基于 Android的氣象信息發(fā)布系統(tǒng)的實現(xiàn)

蔡 鵬，王友強，張奉公，韓思睿

（1. 濟寧市氣象局，山東 濟寧 272137；2. 金鄉(xiāng)縣氣象局，山東 金鄉(xiāng) 272200 ）

基于 Android的氣象信息發(fā)布系統(tǒng)的實現(xiàn)

蔡 鵬1，王友強2，張奉公1，韓思睿2

（1. 濟寧市氣象局，山東 濟寧 272137；2. 金鄉(xiāng)縣氣象局，山東 金鄉(xiāng) 272200 ）

介紹了基于 Android的氣象信息發(fā)布系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是讓已連接Internet的Android系統(tǒng)手機、專業(yè)液晶觸控平板電視在任何時間、任何地點，自動實時獲取氣象部門最新發(fā)布的重大災(zāi)害性天氣預(yù)警信號、常規(guī)天氣預(yù)報及氣象科普知識等內(nèi)容，從而提高預(yù)報信息的覆蓋面。目前系統(tǒng)用戶主要包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)、醫(yī)院、社區(qū)、消防部門、企業(yè)和農(nóng)民專業(yè)合作社。與傳統(tǒng)的氣象信息發(fā)布平臺相比，該系統(tǒng)具有易操控、互動效果好等優(yōu)勢。

Android；液晶觸控平板電視；氣象信息發(fā)布系統(tǒng)

引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，如何更廣泛更及時地發(fā)布預(yù)警信號，如何在第一時間將重大災(zāi)害性天氣預(yù)警報送到更多迫切需要的人群中去，從而最大可能地減少人民生命財產(chǎn)損失，成為各級氣象部門急需解決的難題［1-2］。目前，國內(nèi)外針對氣象信息發(fā)布平臺的研究層出不窮，隨著科技的迅猛發(fā)展，信息的發(fā)布也從單一的電話、手機短信拓展到了時效快、覆蓋面廣的網(wǎng)絡(luò)、電子顯示屏、預(yù)警大喇叭等［3-5］。智能手機用戶的普及，為氣象信息的傳播增加了新的渠道。據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心發(fā)布《中國移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展狀況調(diào)查報告》顯示，截至2013年年底，國內(nèi)手機網(wǎng)民規(guī)模達3.56億人，在一年時間內(nèi)增加1.22億人。智能手機用戶平均每天上網(wǎng)109min［6］。山東省金鄉(xiāng)縣氣象局與山東省建拓信息工程有限公司合作研發(fā)了基于Android的液晶觸控平板電視氣象信息發(fā)布系統(tǒng)，該系統(tǒng)首次把平板電視的觸控技術(shù)應(yīng)用在氣象信息服務(wù)終端上，信息承載量大，可轉(zhuǎn)播視頻、圖片等，打破了以往僅限文字信息發(fā)送的單一模式。

1　系統(tǒng)運行環(huán)境

系統(tǒng)兼容 Android2.2及以上版本，雙核或以上，1G內(nèi)存或更多，程序空間10MB，數(shù)據(jù)空間取決于本地視頻文件數(shù)量，需在Internet環(huán)境下工作。

2　Android簡介

Android系統(tǒng)目前已是各國占有率最大的手機操作系統(tǒng)，引發(fā)了一場移動互聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)熱潮，其前景也被越來越多的人看好［7］。Android系統(tǒng)是開源操作系統(tǒng)［8］，既繼承了Linux內(nèi)核的安全機制，又對系統(tǒng)框架的各個層次進行了安全增強，逐漸形成了Android系統(tǒng)自己的一套安全體系［9］。Android平臺存在多種類型的應(yīng)用程序［10-11］。Android系統(tǒng)由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，主要使用于便攜設(shè)備，如智能手機和平板電腦［12］。遠程桌面協(xié)議（RDP，Remote Desktop Protocol）是一個多通道（multi-channel）的協(xié)議，用戶（客戶端或稱“本地電腦”）可通過該協(xié)議連接提供微軟終端機服務(wù)的電腦（服務(wù)器端稱“遠程電腦”）［13］。利用RDP協(xié)議構(gòu)建的遠程軟件可以讓用戶不受空間制約，在千里之外隨時能完成對自己電腦的控制，極大地方便了用戶對計算機的使用。

3　系統(tǒng)總體框架

根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)目標以及公共氣象服務(wù)平臺的業(yè)務(wù)要求，結(jié)合Android技術(shù)確定了系統(tǒng)建設(shè)總體框架由以下5部分組成：數(shù)據(jù)管理層、應(yīng)用支撐層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、發(fā)布層，是一種典型的多層體系結(jié)構(gòu)圖［14］（圖1）。

圖1　系統(tǒng)框架圖

數(shù)據(jù)管理層：應(yīng)用數(shù)據(jù)的存儲層。該層存儲了系統(tǒng)所涉及的所有數(shù)據(jù)，是存放該平臺信息資源的實體層，整合了各類數(shù)據(jù)、多媒體和應(yīng)用軟件等信息資源。

應(yīng)用支撐層：主要是指公共氣象服務(wù)及預(yù)警發(fā)布綜合互動管理平臺，通過其下的業(yè)務(wù)模塊可實現(xiàn)用戶注冊、權(quán)限管理、系統(tǒng)設(shè)置、預(yù)警發(fā)布及審核、氣象信息發(fā)布及審核、視頻資料管理、報表查詢、統(tǒng)計查詢等，對平臺擴展、網(wǎng)站建設(shè)、短信平臺、信息傳播、數(shù)據(jù)上報等都起著主導(dǎo)作用。

網(wǎng)絡(luò)層：通過Webservice數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。

應(yīng)用層：由包括氣象、農(nóng)業(yè)、水利、消防、交通 5個單位互動的“五個平臺，六個傳播系統(tǒng)（網(wǎng)站）”組成，其中“五個平臺”包括金鄉(xiāng)公共氣象服務(wù)與預(yù)警發(fā)布信息管理平臺、金鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警服務(wù)管理平臺、金鄉(xiāng)水利雨情預(yù)警服務(wù)管理平臺、金鄉(xiāng)交通氣象服務(wù)預(yù)警管理平臺、金鄉(xiāng)消防氣象服務(wù)預(yù)警管理平臺，“六個傳播系統(tǒng)”包括金鄉(xiāng)公共氣象服務(wù)及預(yù)警播報系統(tǒng)（Android系統(tǒng)LED平板電視（可觸摸））、金鄉(xiāng)氣象服務(wù)短信傳播系統(tǒng)、金鄉(xiāng)公共氣象服務(wù)與預(yù)警廣播系統(tǒng)、金鄉(xiāng)氣象災(zāi)害信息采集系統(tǒng)（Android系統(tǒng)智能手機）、金鄉(xiāng)氣象服務(wù)及預(yù)警接收系統(tǒng)（Android系統(tǒng)智能手機）、金鄉(xiāng)氣象網(wǎng)站（圖2）。

圖2　應(yīng)用層平臺架構(gòu)圖

發(fā)布層：是指各種氣象服務(wù)信息、預(yù)警信息等的傳播和獲取方式，主要通過手機短信、大喇叭、LED平板電視、智能手機、網(wǎng)站等實現(xiàn)。

4　系統(tǒng)運行流程

金鄉(xiāng)縣氣象局向公眾及政府部門發(fā)布氣象服務(wù)信息及預(yù)警信號，相關(guān)部門根據(jù)平臺提供的信息，制定、發(fā)布自己的預(yù)警信號并實時通過平臺傳播給百姓。借助智能手機Android系統(tǒng)［15］，氣象部門工作人員可以實地、實景采集氣象災(zāi)害信息即時發(fā)布到平臺中，以便相關(guān)部門作出及時、有效的減災(zāi)措施，具體流程如圖3所示。

圖3　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

5　系統(tǒng)主要功能

（1）實現(xiàn)功能互動。由于采取了現(xiàn)代最先進的可觸摸式液晶平板技術(shù)，用戶不僅可以根據(jù)需要索取相關(guān)信息，而且可以將自己的特殊需求，通過信息反饋，發(fā)送到服務(wù)器，實現(xiàn)按需服務(wù)［16］。

（2）信息自主查詢。系統(tǒng)界面全部實現(xiàn)可點擊瀏覽，因此，用戶可以根據(jù)需要，查詢相關(guān)服務(wù)信息。

文中首先通過識別每個脈搏波的起始位置對PPG信號進行周期分割；接著對每個脈搏波的特征點進行識別；進而對PPG信號進行基線校準和歸一化處理便于計算特征值；最后探究特征值與血壓之間的相關(guān)性，篩選出相關(guān)性較大的特征值并建立血壓計算模型，從而計算出血壓。本文設(shè)計的血壓算法基本流程，如圖1所示。

（3）災(zāi)情及時收集。當氣象災(zāi)害發(fā)生時，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象信息協(xié)理員或信息員，都可以及時將災(zāi)情通過該系統(tǒng)發(fā)送到服務(wù)器，實現(xiàn)氣象災(zāi)情的及時收集、上傳。

5.1信息發(fā)布及管理平臺

5.1.1金鄉(xiāng)公共氣象服務(wù)與預(yù)警發(fā)布信息管理平臺

此平臺是系統(tǒng)的應(yīng)用支撐平臺，包括用戶注冊、權(quán)限管理、系統(tǒng)設(shè)置、預(yù)警發(fā)布及審核、氣象信息發(fā)布及審核等功能，對系統(tǒng)整體起主導(dǎo)作用。

5.1.2金鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警服務(wù)管理平臺

主要面向農(nóng)業(yè)部門，制定和發(fā)布農(nóng)業(yè)預(yù)警信號，并實時傳播給百姓。具有農(nóng)業(yè)氣象預(yù)警信息審核與發(fā)布、農(nóng)業(yè)知識管理、LED平板電視終端管理、氣象信息查詢等功能。

5.1.3金鄉(xiāng)水利雨情預(yù)警服務(wù)管理平臺

主要面向水利部門，制定并發(fā)布本縣水利預(yù)警信號并實時傳播給百姓，其中包括洪水、泥石流、江、河、湖泊、水庫等水利預(yù)警信息，使百姓及時做好防災(zāi)準備。具有水利預(yù)警信息審核與發(fā)布、水位管理、氣象信息查詢、日志查詢等功能。

5.1.4金鄉(xiāng)交通氣象服務(wù)預(yù)警管理平臺

主要面向交通部門，制定并發(fā)布交通預(yù)警信息，以便居民根據(jù)交通狀況做好相應(yīng)準備。具有交通氣象預(yù)警信息審核與發(fā)布等功能。

5.1.5金鄉(xiāng)消防氣象服務(wù)預(yù)警管理平臺

主要面向消防部門，制定并發(fā)布消防預(yù)警信號。具有消防氣象預(yù)警信息發(fā)布等功能。

5.2信息采集及傳播系統(tǒng)

5.2.1金鄉(xiāng)公共氣象服務(wù)及預(yù)警播報系統(tǒng)（Android系統(tǒng)LED平板電視（可觸摸））

主要是農(nóng)業(yè)、交通、水利、氣象等單位為農(nóng)氣象服務(wù)的傳播系統(tǒng)，通過定點安裝Android系統(tǒng)的LED平板電視（可觸摸），讓公眾可以在第一時間獲取公共氣象服務(wù)及相關(guān)服務(wù)。

5.2.2金鄉(xiāng)氣象服務(wù)短信傳播系統(tǒng)

通過聯(lián)合移動、聯(lián)通、電信等運營商，運用手機短信，將氣象信息及預(yù)警信息、農(nóng)業(yè)知識等發(fā)送給百姓，讓百姓實時獲取氣象信息，提前做好防災(zāi)、減災(zāi)準備，并以此擴大氣象服務(wù)的覆蓋面。

5.2.3金鄉(xiāng)公共氣象服務(wù)與預(yù)警廣播系統(tǒng)

可以通過無線廣播，將氣象信息、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警信號、農(nóng)業(yè)知識等傳播給百姓。適用于任何地域，只要有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方就可以接收到信息，大大擴展了氣象服務(wù)的覆蓋面。

5.2.4金鄉(xiāng)氣象服務(wù)及預(yù)警接收系統(tǒng)（Android系統(tǒng)智能手機）

主要功能是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)及氣象災(zāi)害預(yù)警的傳播，公眾通過手機安裝該系統(tǒng)后即可實時獲取天氣信息、及預(yù)警信息。

5.2.5金鄉(xiāng)氣象災(zāi)害信息采集系統(tǒng)（Android系統(tǒng)智能手機）

主要面向氣象部門的工作人員。工作人員可以通過安裝該系統(tǒng)的手機實地、實景進行氣象災(zāi)害信息采集，并于第一時間內(nèi)發(fā)布到平臺中，以便相關(guān)部門采取及時、有效的減災(zāi)措施。

5.2.6金鄉(xiāng)氣象網(wǎng)站

網(wǎng)站提供公共氣象信息、預(yù)警信息、農(nóng)業(yè)氣象信息、農(nóng)業(yè)氣象專題、單位政務(wù)信息、氣象宣傳知識、天氣預(yù)報等，將氣象信息送進千家萬戶，提高民眾對氣象的關(guān)注和了解程度；另外，民眾可以通過氣象政務(wù)公開，對氣象工作進行監(jiān)督，提出意見，讓氣象服務(wù)做到更好、更權(quán)威、更細致。

6　系統(tǒng)優(yōu)越性

可通過上傳視頻、圖片，發(fā)布預(yù)警，獲取網(wǎng)站信息等多種途徑把收集到的氣象信息上傳到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的各板塊中，如“三農(nóng)”、應(yīng)急管理、公共衛(wèi)生、城市火險預(yù)警等。用戶通過氣象信息服務(wù)查詢系統(tǒng)可隨時獲取最新、最專業(yè)的氣象資料，系統(tǒng)客戶端采用可觸摸式42英寸平板顯示屏，畫面清晰，運行穩(wěn)定。整個系統(tǒng)具有安裝簡單（僅需一個220V電源和一個Internet網(wǎng)絡(luò)接口）、信息豐富的特點，可滿足不同層次用戶對氣象信息的需求，特別是為農(nóng)民專業(yè)合作社、專業(yè)大戶、涉農(nóng)企業(yè)等提供了一個具有農(nóng)業(yè)氣象信息服務(wù)查詢、災(zāi)情收集、適用技術(shù)推廣等功能的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺，實現(xiàn)了氣象預(yù)警信息的一鍵式發(fā)布，信息可直達農(nóng)村。

系統(tǒng)目前已在政府機關(guān)、涉農(nóng)企業(yè)、專業(yè)大戶以及對氣象敏感的企事業(yè)單位成功安裝運行，實現(xiàn)了氣象預(yù)警等信息服務(wù)。

7　結(jié)語

此文介紹了基于Android的綜合氣象信息發(fā)布互動平臺設(shè)計與實現(xiàn)，系統(tǒng)能將氣象服務(wù)及災(zāi)害預(yù)警快速、及時、準確地傳播給公眾，擴大了氣象信息的覆蓋面，解決了氣象信息傳播”最后一公里”問題，提高了氣象災(zāi)害預(yù)警能力，使各相關(guān)政府單位能夠最及時、有效地做出響應(yīng)，最大限度地做到防災(zāi)、減災(zāi)。

通過先進的綜合氣象信息網(wǎng)絡(luò)互動平臺，直觀地向單位和個人提供氣象信息，應(yīng)急氣象服務(wù)部門提高了信息獲取、組織協(xié)調(diào)、決策指揮等綜合服務(wù)能力。

［1］ 秦大河，孫鴻烈，孫樞，等. 中國氣象事業(yè)戰(zhàn)略研究（總論卷）［M］. 北京：氣象出版社，2004：12-21.

［2］ 王遂纏，孫林花. 基于Internet平臺的災(zāi)害性天氣預(yù)警信號及氣象信息發(fā)布系統(tǒng)［J］. 氣象科技，2007，35（2）：295-298.

［3］ 姚日升，丁燁毅，王焱. 電子顯示屏氣象信息發(fā)布技術(shù)［J］. 氣象科技，2012，40（6）：922-927.

［4］ 孫利華，吳煥萍，鄭金偉，等. 基于Flex的氣象信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布平臺設(shè)計與實現(xiàn)［J］. 應(yīng)用氣象學(xué)報，2010，21（6）：754-761.

［5］ 王立華，尹恒. GPRS電子顯示屏系統(tǒng)在農(nóng)村氣象信息發(fā)布中的應(yīng)用［J］. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，22（7）：142-145.

［6］ 程艷芳，賈素貞，李鴿. 基于GSM的氣象災(zāi)情短信直報系統(tǒng)［J］. 計算機與現(xiàn)代化，2010，（9）：161-163，167.

［7］ 劉銳. Android開發(fā)的性能優(yōu)化［J］. 電腦編程技巧與維護，2013，（16）：115-116，118.

［8］ 耿輝建. 計算機網(wǎng)絡(luò)安全問題及其防范措施［J］. 現(xiàn)代商業(yè)，2008，（20）：139.

［9］ 金微. Android系統(tǒng)的安全分析［J］. 計算機光盤軟件與應(yīng)用. 2013，（18）：156-156，158.

［10］ 汪永松. Android平臺開發(fā)之旅［M］. 北京：機械工業(yè)出版社，2010：3-6.

［11］ 李興華. Android開發(fā)實戰(zhàn)經(jīng)典［M］. 北京：清華大學(xué)出版社，2012：2-11.

［12］ 馬越. Android的架構(gòu)與應(yīng)用［D］. 北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2008.

［13］ 耿東久，索岳，陳渝，文軍，呂勇強. 基于Android手機的遠程訪問和控制系統(tǒng)［J］，計算機應(yīng)用，2011，31（2）：559-561，571.

［14］ 郝蘇娟. 新型氣象信息發(fā)布系統(tǒng)管理平臺的開發(fā)［J］，陜西氣象，2009，（4）：19-21.

［15］ 王一姝. 基于Android系統(tǒng)的氣象災(zāi)情手機直報平臺的設(shè)計開發(fā)［J］，安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（20）：8773-8776.

［16］ 雷桂蓮，黃芬根，金勇根. WAP Push在江西氣象預(yù)警信息發(fā)布平臺中的應(yīng)用［J］，氣象科技，2009，37（5）：593-596.

P49

A

1005-0582（2015）03-0044-05

2014-12-22

中央財政“三農(nóng)”氣象服務(wù)專項和濟寧市氣象局2013年度科學(xué)技術(shù)研究項目（2013jnqxz04）資助

蔡鵬（1977—），女，山東微山人，學(xué)士，工程師，主要從事氣候變化、大氣探測及氣象服務(wù)工作。