在通信 网络 工控 自动化 交通 医疗和消费电子等领域尤其突显 在通讯领域移动通讯终端设备 手机是嵌入式系统的典型代表, 经过短短数十年的发展, 已经从第一代模拟移动通讯系统进化到第三代宽带多媒体移动通讯系统, 手机的数据存储能力和多媒体数据处理能力得到了极大的增强, 手机正由功能单一的移动通讯终端逐渐演变为一种手持电脑, 完全有能力运行各种应用 近年来, 随着通信网络的日益成熟和互联网的快速发展, 移动互联网发展得越来越迅速 作为移动互联网载体之一的移动终端, 尤其是智能移动终端, 在移动互联网中起着举足轻重的作用 而智能移动终端的核心是智能操作系统, 近年来智能操作系统越来越多, 占主导地位的有 6 大智能终端操作系统 [1], 分别是谷歌公司的 Android 苹果公司的 iphoneos 微软公司的 Windows Phone/Mobile RIM 公司的 BlackBerryOS 诺基亚公司的 Symbian 和三星 Bada 1 Android Android ( 中文名 : 安卓 ) 是基于 Linux 平台开源手机操作系统名称, 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 目前在市场上可谓如日中天, 越来越受到玩家们的青睐, 倍受摩托罗拉推崇 在 Android 发展的过程中, 摩托罗拉付出的是核心代码,Google 付出的是公关和品牌效应, 当然还有它的 Google Apps, 但是 Google 掌握了 Android Market 以及通过 Android Google Apps 获得的大量用户 目前市面上几大系统中,Android 的市场占有率最高, 上升速度最快 2011 年初数据显示, 仅正式上市两年的操作系统 Android 已经超越称霸十年的塞班操作系统, 跃居全球第一 2012 年 11 月数据显示, 安卓占据全球智能手机操作系统市场 76% 的份额, 中国市场占有率为 90%, 彻底占领中国智能手机市场, 也成为了全球最 1
基于 Android 的智能拨号盘设计与实现 受欢迎的智能手机操作系统 因为谷歌推出安卓时采用开放源代码 ( 也可称为开源 ) 的形式推出, 所以导致世界大量手机生产商采用安卓系统生产智能手机, 再加上安卓在性能和其他各个方面上也非常优秀, 便让安卓一举成为全球第一大智能操作系统 [2] 2 iphone0s iphone0s 是苹果公司专门为 iphone 开发的智能手机系统 [3] 主要用在 iphone,ipod touch 以及 ipad 上 最新版本为 ios6, 该系统的 UI 设计及人机操 作前所未有的优秀, 软件极其丰富 苹果完美的工业设计配以 ios 系统的优秀操作感受, 就靠仅有的几款机型, 已经赢得可观的市场份额 截止至 2011 年 11 月, 根据 Canalys 的数据显示,iPhone0S 已经占据了全球智能手机系统市场份额的 30%, 在美国的市场占有率为 43%, 为全球第二大智能操作系统 3 Windows Phone/Mobile Windows Phone 作为软件巨头微软的掌上版本操作系统 [4], 在与桌面 PC 和 Office 办公软件的兼容性方面具有先天的优势, 而且 WP 具有强大的多媒体性能, 办公娱乐两不误, 让他成为最有潜力的操作系统之一 它将谷歌的 Android 和苹果的 ios 列为主要竞争对手, 早期为全球第五大智能操作系统, 截止至 2012 年 8 月, 微软 Windows Phone( 包括旧 Windows Mobile 系列和 Windwos Phone 系列 ) 占据了全球智能手机系统市场份额的为 24%, 超越了黑莓和塞班, 成为了全球第三大智能操作系统, 一款全新的智能操作系统的辉煌就此拉开序幕, 并且前几年的全球第一大手机生产商诺基亚与微软达成全球战略同盟并深度合作共同研发 Windows Phone, 因此可预计, 再过不久谷歌的 Android 和苹果的 ios 两大全球 顶尖级的智能操作系统会迎来新的强大竞争对手 4 BlackBerry0S BlackBerry0S 是 RIM 专用的智能手机操作系统 [5] BlackBerry 在美国市场占有率相对较高,BlackBerry 比较具有个性的设计就是宽大的屏幕和便于输入的 QWERTY 全键盘, 所以 BlackBerry 在移动电子邮件方面非常方便, 由于我国用手机发短信多于发电子邮件, 所以 BlackBerry 系统的邮件优势在中国不明显, BlackBerry 手机市场主要在美国 截止至 2012 年 7 月,BlackBerry0S 占据了全球 7% 的市场份额, 在美国市场共计 11% 的市场份额, 是全球第四大智能操作系 2
第一章绪论 统, 已被微软的 Windows Phone 智能操作系统超越 5 Symbian Symbian( 中文名 : 塞班 ) 是一个实时性 多任务的纯 32 位操作系统 [6], 具有功耗低 内存占用少 在智能移动终端上拥有非常强大的应用程序和通信能力等特点, 非常适合手机等移动设备使用 当初塞班公司被诺基亚收购, 它便多次 被诺基亚采用, 开发了非常多款非智能手机和智能手机, 因此诺基亚借助塞班成 为了全球第一大手机生产商 塞班当时曾经是全球第一大手机操作系统, 但因为 苹果 ios 和谷歌 Android 两款智能操作系统的问世导致塞班智能系统从全球第一大智能操作系统堕落 截止至 2012 年 2 月, 塞班系统的全球市场占有量为 3%, 中国市场占有率则为 2.4%, 塞班已经从全球第一大智能操作系统堕落到全球第五大智能操作系统 现如今因为世界上已经没有任何的手机生产商采用塞班, 再加上诺基亚在 2012 年第四季度财报中确认, 诺基亚 808 PureView 是诺基亚最后一款塞班操作系统手机, 因此也可宣告塞班已经死亡 伴随着一代用户的美好记忆, 一个曾经经历过辉煌时代的塞班操作系统就此终结 6 Bada Bada 是韩国三星公司自行开发的智能手机平台, 支持丰富功能和用户体验的软件应用, 于 2009 年 11 月 10 日发布 Bada 在韩语里是 海洋 的意思 Bada 的设计目标是开创人人能用智能手机的时代 它的特点是配置灵活 用户交互性好 面向服务, 非常重视 SNS 集成和地理位置服务应用 Bada 系统由操作系统核心层 设备层 服务层和框架层组成 支持设备应用 服务应用和 Web 与 Flash 应用 截止至 2012 年 5 月 18 日, 三星 Bada 系统的全球市场占有量为 2.7%, 是全球第六大智能操作系统 [7] 目前手机数量已大大超过传统 PC 机数量, 随着 3G 时代的到来, 手机上网将变得越来越方便和普及, 谷歌作为一个互联网巨头, 当然不会放过这个巨大的市场, 谷歌希望将自身在网络广告领域的垄断优势扩展至手机互联网 Android 作为一个通用的手机操作系统, 任何一家厂商均可使用, 这点和 Windows Mobile 类似, 但是不同的是 Android 整套系统完全开源和免费, 而 Mobile 是需要收取一定授权费用的 这也就是为什么 Android 市场占有率在短时间内大大超过 Windows Mobile 的主要原因 3
基于 Android 的智能拨号盘设计与实现 Android iphoneos Symbian BlackBerryOS 等系统在商业运作上有很大的不同 :iphoneos 只为苹果的 iphone 所用, 并由苹果严格控制 ; 诺基亚 索爱各自运维着与自家硬件紧密结合的 Symbian 版本 ; 而 BlackBerryOS 是 RIM 专用的操作系统 ;Android 则采用了联盟的方式, 几乎世界上所有的大厂商都加入了谷歌手机开放联盟 (OHA- open Handset Alliance) [8], 如国内外的知名企业 : 包括 Google HTC( 宏达电 ) T-Mobile 高通 摩托罗拉 三星 LG 中国移动 中 国联通 中国电信 华为 联想等 显然这些大公司的加入有助于他们推出 Android 的相关产品, 同时也增强了 Android 的生命力 如今移动设备的处理器九成以上采用 ARM 核, 造成这种局面最重要的一个原因是 ARM 公司和全世界各半导体厂商的合作所带来的强大生命力, 在这点上 Android 与 ARM 的商业运作有些许类似 [9] 软件上,Android 与其它硬件厂商的结合度越高, 第三方厂商考虑采用它的可能性就越高 第三方硬件厂商可以扩展 Android 本身不支持的功能, 比如与 Android 界面完全不同的独有界面, 可以增加针对某些设备特有的功能等 不同网络服务提供商 不同手机制造商的用户需要不同的设置 Android 智能手机的软件安装 系统升级 多媒体同步 应用软件管理以及云同步在不同的手机上可以由不同的形式出现 对于终端用户而言,Android 拥有应用程序 Market, 类似于 iphone AppStore,Maket 上有大量的应用程序,Android 终端用户可以通过网络在线安装, 并且绝大部分应用程序都是免费和开源的, 这是 Market 优于 APPStore 的地方 [10] 正是由于以上种种原因, 近年来 Android 发展势头迅速, 在美国的出货量已经超过了 iphone, 在全球范围内 Android 还不断蚕食着 iphone 和 Symbian 的市场, 众多公司和组织对它投入了大量的人力物力进行研究 微软 这种软件巨头在压力下, 也不得不将 Windows Mobile 开源, 软件免费开源已成为一种趋势 软件的含义正在改变, 传统软件业以微软为代表, 纯粹是卖软件, 卖一份软件, 获得一份收入 而以谷歌为代表的一些企业, 已经不将卖软件作为公司的主要收入来源, 甚至它的所有软件都免费 卖服务而不是卖软件已成为一种趋势 [11] 云计算的出现, 将会是传统软件的一种颠覆 目前许多公司, 如 IBM, 亚马逊 微软 Google 等都以投入到云计算中, 其中 Google 走在前列, 并有很多 4
第一章绪论 此类产品, 比如 Google Docs 就可以完成在线的办公文档的编辑 保存 打印等 Android 是 Google 推出的产品, 其对网络的支持是任何其他智能手机系统无法比拟的, 可以说 Android 就是应网络而生, 随着 3G 时代的到来,Android 对 3G 的良好支持,Android 在网络方面的优势更为突出 [12] 1.2 课题研究目的及意义 Android 手机平台固然有巨大的优势, 但是也存在一些缺点和不足 : (1)Android 平台自身不提供资源管理器 或者叫文件管理器, 对比 Symbian 平台和 Windows Mobile 平台, 后两者均有自带的文件管理器, 而且这是系统最常用的功能之一 由于 Android 平台能自定制的特点,Android 平台上的资源也出现爆发式的增长, 没有自带资源管理器的特点在一定程度上引起了混乱 (2) 没有自带任务管理器 (3) 蓝牙传输文件不方便 之前苹果 iphone 中也有这样的问题, 蓝牙不允许传输文件 现在 Android 内置的蓝牙功能是允许传输的, 但也有一些限制 (4) 缺少大型游戏软件 在数量上,Android 平台现在已经具有超过 1 万款的应用件 由于其中绝大部分为免费软件, 同样也带来了 免费品质, 即功能相对简单, 特别是在游戏部分, 没有大型手机游戏, 诸如手机版的极品飞车 实况足球等 这些桌面端的巨型游戏都有在 iphoneapp Store 中出现 (5) 界面定制不够简单 现在手机的外观定制是很重要的, 我们知道 Symbian 平台有非常丰富的主题软件, 主题下载到手机之后, 只需在相应的目录选择设定 就可以了 如果你是一个爱研究的用户, 使用诺基亚的主题编辑软件还可以进行 自定义的修改 同样在 Windows Mobile 系统里, 今日 桌面设置同样可以方便地自定义桌面界面 相比之下, 现在 Android 的主题自定义方式还很繁琐, 而且没有官方的主题格式推出 (6) 原生自带的应用功能简单, 交互式 UI 不够友好, 用户体验较差 如原生录音机功能只能录, 但在应用中不能方便得查看录音列表并进行编辑回放 ; 日历无农历时间 ; 拨号盘只能进行键入完整号码呼出, 没有快速拨号 智能拨号, 也不能快速搜索联系人, 没有跟联系人应用融合未提供方便的访问入口等 本系统设计的思路正是为具体软件开发商解决 Android 平台部分缺点出发, 5
Degree papers are in the Xiamen University Electronic Theses and Dissertations Database. Full texts are available in the following ways: 1. If your library is a CALIS member libraries, please log on http://etd.calis.edu.cn/ and submit requests online, or consult the interlibrary loan department in your library. 2. For users of non-calis member libraries, please mail to etd@xmu.edu.cn for delivery details.