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1、河北大学工商学院装订线 本科生毕业论文（设计） 题目：基于校园网的自习室的人数发布系统（客户端） 学 部 信息科学与工程学部 学科门类 工学 专 业 自动化 学 号 姓 名 指导教师 2015年5月18日基于校园网的自习室的人数发布系统(客户端)摘要当今社会，随着无线互联网技术的不断发展普及，无线通信网络技术发展也日益成熟，智能手机等移动设备逐步进入到高校学生的生活中，拥有智能移动平台的学生愈来愈多1。根据网上问卷调查显示，目前高校的自习室出现了一座难求的“奇观”。大学生想课后找教室上自习都比较困难，而且由于学校的教学楼层较高，自习室较多，如果同学们逐一查找每一间教室，这样既费时又费力，即使学
2、生找到了，也没有精力去学习。因此，当前开发出一款随时随地都能查询自习室人数情况的应用软件是十分实用的，必定会受到大学生们的青睐。关键词：Google；安卓；自习室人数查询The number of study room publishing system based on campus network(the client)ABSTRACTTodays society, with the growing popularity of wireless Internet technology, the development of wireless communication network te
3、chnology is increasingly mature, smart phones and other mobile devices gradually into the life of the university students, students with intelligent mobile platform more and more. According to the online questionnaire survey, the study room in colleges and universities appeared a spectacle is hard t
4、o find. College students want to self-study are more difficult to find the classroom after class, and because the floor is higher, the study area is more, if the students find every classroom one by one, time-consuming and effort-consuming, even if students find the classroom, they did not have the
5、energy to study either. Therefore, developing the application software, which can query the number of study room in anytime and anywhere, is very practical, it will get the favor of college students. Key words：Google；android；query of the number of study room目录1引言51.1课题背景51.1.1移动通信和互联技术发展51.1.2Androi
6、d平台智能手机发展51.2研究目的和现实意义51.3国内外的发展现状61.3.1Android移动开发的发展现状61.3.2大学校园自习室查询发展现状61.4本论文的结构安排62开发工具及技术介绍82.1什么是Android82.1.1Android平台特性82.1.2Android平台架构82.1.3Android应用程序组件92.1.4eclipse软件介绍103.1查询系统需求分析123.2查询系统结构分析123.3程序流程图分析124查询系统的设计与实现144.1搭建Android开发环境144.2创建 Android模拟器AVD144.3查询模块设计144.3.1客户端的Socket
7、通信介绍144.3.2客户端通信的设计154.4查询模块实现175系统功能测试235.1系统查询功能测试236总结和展望256.1总结256.2展望25参考文献26致谢27附录281引言1.1课题背景1.1.1移动通信和互联技术发展计算机网络技术和2G、3G、4G移动通信互联技术的发展，极大促进了信息的快速化、数字化、实时化2。自2007年11月Google发布基于Linux平台的完全开源的移动手机平台Android以来，智能手机得到了迅速普及，Android手机在市场上的占有率越来越高，因其拥有强大的扩展性、华丽的界面、良好的用户体验、丰富的第三方软件深受同学们的青睐。现在，互联网技术与无线
8、通信技术服务在大学校园内得到普遍利用，极大的方便了学校的教学与教务的管理和大学生的生活和学习。我国教育信息化的三大主题之一就是数字化校园建设2。数字化校园平台的建设，无疑将为高校师生的工作、学习、生活提供方便，目前全国各个高校都已陆续建设完成3。PC机只是提供传统的校园数字化信息服务，并不符合现代的数字化校园信息，即随时随地的可以查询校园内的信息服务，因此，以PC为平台传统意义上的数字化校园信息具有空间上的局限性。然而，随着我国移动通信技3G、4G技术的迅速发展和成熟，以及以Android为平台的智能手机的普及，利用手机或者平板接入无线互联网的人与日俱增。高校信息化建设发展的必然趋势是校园网络
9、应用发展的移动化4，高校校园的管理也必将越来越方便化。据网上问卷调查显示，大学生拥有智能手机的比例超过90%。因此，在大学校园教学领域内，研究如何利用学生手中的智能手机为校园信息服务有着深远的影响和现实意义。1.1.2Android平台智能手机发展学生的学习成绩除了课上听老师将课外，另一方法就是课后上自习来巩固课堂的内容，因此统计自习室的占用情况以及自习室中人数的发布情况对学生来说是至关重要的。所以，在大学校园内开发出一款随时随地查询自习室人数情况的应用系统是十分实用的，提高了学生查找自习室的效率。据报道，目前以Android为平台的智能手机占据全球市场份额的一半以上，远远超过其他平台的智能手
10、机5。再加之，因为Android在外完全是开源的，所以Android手机的价格相对于其他平台的智能手机来说是比较低的6，比较符合大学生一族的消费水平。Android智能手机在大学校园的普及必将推动校园信息管理的极大的革新。1.2研究目的和现实意义现在，网络技术与无线通信技术服务已经遍及了大学校园，这为学校的教学管理以及学生的学习和生活带来了极大的便利。学生可以通过校园内的无线网络查询自己的课程和方案成绩，但是只有一小部分高校具有查询自习室的教学方式。由于受现代教育模式的影响，各大高校纷纷扩招，使得自习室的数量相对的减少，加之，近几年由于考研的人数急剧增多，高校自习室座位一座难求的现象并不罕见，
11、因此开发出一款随时随地查询自习室人数情况的应用软件是十分必要的。同学们可以利用这款App轻松找到自己“心仪”的自习室。1.3国内外的发展现状1.3.1Android移动开发的发展现状随着移动设备的不断普及与发展，相关的软件的开发也越来越受到程序员的青睐。目前，移动开发领域以Android的发展最为迅猛，在短短几年内就撼动了诺基亚Symbian的霸主地位，成为全球最受欢迎的智能手机平台7。1.3.2大学校园自习室查询发展现状计算机技术的高速发展使我们进入了信息化时代。信息技术催生了高校的信息化建设。而自习室信息的服务，是大学信息化的的重要组成部分，与学生的学习息息相关，有利于在大学生身边培养良好
12、的学习氛围换环境。现在，目前大学内查询自习室的方式基本都是通过WEB来登陆学校的教务系统，这种查询方式并不能随时随地的查询自习室中的人数情况，缺乏移动性和方便性，而且也无从得知自习室中上自习室的人数。每到学期期末考试临近的时候，上自习的人数急剧增多，部分大学可能因为自习室数量的原因，会出现“一座难求”的现象。国内目前只有北京大学、清华大学、华中科技大学、北京邮电大学等知名大学有自己的手机查询自习室的功能，但是有时候时常因为某一个自习室被学校临时占用，这时查询系统不能及时纠正，从而可能对学生查找自习室造成影响。如果能实时了解自习室内部的人数分布情况，必定会提高学生查找自习室的效率，充分利用自习室
13、的资源。下表1-1给出了PC机和手机两种查询自习室的对比。表1-1自习室查询方式对比查询方式准确性移动性便捷性PC机查询手机查询 通过图中的对比可以看出手机查询方式和PC机查询相比较而言，具有可移动性和便捷性的优点，学生可以随时随到的查询到自习室。1.4本论文的结构安排第一章前言，主要说明了本课题的背景，论述了移动通信技术和Android智能手机的发展，研究本课题的目的和现实意义，还有当前国内外Android平台和大学自习室查询的发展现状。第二章开发工具及技术介绍，主要介绍了由于Android开发成本低，在大学校园中深受同学们的欢迎，因此选择Android开发平台，接着简单介绍了什么是Andr
14、oid和Android的平台架构，以及Android的四大应用程序组件，由于Activity是最重要的组件，所以介绍了Activity的生命周期。第三章自习室查询系统的分析，主要介绍了查询系统的需求分析和查询系统的结构设计。第四章查询系统的设计与实现，主要介绍了Android开发环境的搭建和环境变量的配置，介绍了登录系统和查询系统的功能设计与实现第五章系统功能测试，主要介绍了在真机中对系统的各个功能模块进行了测试。第六章总结与展望，说明了本文的工作过程和心得，并提出了本应用程序还有很大的改进空间。2开发工具及技术介绍2.1什么是AndroidAndroid是专门为移动平台设备开发的平台，其中包
15、含操作系统、中间件和核心应用等。Android最早由Andy Rubin创办，于2005年被Google收购。2007年11月5日，Google正式发布Android平台。在2010年底，Android应经超越称霸10年的诺基亚的Symbian的系统，成为全球最受欢迎的智能手机平台8。2.1.1Android平台特性1. 采用专门针对移动设备进行优化的Dalvik虚拟机9。2. 应有程序框架支持组件的重用与替换。3. 采用轻量级的嵌入式数据库SQlite进行数据存储。4. 浏览器基于Webkit引擎。5. 支持大多数静态图像、音视频格式。6. 优化的2D和3D图形库。7. 支持GSM、EDGA
16、、3G、WiFi、Bluetooth(依赖硬件)。2.1.2Android平台架构Android平台的体系结构分为四层，从上到下一次是Application、Application Framework、Libraries、Android Runtime和Linux Kernel几部分。它们以软件层叠的方式构成10。1. Application（应用程序）Android提供了一组应用程序，包括Email、SMS程序、日历、地图、浏览器、通讯录等。2. Aplication Framework(应用程序框架)无论是Android提供的应用程序还是开发人员自己编写的应用程序，都需要使用Applica
17、tion Framework。通过使用Application Framework，不仅可以大幅度简化代码的编写，而且可以提高程序的复用性。3. Libraries(库)Android提供了一组C/C+库，它们为平台的不同组件所使用。开发人员通过Application Framework开始用这些库所提供的不同功能11。4. Android Runtime(Android运行时)Android运行时包括核心库和Dalvik虚拟机两部分。核心库提供了Java语言核心库中包括的大部分功能，虚拟机负责运行程序。Dalvik虚拟机专门针对移动设备进行编写，不仅效率高，而且占用更少的内存。5. Linux
18、 Kernel(Linux内核)Android的内核本质是基于Linux2.6内核的，但为了添加Android平台所需要的各种驱动，修正了之前的版本部分的BUG而成为增强内核版本，使之用于驱动Android上的各部分硬件12。如图2-1所示图2-1Android系统架构图所示2.1.3Android应用程序组件根据完成的功能不同，Android划分了四类核心的组件类：Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider13。1. ActivityActivity是Android最基本的应用程序组件。在应用程序中，一个Activity通常就是一
19、个单独的屏幕，使用户和数据进行交互的接口，每个屏幕可有1个或多个组件布局。几乎所有的Activity都要和用户进行交流，用户要看到UI界面，必须通过Activity创建的窗口来进行。Activity有自己的生命周期14，如图2-2所示2. Service服务没有可视化的用户界面，而是一段时间内在后台运行。比如，一个服务可以在用户阅读的时候在后台播放背景音乐，从网络上获取或者计算一些数据并提供给需要这个运算结果的Activity使用。每个服务器都继承自Service基类。3. Broadcast ReceiverBroadcast Receiver(广播接收器)是一个专门用来接收广播通知消息，并
20、作出相应处理的组件。一个程序不但可以使用Broadcast Receiver接收广播Intent。而且可以向系统广播Intent。广播接收器没有用户界面。然而，可以启动一个Activity来响应它们收到的消息，或者用NotificationManager来通知用户，或者用Toast组件来快速显示通知的消息15。4. Content ProviderContent Provider提供了一种通用的接口机制以便应用程序之间共享数据。通过引入一个抽象层来隐藏数据来源。启动ActivityonCreate()onStart()onResume()Activity正在运行Activity失去了焦点onP
21、ause()Activity仍没有获得焦点onStop()onDestroy()关闭ActivityActivity重新获得焦点Activity重新获得焦点onRestart()其他程序占用内存进程被终止用户导航到Activity图2-2Activity的生命周期2.1.4eclipse软件介绍Eclipse 是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。幸运的是，Eclipse 附带了一个标准的插件集，包括Java开发工具(Java Development Kit，JDK)。Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环
22、境(IDE)。最初主要用来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Android、C+、 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。图2-3为eclipse的工作界面。图2-3eclipse工作界面3自习室查询系统的分析3.1查询系统需求分析自习室查询系统的主要功能是为那些喜欢学习，经常上自习的同学提供自习室占用的信息，从而可以轻松的找到自习室，避免了为了学习而浪费不必要的去寻找自习室找空座位的时
23、间，增加了学生的自习时间和学习效率，同时这样也可以最大合理的利用教室的资源。因此，为大学生提供所查询的自习室的占用情况是该应用程序的核心部分。除了没有被上课占用的自习室的使用率的查询外，还可以查询当天上课的时段，以此可以判断哪一个教室可以课后来上自习，避免了因为之前学生因为知道某间教室因为有课，而课后也没有学生去上自习的特殊情况。3.2查询系统结构分析根据查询系统的需求分析，本系统设计主要分为两大功能，一部分功能是查询某幢楼栋某个楼层某间自习室的利用率，另一部分功能是查询什么时段有课，从而可推出什么时候可以上自习。自习室的查询结构功能图如下3-1所示。自习室占用情况进入查询系统教室上课时段图3
24、-1查询系统功能结构图3.3程序流程图分析程序流程图可以清楚的反映出系统的结构和层次，可以帮助用户理解程序的功能，因此，在系统设计中程序流程图是必不可少的。本应用程序的流程图代表了查询系统的运行顺序，可以使用户方便的理解应用程序的功能。本系统的流程图如图3-2所示。开启应用程序查询系统输入查询的教室否查询信息正确？查询结果是图3-2应用程序流程图上图清晰的反映出应用程序的运行过程，进入查询系统的界面设置需要查询的教室，如果输入正确，出现查询结果，错误则提醒用户重新输入。4查询系统的设计与实现 4.1搭建Android开发环境搭建Android的开发环境，需要到官网网站去下载所需要的软件的资源，
25、这些资源主要包括JDK、Eclipse、Android SDK和ADT插件，操作过程主要为：下载JDK并安装，设置环境变量path，下载Eclipse并解压，设置开发路径，下载Android SDK并解压，在环境变量path值中加入Android SDK开发包的tools目录绝对路径，下载最新版本的ADT插件，并解压，在Eclipse中安装ADT插件。4.2创建 Android模拟器AVDAVD(Android Virtual Device）即Android模拟器，是用来在电脑上直接测试应用程序的虚拟设备，也称为Android仿真器或虚拟机，它能模拟一套虚拟的环境来运行Android操作系统。
26、Android具有独立的核心程序、系统图像、数据库、和仿真SD卡内存。创建Android模拟器AVD的具体操作步骤为：1. 在Android SDK的安装目录下，双击“SDK Manager”，启动Android SDK，在弹出的“Android SDK and AVD Manager”窗口左侧，单击“Virtual devices”项，由于目前没有创建过任何的AVD，所以右侧模拟器列表是空的。2. 单击窗口中的“New”按钮，弹出“Create new Android Virtual Device(AVD）”对话框，在该对话框中可以设置模拟器的配置。3. 设置好模拟器的参数后，单击“Cera
27、te AVD ”按钮便可以创建一个AVD。创建好的AVD将会显示在“Android SDK and AVD Manager”窗口的文件列表中。4.3查询模块设计4.3.1客户端的Socket通信介绍用户登陆查询系统界面以后，客户端通过向服务器发送请求来进行通信，本系统的客户端与服务器采用Socket进行通信，客户端发送的消息可以是文本，也可以是二进制字节流。当客户端的消息到达服务器的端口时，会自动触发一个事件，服务方就可以接受来自客户端的消息了17。服务器接收到客户端的请求后，并响应客户端的请求，给客户端传递相应的数据和信息。Socket可以使用TCP或UDP的传输层的协议进行数据传输，但是由
28、于TCP的传输速率较低，为了及时响应客户端的请求，所以本系统采用UDP传输层协议进行数据传输，以下是UDP Socket的基本流程。首先，服务器端初始化Socket，然后与端口绑定，同时如果有客户端初始化了一个Socket并与端口绑定，客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，把回应数据发送给 ，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束18。在客户方呼叫连接请求前，必须要知道服务方在哪里。这需要知道服务方所在机器的IP地址或机器的名称，如果客户方和服务方事前有一个约定就可以了，这个约定就是PORT(端口) 19。也就是说，客户方可以可以通过服务方所在机器的IP地址或机器名称和端口号唯一
29、的确定方式来呼叫服务方。在客户端呼叫之前，服务器必须处于侦听状态，侦听是否有客户请求建立连接。其中UDP Socket客户端和服务器的交互如图4-1所示。 服务器端 客户端Socket()Socket()bind()bind()sendto()recvfromsendto()recvfrom 图4-1UDP Socket客户端和服务端的交互 图4-1所示一个服务器和客户端的通信的过程为：1.客户端发出一个请求；2.服务器接收到请求，并做出相应的处理；3.服务器将运行处理的结果返回给客户端；4.3.2客户端通信的设计要实现查询自习室人数，需要客户端与服务器进行通信，这就需要客户端向服务器发送连接
30、请求，创建线程来实现两者之间的通信。UDPSocketServer = new Thread(UDPSocketRunnable); UDPSocketServer.start();private Runnable UDPSocketRunnable = new Runnable()public void run() Try serverAddress = InetAddress.getByName(SERVERIP);byte data = AndroidToPC.getBytes(UTF-8); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data
31、,data.length,serverAddress,SERVERPORT);MainActivity.socket.send(packet);以上代码首先创建了一个名为UDPSocketServer的线程，并开启了线程。将要传输的数据分解成字节，代码中创建了DatagramPacket，DatagramPacket类用于处理报文，它将Byte数组、目标地址及目标端口等数据包包装成报文或者将报文拆成Byte数组。应用程序在产生数据包时应该注意，TCP/IP规定数据报文大小最多包含65507个，通常主机接收548字节，但大多数平台能够支持8192字节大小的报文。创建DatagramPacket时
32、里面的参数代表从data数据中取出length长的数据创建数据包对象，目的地址是serverAddress，SERVERPORT端口，调用socket中的send方法来发送数据。data= new byte1500;packet =new DatagramPacket(data,1500); MainActivity.socket.receive(packet); if(packet!=null) PCToAndroid=new String(packet.getData(),packet.getOffset(), packet.getLength(); RoomNum.post(new Ru
33、nnable() public void run() Toast.makeText(getApplicationContext(), PCToAndroid,Toast.LENGTH_SHORT).show(); ); catch (Exception e) ；本代码段主要是接收来自服务器端的数据，首先创建了字节长度为1500的数组和一个用于接收数据的DatagramPacket，String中的参数主要表示客户端接收的数据从offset开始的、Length长的数据创建数据包对象，并显示提示消息。4.4查询模块实现开启应用程序以后，首先会出现图4-2所示的界面图4-2查询系统主界面自习室人数查
34、询是本系统中最核心的功能，人数查询界面主要显示的是查询的楼号、层号、教室号，需要在eclipse中的XML布局文件中设计整个查询界面的布局 ，在java文件中实现具体的功能，主要的代码如下：private void InitialVariety() BuildingNum=(EditText)findViewById(R.id.EditText06);FloorNum=(EditText)findViewById(R.id.EditText05);RoomNum=(EditText)findViewById(R.id.EditText04);IP=(EditText)findViewById(
35、R.id.EditText03);SeatsNum=(EditText)findViewById(R.id.editText1);SeatsUsed=(EditText)findViewById(R.id.editText5);以上代码主要是通过ID获取布局文件中需要查询的楼号、层号、房间号的编辑框组件button1 =(Button)findViewById(R.id.button1);button2=(Button)findViewById(R.id.button2);button3=(Button)findViewById(R.id.button3);button1.setOnClick
36、Listener(new OnClickListener() public void onClick(View arg0) Intent intent= new Intent(SetActivity.this,GetActivity.class); startActivity(intent);finish(); ;以上代码只要是获取布局文件中添加的按钮，并且为button1查询按钮添加了单击事件监听器，如果单击button1查询按钮以后，就会从设置楼号的界面跳转到显示查询结果的界面，其中，查询系统显示的结果使用的是ListView组件创建的列表视图，在使用列表视图时，重要的是如何设置选项的内容
37、，可以通过为其设置Adapter来指定需要显示的列表项。通过Adapter来为ListView指定要显示的列表项，可以分为以下两个步骤。1. 创建Adapter对象。对于纯文字的列表项，通常使用ArrayAdapter对象，通常使用的ListView的外观形式为simple_list_item_1，它指的是每个列表项都是一个普通的文本。2. 将创建的适配器对象与ListView关联，可以通过ListView对象的setAdapter()方法来实现。其中的关键代码如下：private void InitialVariety() button1 =(Button)findViewById(R.id
38、.button1);button2=(Button)findViewById(R.id.button2);listView1 = (ListView)findViewById(R.id.listView1);Adapter = new ArrayAdapter(GetActivity.this, android.R.layout.simple_list_item_1, ViewList);listView1.post(new Runnable() public void run() listView1.setAdapter(adapter);listView1.setOnItemClickLi
39、stener(new OnItemClickListenerImpl(); 实现结果如图所示4-3所示。图4-3查询结果界面图中所示的每一行代表ListView的一个列表选项。button2.setOnClickListener(new OnClickListener() public void onClick(View arg0) Intent intent = new Intent(SetActivity.this,SetActivity.class); startActivity(intent);finish(); 以上代码主要是为button2设置按钮添加单击事件监听器，并创建inte
40、nt，通过intent来进行内容或者数据的传递。如果单击button2设置按钮以后光标就会移动到本界面中设计座位和使用座位的位置，编辑自己想使用的座位。实现过程如图4-2所示。图4-4单击按钮设置的界面因为用户输入的原因，可能会出现设置界面的楼号或者层号忘记输入，这时服务器没有检测到编辑框里面输入的内容，点击提交按钮以后会出现提示消息“请输入楼号”、“请输入房号”，而提示消息的出现会用到Android中的Toast类：弹出消息框。Toast是一种简洁信息的视图，可以帮助用户创建和提示该信息。Toast视图采用浮于应用程序之上的形式呈现给用户。Toast视图并不获得焦点，因此，即使用户正在进行输
41、入信息等操作也不会受到影响。具体实现代码如下：button3.setOnClickListener(new OnClickListener() public void onClick(View arg0) if(BuildingNum.getText().toString().length() = 0) Toast.makeText(getApplicationContext(),请输入楼号,Toast.LENGTH_SHORT).show(); return; if(FloorNum.getText().toString().length() = 0) Toast.makeText(getA
42、pplicationContext(),请输入层号,Toast.LENGTH_SHORT).show(); return; 这段代码设置了消息持续时间为Toast.LENGTH_SHORT，getText()方法获得编辑框中的内容，如果编辑框中任何一项输入的值为空，消息框就会弹出消息提示，实现过程如图4-5所示。图4-5出现消息框的界面图另外一种查询功能通过教室的上课时段来查询自习室，而用户可以通过的实际需求输入上课和下课的时间来查询自习室，本系统功能会用到TimePicker类。TimePicker是Android系统中的时间显示和选择控件。TimePicker控件不仅提供了时间显示的功能，
43、还允许用户更改或者选择时间。TimePicker用于选择一天中时间的视图，支持24小时及上午/下午模式16。在Android手机中的时间设置功能就是调用了DatePicker类来实现的。而获取当前时间需要用到getCurrentHour()方法和getCurrentMinute()方法，这两种方法用于获取一个TimePicker时间选择控件所显示的小时和分钟。主要的代码如下：StartTime=(TimePicker) findViewById(R.id.timePicker1);EndTime=(TimePicker) findViewById(R.id.timePicker2); button1 =(Button)findViewById(R.id.button1);button3=(Button)findViewById(R.id.button3); button1.setOnClickListener(new OnClickListener(); public void onClick(View arg0) fini
