Android平臺(tái)下的空氣質(zhì)量和天氣情況查詢應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

龔世文+朱忠敏

摘要：Android體系結(jié)構(gòu)采用軟件堆層（Software Stack）的架構(gòu)，提供一系列的核心應(yīng)用程序包括瀏覽器、電子郵件客戶端、通訊錄和日歷等，其市場(chǎng)份額長(zhǎng)年保持在50%以上，無(wú)論從技術(shù)層面還是受眾范圍來(lái)看都是非常合適的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：Android平臺(tái)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；大氣環(huán)境

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）10-0073-04

1 概述

中國(guó)經(jīng)濟(jì)在過(guò)去40年快速的發(fā)展極大地提高了人民生活水平，同時(shí)也引起了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。早在2007年Cyranoski便在《自然》雜志撰文指出大氣污染已經(jīng)成為困擾大多數(shù)中國(guó)城市的嚴(yán)重問(wèn)題。2009年以來(lái)，在國(guó)內(nèi)外輿論的引導(dǎo)下大氣污染問(wèn)題逐步從一個(gè)學(xué)術(shù)性議題演變?yōu)檎涡缘拇蟊娮h題。2014年起，環(huán)境保護(hù)部開(kāi)始通過(guò)其官方網(wǎng)站正式對(duì)公眾發(fā)布實(shí)時(shí)PM2.5數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的公開(kāi)發(fā)布有助消除公眾的疑慮，同時(shí)對(duì)公共健康起到了指導(dǎo)作用。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，大眾獲取信息的主要手段已經(jīng)從電視廣播報(bào)紙轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)，而智能手機(jī)的普及化進(jìn)一步提升了大眾獲取信息的能力。相比于網(wǎng)頁(yè)模式，手機(jī)端應(yīng)用的最大優(yōu)勢(shì)在于可以智能定位，隨時(shí)隨地獲取最新數(shù)據(jù)。Android體系結(jié)構(gòu)采用軟件堆層（Software Stack）的架構(gòu)，提供一系列的核心應(yīng)用程序包括瀏覽器、電子郵件客戶端、通訊錄和日歷等，其市場(chǎng)份額長(zhǎng)年保持在50%以上，無(wú)論從技術(shù)層面還是受眾范圍來(lái)看都是非常合適的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。因此，在Android系統(tǒng)下，開(kāi)發(fā)一款能夠?qū)崟r(shí)查詢所處位置空氣質(zhì)量和天氣情況的手機(jī)應(yīng)用是一個(gè)具有明顯用戶需求的任務(wù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一般的空氣質(zhì)量查詢應(yīng)用只能對(duì)大氣顆粒物（PM2.5和PM10）和大氣污染物（SO2、CO、NOX和O3）進(jìn)行查詢。考慮到氣象因素與大氣污染存在一定關(guān)聯(lián)，而且這兩個(gè)因素共同決定了用戶進(jìn)行室外運(yùn)動(dòng)的意愿。因此，本文所提應(yīng)用程序劃分為空氣質(zhì)量查詢和天氣查詢兩大功能?？諝赓|(zhì)量查詢功能部分劃分為用戶界面、網(wǎng)上數(shù)據(jù)獲取與解析、數(shù)據(jù)適配器和相關(guān)知識(shí)查詢四個(gè)模塊；天氣查詢功能部分用戶界面、數(shù)據(jù)獲取與解析、數(shù)據(jù)庫(kù)適配器三個(gè)模塊。各個(gè)模塊之間的關(guān)系如下圖1所示。

圖 1 應(yīng)用總體設(shè)計(jì)思想

在空氣質(zhì)量查詢功能模塊中，當(dāng)用戶通過(guò)界面發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取子模塊負(fù)責(zé)從中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站城市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布平臺(tái)加載數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)解析顯示在用戶界面上。氣象數(shù)據(jù)查詢模塊的流程與前者相似，唯一不同在于使用了不同的解析技術(shù)。JSON相對(duì)于XML，速率快，數(shù)據(jù)的體積小，JSON與JavaScript的交互更加方便，但JSON對(duì)數(shù)據(jù)的描述性比XML較差。因而結(jié)合兩者解析的優(yōu)缺點(diǎn)以及服務(wù)端返回?cái)?shù)據(jù)格式，在解析空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)時(shí)使用JSON解析，在解析天氣數(shù)據(jù)時(shí)使用XML的Pull解析。

3功能實(shí)現(xiàn)

3.1程序設(shè)計(jì)

通過(guò)JSON方式實(shí)現(xiàn)PM2.5數(shù)據(jù)解析，通過(guò)定義JSONArray和JSONObject獲取大氣環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括AQI、城市名、PM2.5、PM10、首要污染物、污染級(jí)別等，主要代碼如下所示：

protected void onPostExecute（String result） {

ArrayList pm25List = null；

if （result ！= null && ！result.contains（"error"）） {

Log.d（PM25Provider.LogTag， result）；

try { JSONArray localJSONArray = new JSONArray（result）；

pm25List = new ArrayList（）；

for （int i = 0； i < localJSONArray.length（）； i++） {

JSONObject localJSONObject = localJSONArray.getJSONObject（i）；

PM25Provider.PM25 pm25 = new PM25Provider.PM25（）；

pm25.aqi = localJSONObject.optString（"aqi"）；

pm25.area = localJSONObject.optString（"area"）；

pm25.pm2_5 = localJSONObject.optString（"pm2_5"）；

pm25.pm10 = localJSONObject.optString（"pm10"）；

pm25.position_name = localJSONObject.optString（"position_name"）；

pm25.primary_pollutant = localJSONObject.optString（"primary_pollutant"）；

pm25.quality = localJSONObject.optString（"quality"）；

pm25.time_point = localJSONObject.optString（"time_point"）；

pm25List.add（pm25）； }

} catch （JSONException e） { e.printStackTrace（）；

} pm25Listener.onInfo（pm25List）； } }

在此基礎(chǔ)上，利用API.java訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)接口并設(shè)置城市名字符串；利用PM25Adapter.java將數(shù)據(jù)加載于界面布局；PM25Citysetting.java實(shí)現(xiàn)城市選擇功能；PM25Activity.java完成主界面顯示響應(yīng)功能，首先設(shè)置分享部分響應(yīng)，其次設(shè)置初次顯示界面數(shù)據(jù)，之后設(shè)置動(dòng)態(tài)打印報(bào)告數(shù)據(jù)加載顯示以及用戶反饋動(dòng)態(tài)效果響應(yīng)問(wèn)題，最后通過(guò)調(diào)用其他Activity完成數(shù)據(jù)成功顯示?？諝赓|(zhì)量報(bào)告顯示主要代碼如下所示：

new PM25Provider（）.request（new PM25Provider.PM25Info（） {

public void onInfo（List pm25List） {

if （pm25List == null） {

Toast.makeText（PM25Activity.this， R.string.get_pm25_fail，

Toast.LENGTH_SHORT）.show（）；

return； }

PM25Provider.PM25 pm25 = （PM25Provider.PM25） pm25List.get（-1

+ pm25List.size（））；

vAQI = wrapFont（pm25.aqi）；

vPM25 = wrapFont（pm25.pm2_5）；

mPaperAQI.setText（vAQI）；

try {

Date date = new SimpleDateFormat（"yyyy-MM-dd'T'HH：mm：ss'Z'"）

.parse（pm25.time_point）；

SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat（

"yyyy年MM月dd日 HH：mm"）；

vTime = sdf.format（date）；

mPaperTime.setText（"發(fā)布時(shí)間：" + vTime）；

vCity = pm25.area；

mPaperArea.setText（vCity）；

vQuality = pm25.quality；

mPaperQuality.setText（"等級(jí)：" + vQuality）；

mPaperProposal.setText（"建議：" + （String） maps.get（vQuality））；

mValue.setText（"88888 "）；

mListView.setAdapter（new PM25Adapter（PM25Activity.this，

pm25List））；

startInfoShow（）；

} catch （ParseException e） {

e.printStackTrace（）；

}

}

}， city）；

}

氣象功能實(shí)現(xiàn)代碼包：com.weaher，其中Config.java配置信息類；DBAdapter.java實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)配置；Forecast.java未來(lái)天氣類；Weather.java當(dāng)前天氣類；WeatherAdapter.java數(shù)據(jù)獲取模塊，使用XML Pull解析數(shù)據(jù)；WeatherDemo.java該功能的程序啟動(dòng)默認(rèn)界面響應(yīng)。

在WeatherAdapter.java數(shù)據(jù)獲取模塊中首先設(shè)置靜態(tài)變量getWeather，通過(guò)HttpClient的get或post方式請(qǐng)求服務(wù)器，然后建立XmlPullParser解析器解析服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)，使用while if語(yǔ)句獲取四天內(nèi)weather的時(shí)間、地點(diǎn)、溫度、氣候、風(fēng)力，其在Forecast.java和Weather.java中定義好需要獲取的變量數(shù)據(jù)名。

Pull解析代碼如下面所示：

private static void getWeatherData（String city） throws IOException，Throwable{

String requestUrl = "http：//api.map.baidu.com/telematics/v3/weather？location="

+city +"&output=xml&ak=A72e372de05e63c8740b2622d0ed8ab1"；

String result = request（"POST"，requestUrl）；

InputStream streamTemp = new ByteArrayInputStream（result.getBytes（））；

XmlPullParserFactory factory = XmlPullParserFactory.newInstance（）；

factory.setNamespaceAware（true）；

XmlPullParser parser = factory.newPullParser（）；

parser.setInput（streamTemp，"UTF-8"）；

while（parser.next（）！=XmlPullParser.END_DOCUMENT）{

String element = parser.getName（）；

if（element ！= null && element.equals（"weather_data"））{

for（int dayCount = 0；dayCount<4；++dayCount）{

if（dayCount == 0）{

Weather.city = city；

System.out.println（city）； }

while（parser.next（）！=XmlPullParser.END_DOCUMENT）{

element = parser.getName（）；

if（（element ！= null））{

if （element.equals（"date"）） {

if（dayCount == 0）

Weather.current_date_time = parser.nextText（）；

else

Weather.day[dayCount-1].day_of_week = parser.nextText（）； }

else if （element.equals（"dayPictureUrl"）） {

if（dayCount == 0）

Weather.current_dayPictureUrl = parser.nextText（）；

else

Weather.day[dayCount-1].dayPictureUrl = parser.nextText（）； }

else if （element.equals（"nightPictureUrl"）） {

if（dayCount == 0）

Weather.current_nightPictureUrl = parser.nextText（）；

else

Weather.day[dayCount-1].nightPictureUrl = parser.nextText（）； }

else if （element.equals（"weather"）） {

if（dayCount == 0）

Weather.current_weather = parser.nextText（）； else

Weather.day[dayCount-1].weather = parser.nextText（）； }

else if （element.equals（"wind"）） {

if（dayCount == 0）

Weather.current_wind = parser.nextText（）； else

Weather.day[dayCount-1].wind = parser.nextText（）； }

else if （element.equals（"temperature"）） {

if（dayCount == 0）

Weather.current_temp = parser.nextText（）； else

Weather.day[dayCount-1].temperature = parser.nextText（）； break；

}

服務(wù)器請(qǐng)求代碼如下所示：

private static String request（String method， String url） {

HttpResponse httpResponse = null；

StringBuffer result = new StringBuffer（）；

try {

if （method.equals（"GET"）） {

HttpGet httpGet = new HttpGet（url）；

HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient（）；

httpResponse = httpClient.execute（httpGet）；

HttpEntity httpEntity = httpResponse.getEntity（）；

result.append（EntityUtils.toString（httpEntity， "utf-8"））；

StatusLine statusLine = httpResponse.getStatusLine（）；

result.append（"：" + statusLine.getProtocolVersion（） + "＼r＼n"）；

int statusCode = statusLine.getStatusCode（）；

result.append（"：" + statusCode + "＼r＼n"）；

} else if （method.equals（"POST"）） {

HttpPost httpPost = new HttpPost（url）；

HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient（）；

httpResponse = httpClient.execute（httpPost）；

HttpEntity httpEntity = httpResponse.getEntity（）；

result.append（EntityUtils.toString（httpEntity， "utf-8"））；

}

} catch （Exception e）

3.2 UI展示

空氣質(zhì)量查詢界面設(shè)有城市選擇和查詢兩個(gè)按鈕，選擇按鈕可以選擇城市、實(shí)現(xiàn)PM2.5與AQI切換，查詢按鈕可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果。在連網(wǎng)的狀態(tài)下，可以自動(dòng)定位到當(dāng)前城市，顯示其AQI值，通過(guò)選擇按鍵可以切換PM2.5和AQI值，如圖2左1所示即為切換到PM2.5的狀態(tài)。當(dāng)點(diǎn)擊查詢會(huì)打印一份空氣質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，報(bào)告上顯示有標(biāo)題、發(fā)布時(shí)間、當(dāng)前城市名、AQI值、等級(jí)、建議措施、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)PM2.5、PM10的值以及分享標(biāo)志，用戶可以分享到QQ、微信、微博等等一系列軟件中，效果如圖2左2至右1所示。

在天氣查詢界面中，主要顯示天氣實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（包括地區(qū)、時(shí)間、溫度、氣候、風(fēng)力）、未來(lái)三天天氣數(shù)據(jù)（包括溫度、氣候）、城市選擇和城市保存設(shè)置。其整體布局是LinearLayout線性布局，局部運(yùn)用表格布局TableLayout和TableRow、TextView顯示未來(lái)三天數(shù)據(jù)信息，使用RelativeLayout布局和Button、EditText、TextView控件顯示城市設(shè)置信息。當(dāng)用戶選擇城市后，點(diǎn)擊保存設(shè)置按鈕，界面會(huì)顯示“城市設(shè)置成功”字樣，在網(wǎng)絡(luò)通暢的情況下，即可顯示城市天氣相關(guān)信息。而當(dāng)無(wú)網(wǎng)狀態(tài)下，全部顯示為null。如圖3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)虛擬機(jī)和移動(dòng)終端的測(cè)試表明，此應(yīng)用可以正常運(yùn)行。整體界面以藍(lán)色系為主，設(shè)計(jì)美觀，給人一種清新舒暢的視覺(jué)享受，操作簡(jiǎn)單，易于掌握。需要指出的是該應(yīng)用的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)全部來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，因此在運(yùn)行時(shí)需確保系統(tǒng)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)流暢性。

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