毕业论文 基于Android系统的公交信息查询系统.doc
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1、基于Android系统的公交信息查询系统摘 要:由于手机价格低廉,使用方便,它已成为人们获得在生活工作上等各种信息服务的最佳选择。借助于无线互联网,基于手机的公交查询系统能为客户随时随地提供公交信息。目前也已经有了不少公交车查询系统,但是这些系统多少都存在一些问题,如数据更新较慢、不准确等。本文在研究分析总结这些问题的基础上,设计并实现了基于手机的公交信息查询系统。系统运行于Android平台,地图部分使用谷歌地图,主要采用Java语言编写,数据库采用SQLITE,以Tomcat作为服务器。实现了定位当前位置、查找位置并在地图中显示、车次查询、站点查询、站站查询、换乘查询等功能。该公交查询系统
2、不仅实现了查询结果的文本显示,而且实现了文本和电子地图的同时显示,使系统更直观,更方便用户的查询。关键词:公交查询;Android平台;SQLITE;谷歌地图一、前言1、问题的提出及研究意义城市公共交通以其覆盖面广、经济快捷的特点,目前仍然是绝大多数出行者的首选方式,也是各地城市政府大力发展的一种交通方式。针对目前的实际情况,大力发展城市公共交通,鼓励并吸引市民选择乘坐公交出行,将会大大减弱交通压力,从极大程度上改善交通状况。改善城市的公共交通,为市民出行创造良好的环境,其中很重要的途径之一便是提高公交的服务水平。通过给乘客提供高质量的服务,来吸引市民选择乘坐公交出行。影响城市公交服务水平的因
3、素主要有四个:方便性、迅捷性、经济性、舒适性。改善公交服务,就必须从这四个方面综合考虑。一般情况下,各城市采取的措施有:(1)合理布设公交线路网。对新建的的线路和站点,认真考虑公交线网密度的高低、换乘系数的大小、发车频率的高低和乘客的出行需求容量,合理布局,以方便乘客出行。(2)改善公共交通设施。建立电子站牌,加载GPS定位装置,为乘客提供更多更便捷的服务。改善公交车内环境和设施,增设和改进车辆的专用服务设施,使之更贴近于需要帮助的弱势群体,以提高公交出行的舒适性。(3)提高公交车速。设置专用的公交车道,配置良好的公交车型,以提高公交车运行速度,从而使公交出行迅猛快捷。(4)建设智能公交系统。
4、利用当代高新技术:电子、信息、通信、计算机、GPS、GIS等,将交通系统中的人(交通参与者:乘客和管理者)、交通设施(道路等)和交通工具(车辆等)有机联系起来,建立智能公交系统,如公交优先系统、公交查询系统、智能化行车系统等,为乘客提供实时的更多更全面的出行信息,更好的为乘客服务1。对于一个城市来说,公交线路网一般不会随便更改和新建,而改进公交设施因为需要投入很大的物力和财力,对于城市建设来说并不一定可行。另外,为了安全起见,城市内的公交车速都有限制,因此,改善公交服务水平,吸引市民或游客乘坐公交车出行,还必须更多关注于智能公交系统的建设。在智能公交系统中,公交查询系统的服务是目前最贴近乘客日
5、常生活的,也是最能让乘客亲身体会公交服务水平高低的方面。因此,如何给乘客提供一个良好的平台,让乘客选择或是推荐合适的乘车方案出行,以节约乘车时间,缩短到达目的地的乘坐距离,减少乘坐的票款成本,才是提高公交服务水平最值得关注的问题之一2。越来越多的人倾向通过上网获得和共享信息,随着网络应用的普及而不断的发展,Internet的应用成了世人关注的焦点3。公交查询系统不仅要能为乘客提供全面的公交信息,还要考虑面向大众、实时性和丰富性。为此我们提出了设计并开发一个基于Android平台的公交查询系统。城市公交信息的查询应该是基于城市中现有公交线网的资源,为乘客尽量提供全面的出行路线和站点信息。其中最重
6、要的一项就是针对乘客不同的出行需求,给出合理而又有建设性的乘车信息和出行意见。2、课题研究现状2.1 国外研究现状美国十分重视公交查询的研究和应用,其中一个重要的目的就是通过提供及时准确的信息和服务,吸引更多的出行者使用公共交通,从而促进公交发展。他们发展公交查询的特点是:(1)提供快捷、方便的电话咨询服务。(2)与定位技术结合,提供实时信息服务。(3)触摸屏在公共场所广泛使用。(4)查询与网络结合。针对日本的交通拥挤等问题,东京都交通局开发了城市公共交通综合运输控制系统。旨在改进公共交通服务,重新赢得乘客。日本对城市公交网络的建设也十分重视,利用智能交通系统实现了综合管理,大大改善了交通状况
7、。现在,许多地方的城市交通查询系统还借助了全球定位和地理信息系统,为车辆提供全天置、速度和信息管理等服务4。欧洲一些国家,如英国、意大利、芬兰,近年来研究取了得较好的效果。通过改善包括信息服务在内的公交服务,从而对解决城市交通问题,取得了明显的社会经济效益5。2.2 国内研究现状与欧美国家相比,我国的公共交通事业发展还比较落后。公交智能化水平还较低,绝大部分是沿袭旧的运营体制。目前我国的城市公交查询系统的发展还处于一个相对落后的水平,广大乘客可以获得信息的方式很少,公交线路和站点信息的完整性和准确性得不到保证,我国公交信息查询的现状特点如下:(1)乘客可以获得的公交信息很少,而且方式主要是常规
8、手段。我国乘客一般获得公交信息的方式局限于电话、交通图、向熟人问讯等常规方式。乘客可以获得的公交信息很少,除去线路、站点等基本信息以外,车辆运行过程中的时空信息基本上没有。(2)乘客出行获得信息困难。(3)公交查询网站访问量差距较大且普遍不高。(4)我国公交查询系统还处于初步阶段,查询信息单一且缺乏合理性。现在网上许多的公交查询网站,绝大部分都只有站点、线路,以及换乘查询,有的还有电子地图查询等功能,但是对于城市中的一些比较有代表性的标志性地点介绍和查询等功能,做的比较好的很少。(5)查询方式单一,使用效率低,没有充分利用各种通信资源。目前的公交查询系统大多数只能通过web方式查询,但人们对公
9、交信息的需求往往是即时的、突发的,出行人不大可能在公交站牌附近为了找公交信息去网吧上网。2.3 基于手机的公交查询系统研究现状手机凭借小巧可人的身材、N合一的功能特色,成为数码时代人们日常生活中不可或缺的一部分。目前大多数基于手机的公交查询系统都是采用短消息的形式,虽然基于短消息的查询不受空间约束,但可能受到运营商的一些约束:硬件方面,如果遇到服务器、网络繁忙时段或信号盲区,导致用户请求长时间得不到响应;软件方面,运营商不一定提供了此类的查询服务,还有服务受到限制(如欠费停机、限定漫游等,此时根本无法使用这些服务)。另外,短信方式查询还缺乏互动性,一些与用户必要的交流难以实现。资费始终是消费者
10、首要关心的问题之一。虽然基于短消息的公交查询也方便灵活,但是每次使用都会产生一定费用6。3、本文组织结构第二部分为关键技术,主要介绍本题目所设计的所有关键技术和算法,第三部分到第六部分详细介绍软件生命周期各个阶段的具体工作,第七部分对整个毕业设计进行了总结,最后部分为致谢。4、本章小结本章主要设计题目的研究目的、意义以及现状,相当于软件工程的问题定义和可行性研究部分,对于整个系统的开发有着重要的意义,相当于进行了一次简单的系统开发。二、关键技术1、Android平台相关内容介绍1.1 Android操作系统简介Android一词的本义指“机器人”,同时也是Google于2007年11月5日宣布
11、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。Android是基于Linux内核的操作系统,早期由Google开发,后由开放手机联盟开发。它采用了软件堆层的架构,主要分为三部分。底层以Linux内核工作为基础,只提供基本功能;其他的应用软件则由各公司自行开发,以Java作为编写程序的一部分。另外,为了推广此技术,Google和其它几十个手机公司建立了开放手机联盟。Android在未公开之前常被传闻为GPhone。目前最新版本为Android2.2。2010年谷歌开发者大会上,Android2.
12、2发布,名称为Froyo,意为冻酸奶。1.2 Android架构图2-1显示的是Android操作系统的主要组件,每一部分将会在下面具体描述。Android同一个核心应用程序包一起发布,该应用程序包包括email客户端,SMS短消息程序,日历,地图,浏览器,联系人管理程序等。所有的应用程序都是用Java编写的。 Android 应用程序框架 开发者也完全可以访问核心应用程序所使用的API框架。该应用程序架构用来简化组件软件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制)。该应用程序重用机制使得组件可以被用户替换。 图2-
13、1 Android 系统架构图以下所有的应用程序都由一系列的服务和系统组成,包括: (1)一个可扩展的视图(Views)可以用来建应用程序,包括列表(lists),网格(grids),文本框(text boxes),按钮(buttons),甚至包括一个可嵌入的web浏览器。(2)内容管理器(Content Providers)使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据(如联系人数据库),或者共享它们自己的数据。 (3)一个资源管理器(Resource Manager)提供非代码资源的访问,如本地字符串,图形,和分层文件(layout files)。 (4)一个通知管理器(Notification
14、 Manager)使得应用程序可以在状态栏中显示客户通知信息。 (5)一个活动类管理器(Activity Manager)用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。 Android程序库 - Android 包括一个被Android系统中各种不同组件所使用的C/C+库集。该库通过Android应用程序框架为开发者提供 服务。以下是一些主要的核心库: 系统C库 - 一个从 BSD 继承来的标准C系统函数(libc),专门为基于embedded linux的设备定制。媒体库 - 基于PacketVideo OpenCORE;该库支持录放,并且可以录制许多流行的音频视频格式,还有静态印像文件
15、包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG。 Surface Manager - 对显示子系统的管理,并且为多个应用程序提供2D和3D图层的无缝融合。 LibWebCore - 一个最新的web浏览器引擎用来支持Android浏览器和一个可嵌入的web视图。 SGL - 一个内置的2D图形引擎3D libraries - 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现;该库可以使用硬件3D加速(如果可用)或者使用高度优化的3D软加速。 FreeType - 位图(bitmap)和向量(vector)字体显示。 SQLite - 一个对于所有应用程序可用,功能强
16、劲的轻型关系型数据库引擎。Android运行库 Android包括了一个核心库,该核心库提供了Java编程语言核心库的大多数功能。 每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行,都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik是针对于同时高效地运行多个VMs来实现的。Dalvik虚拟机执行.dex的Dalvik可执行文件,该格式文件针对最小内存使用做了优化。该虚拟机是基于寄存器的,所有的类都经由Java汇编器编译,然后通过SDK中的dx工具转化成.dex格式由虚拟机执行。 Dalvik虚拟机依赖于linux的一些功能,比如线程机制和底层内存管理机制。Linux内核Android的核心
17、系统服务依赖于Linux 2.6内核,如安全性,内存管理,进程管理,网络协议栈和驱动模型。Linux内核也同时作为硬件和软件堆栈之间的硬件抽象层7。2、Tomcat技术Tomcat 是一个小型的轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用。 它的特点是Apache 为HTML页面服务,而Tomcat 实际上运行JSP 页面和Servlet。另外,Tomcat和IIS、Apache等Web服务器一样,具有处理HTML页面的功能,另外它还是一个Servlet和JSP容器,独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式。不过,Tomcat处理静态HTML的能力不如Apac
18、he服务器。 3、HTTP协议HTTP是建立在TCP网络协议基础上的用于WWW数据传输的标准协议。通过HTTP协议搜索引擎与WWW服务器建立通信机制。向服务器提出对网页各种特征提取的请求,并从服务器的应答中获得相应数据。4、系统实现工具及运行环境 开发工具是:Eclipse ,Android SDK,ADT。软件运行环境:操作系统:Android。5、本章小结本章主要介绍了系统所采用的关键技术,这些关键技术是构成系统的主要技术因素,并为系统的构造提供了理论依据。三、系统需求1、用户需求越来越复杂的公交网络使得人们经常非常的困惑,为了解决这些问题,在Android这个平台上,设计开发一个公交信息
19、查询系统。系统应该具有以下功能:(1)实现地图的显示,并且能够对地图进行拖动、放大、缩小。(2)能够定位手机用户当前的位置,并且能够在地图中用红色的圆圈将这个位置标注出来。(3)能够查找到手机用户指定的位置,并且能够在地图中标注出来;当用户设定了当前城市以后,能够直接显示当前城市的地图,这样用户需要查看经常用到的当前城市地图时就不需要再查找整个地图,既能节约时间,又能为用户节约网络流量。(4)用户应该能够从服务器中下载公交数据,当公交信息需要更新时,应该由管理员在服务器端进行更改,手机用户只需要下载新数据即可;数据库应该直接存放在手机中,这样就不必每次都登录服务器,从而提高查询速度。(5)系统
20、应该可以进行车次查询,为用户提供某一路公交车的信息包括公交车名、起始时间、通车路线等。并且应该能在地图中画出通车路线。(6)系统应该能够进行站点查询,显示出经过某个站点的所有公交车信息。(7)系统应该能查询到在两个站点之间通车的所有公交车。(8)可以进行换乘查询,当两个地点之间没有直达车时,给出换乘方案。用户界面上尽量友好,让用户能够方便的操作得到想要的查询结果。用户可以自己选择下载所需城市的公交数据,自己控制地图的大小等。2、 系统设计的原则(1)实用性原则实用性原则主要体现的是所设计的系统能够解决实际问题,是所有应用系统设计最基本的最主要的原则,直接关系到系统成败8。基于手机的公交信息查询
21、系统可以随时随地为人们解决出行时的公交选择问题,使用户方便的获取到真正想要获得的信息。(2)可靠性原则可靠性是系统设计的立足点,若设计的系统故障频繁,就不能够满足用户的要求9。设计的公交查询系统应该从以下几个方面提高其可靠性:故障发生时应给出提示,提示用户应该如何操作来排除故障;通过测试检测系统漏洞,完善系统等。(3)易于更新和维护系统的设计,能够实现有关空间数据和属性数据的实时更新和维护10。在系统维护时只须在服务器上维护即可,数据的更新和维护要简单可行。(4)操作简便操作简单是软件设计过程中需要重视的问题,应精心设计用户接口、使系统用户界面友好,便于用户理解。具体表现在: 用户输入信息时,
22、系统会给出提示信息,例如:在车次查询时,需要用户输入要查询的车次,在用户输入的编辑框中先填入例子“1路”。 界面简洁明了,容易操作。 数据的显示和提示信息要简单明了。 当用户输入信息有误时,有信息提示;当没有查到满足条件的结果时会弹出对话框进行提示11。3、 本章小结本章描述了公交信息查询系统的基本用户需求比如用户界面等,同时介绍了本软件的设计原则以及运行环境。第4章 概要设计1、系统体系结构该系统的体系结构如图4-1所示。 图4-1 系统体系结构2、模块设计2.1 程序模块划分程序模块划分如图4-2所示。2.2 程序模块功能描述(1)地图显示模块该模块的功能就是实现地图的显示,并且能够对地图
23、进行拖动、放大、缩小。当用户点击主界面上列表中需要显示地图的Item时,显示谷歌地图,单击地图界面后能够浮现出放大、缩小按钮,每次单击放大(缩小)按钮都能够将地图放大(缩小)一个级别,谷歌地图的大小共有24个级别,放大级别越高地图显示结果越详细。按住鼠标左键不放就可以拖动地图。(2)GPS定位模块本模块利用系统中的GPS服务实现定位。但是由于模拟器中没有GPS模块,所以需要通过DDMS虚拟坐标,模拟卫星获得当前位置并发送给手机的过程。获得location以后就可以在地图中找到这个位置,并将地图更新,使这个location位于地图中央,并用红色的圆圈标识出来。(3)查找定位模块本模块实现的功能是
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