基于Android的海洋環(huán)境監(jiān)測手機(jī)App設(shè)計(jì)與開發(fā)

沈旭，王秋云

（嶺南師范學(xué)院信息工程學(xué)院，湛江524048）

基于Android的海洋環(huán)境監(jiān)測手機(jī)App設(shè)計(jì)與開發(fā)

沈旭，王秋云

（嶺南師范學(xué)院信息工程學(xué)院，湛江524048）

海洋環(huán)境監(jiān)測客戶端App由海水參數(shù)查詢、海水分類標(biāo)準(zhǔn)、熱門海域搜索、海洋知識查閱等4個功能模塊組成，基本可以滿足用戶對海水環(huán)境的認(rèn)知需求。對于用戶來說，客戶端的典型應(yīng)用是：根據(jù)感興趣的海域，按照城市-海域-海水參數(shù)-建議開展活動類型的順序，選擇合適的海域開展相應(yīng)的活動。

海洋環(huán)境；水質(zhì)參數(shù)；海上活動

0 引言

人們常把地球比作“水球”，那是因?yàn)楹Ｑ竺娣e占地球總表面積的70.8%，目前海水中已發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素有80多種，再加上人類活動所導(dǎo)致的污染等，使得海水質(zhì)量不斷變化。隨著科技的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對于海水質(zhì)量的關(guān)注日益提高，迫切需要開發(fā)一款便于大眾使用的海洋環(huán)境監(jiān)測客戶端App。智能手機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代人生活的主要通信工具，所以一個基于Android系統(tǒng)的海洋環(huán)境監(jiān)測客戶端可以為人們對海水參數(shù)的實(shí)時了解提供直接幫助，例如人們旅游，可以查詢具體海域當(dāng)天的水溫、油污、含鹽量等，從而決定是否合適游泳；海洋養(yǎng)殖，人們可通過查詢具體海域的海水微量元素含量、溫度、氨氮含量、有毒元素是否超標(biāo)等，從而決定該海水適合養(yǎng)殖什么海產(chǎn)品等。

我們的目標(biāo)在于開發(fā)一個功能實(shí)用、操作方便的基于Android的海洋環(huán)境監(jiān)測客戶端，能夠讀取硬件檢測設(shè)備傳來的海水參數(shù)，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫中，國家頒布的“海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自動查詢，反饋參數(shù)到用戶手機(jī)，其中反饋信息包括：具體海域水體參數(shù)值、海水類別、適合開展的海洋活動等。

1 需求分析

1.1 市場需求分析

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通工具愈發(fā)便捷，人與海洋的關(guān)系日益密切。越來越多的人喜歡海上運(yùn)動，如：潛水、海浴、沖浪等。同時海洋養(yǎng)殖業(yè)也受到了更多投資者的青睞，更多的人會選擇合適的海域進(jìn)行海產(chǎn)品養(yǎng)殖、海水曬鹽、工業(yè)用水引用海水等。

1.2 系統(tǒng)需求分析

海洋環(huán)境監(jiān)測App是基于Android平臺的，An?droid是一種以Linux與Java為基礎(chǔ)的開放源代碼操作系統(tǒng)[1]，主要使用于便攜設(shè)備。其使用到的開發(fā)平臺是Eclipse，Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺[2]。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)模擬，該軟件的開發(fā)使用了Tomcat服務(wù)器，Tomcat服務(wù)器是一個免費(fèi)的開放源代碼的Web應(yīng)用服務(wù)器，屬于輕量級應(yīng)用服務(wù)器，在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發(fā)和調(diào)試JSP程序的首選[3]。

1.3 功能需求分析

經(jīng)過深入的調(diào)研，目標(biāo)系統(tǒng)的主要人群是海濱城市旅游者和普通的海產(chǎn)品養(yǎng)殖者。整個基于Android的海洋環(huán)境監(jiān)測手機(jī)App的系統(tǒng)功能模塊如圖1所示：

圖1 功能模塊圖

2 App設(shè)計(jì)

2.1 Activity ivity類設(shè)計(jì)

基于用戶對Android App的使用習(xí)慣，海洋環(huán)境監(jiān)測客戶端界面設(shè)計(jì)分為六個Activity：MainActivity：軟件的首頁，由兩部分構(gòu)成：公告欄和軟件主菜單導(dǎo)航版塊按鈕；CityActivity：城市查詢，分為兩個部分：查詢框（ClearEditText）、查詢結(jié)果顯示；CoreActivity：海水參數(shù)反饋界面，包括具體的8個海水參數(shù)值，適合開展的活動和該海域的類別；ReMenActivity：熱門海域，包括熱門海域的圖片和名稱；WaterActivity：海水標(biāo)準(zhǔn)分類，包括國家海水分類標(biāo)準(zhǔn)值和原文網(wǎng)址鏈接；MsgActivity：知識庫，包括圖片banner和listview[4]。

2.2 界面布局設(shè)計(jì)

海洋環(huán)境監(jiān)測App的設(shè)計(jì)分成四大版塊：查詢版塊、海水水質(zhì)分類版塊、熱門海域版塊和海洋知識庫版塊，App主界面如圖2。

（1）水質(zhì)查詢板塊設(shè)計(jì)

查詢版塊實(shí)現(xiàn)了海洋環(huán)境監(jiān)測客戶端的核心功能。查詢功能操作過程如下：

①點(diǎn)擊圖標(biāo)：水質(zhì)查詢。

②選擇需要查詢的城市，這里仿Android聯(lián)系人列表來做[5]，搜索的方式有兩種，一、直接在Editview輸入城市名，二、通過右側(cè)的“A-Z”字母定位到城市名。

③在spinner中選擇該城市的海域，界面會同步顯示“海水參數(shù)表”和該海域“適合開展活動”?；顒影ǎ汉Ｑ鬂O業(yè)、海上生物保護(hù)區(qū)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、海浴、工業(yè)用水、濱海風(fēng)景旅游、海洋開發(fā)作業(yè)[6]?？砷_展活動的查詢依據(jù)是：第一類海水，海洋漁業(yè)、海上生物保護(hù)區(qū)；第二類海水，水產(chǎn)養(yǎng)殖、海??；第三類海水，工業(yè)用水、濱海風(fēng)景旅游；第四類海水，海洋開發(fā)作業(yè)。

（2）海水分類版塊設(shè)計(jì)

海水分類版塊只有一個界面，包括了“國家海水分類標(biāo)準(zhǔn)表”和該標(biāo)準(zhǔn)頒布的網(wǎng)址鏈接。具體界面圖如下：

圖2 App主界面

圖3 海水分類界面設(shè)計(jì)

（3）熱門海域版塊設(shè)計(jì)

熱門海域版塊的實(shí)現(xiàn)基于水質(zhì)查詢版塊，在熱門海域的數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)中添加了對海域點(diǎn)擊次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，使用參數(shù)total記錄點(diǎn)擊次數(shù)，通過對海域點(diǎn)擊次數(shù)進(jìn)行降序排列[5]，排在前面海域作為熱門海域顯示到相應(yīng)界面。

熱門海域界面采用GridView組件，最終顯示的信息有海域圖片和海域名，點(diǎn)擊海域名會獲取該海域的海水參數(shù)表[7]。具體界面以拱北口岸為例，截圖如圖4所示。

（4）知識庫版塊設(shè)計(jì)

知識庫作為一個獨(dú)立的版塊設(shè)計(jì)完成，主要目的是為了向用戶提供更多關(guān)于海洋方面的知識，讓用戶在選擇海洋活動前能方便查看該活動需要的注意事項(xiàng)。知識庫列表，包括了圖片和文章標(biāo)題，圖片的獲取通過服務(wù)器實(shí)現(xiàn)；文章內(nèi)容，當(dāng)用戶點(diǎn)擊了標(biāo)題后，界面會切換到文章詳細(xì)內(nèi)容。

圖4 熱門海域界面設(shè)計(jì)

（5）海水參數(shù)的獲取

①海水模擬參數(shù)的更新

為了更加真實(shí)地模擬數(shù)據(jù)的變化，所以本次開發(fā)使用了MySQL數(shù)據(jù)庫和Tomcat服務(wù)器，設(shè)置了海水參數(shù)每單位時間進(jìn)行自動更新[8]，代碼如下：

protected void doGet（HttpServletRequest request,HttpServle?tResponse response）throws ServletException,IOException{

final SeaDataDAO seaDataDAO=new SeaDataDAO（）;

TbSeaData data=createData（）;

seaDataDAO.createDta（data）;

Runnable runnable=new Runnable（）{

public void run（）{

//task to run goeshere

TbSeaData data=createData（）;

seaDataDAO.createDta（data）;

System.out.println（"Hello!!"）;

}

};

ScheduledExecutorService service=Executors

.newSingleThreadScheduledExecutor（）;

service.scheduleAtFixedRate（runnable,10,10,

TimeUnit.SECONDS）;

}

②模擬參數(shù)的獲取路徑

在該App中，每個海域可以查詢到8類海水參數(shù)，數(shù)據(jù)庫MySQL定義了一個標(biāo)準(zhǔn)表tb_standard。tb_standard作為海水參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)表，里面定義了value1（最小值）、value2（最大值）兩個值作為每項(xiàng)海水參數(shù)的界限。tb_seaarea數(shù)據(jù)表，將會從tb_standard表中val?ue1-value2兩個界限值中，隨機(jī)獲取數(shù)據(jù)，生成海水模擬參數(shù)表，如表1所示。

圖5 海水參數(shù)數(shù)據(jù)流圖

表1 海水模擬參數(shù)表tb_standard

圖6是表1自動生成的參數(shù)，其中value中的“#”表示“換行”，status是對應(yīng)的海域名。

圖6 自動獲取參數(shù)截圖

3 服務(wù)器端設(shè)計(jì)

Tomcat是一個輕量級應(yīng)用服務(wù)器，在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發(fā)和調(diào)試JSP程序的首選。海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)使用的Tomcat版本是Tomcat-7.0.69。

服務(wù)器主要是用servlet，整體為MVC的一個架構(gòu)，即分三層，展示層（jsp），業(yè)務(wù)邏輯層（action）和數(shù)據(jù)訪問層（dao）[8]。服務(wù)器主要是通過json的方式與App進(jìn)行通信。

4 運(yùn)行分析

系統(tǒng)評價是指系統(tǒng)在正式運(yùn)行了一段時間之后，對它在功能上、技術(shù)上所進(jìn)行的審核評價。針對本系統(tǒng)的評價如下：（1）系統(tǒng)功能評價，根據(jù)本系統(tǒng)開發(fā)前所訂的目標(biāo)，在系統(tǒng)完成后經(jīng)過測試運(yùn)行，該系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)定的開發(fā)目標(biāo)，在實(shí)際使用中的功能可以滿足用戶需求。（2）系統(tǒng)技術(shù)評價，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，功能達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，且系統(tǒng)運(yùn)行后穩(wěn)定可靠，安全性高，具有實(shí)用性，大大提高了信訪辦公效率。

所有功能都可以實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行良好，但是還有很多不夠完善的地方，需要以后在使用的過程中繼續(xù)完善。

5 結(jié)語

海洋環(huán)境監(jiān)測手機(jī)App可以實(shí)現(xiàn)海水參數(shù)在線查詢、海水分類標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)查詢、熱門海域搜索、海洋知識查閱、適合開展的活動推薦等功能，基本可以滿足目標(biāo)用戶對海水環(huán)境的認(rèn)知需求。目前，海水水質(zhì)數(shù)據(jù)是模擬數(shù)據(jù)，未來與ZigBee無線傳感器水質(zhì)采集模塊配合，可以達(dá)到實(shí)時監(jiān)測特定海域海洋水質(zhì)參數(shù)的目的，這是以后工作的方向。

[1]王東華.Android開發(fā)實(shí)例大全[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2012.08.

[2]曾宏遠(yuǎn),崔荔蒙.從零開始學(xué)Android編程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[3]金景文化．Photoshop智能手機(jī)APP界面設(shè)計(jì)全解析[M].北京：人民郵電出版社，2014.05.

[4]王巧伶．APP手機(jī)界面創(chuàng)意設(shè)計(jì)新手通[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[5]涂振宇,郭輝.基于Android的智能健康運(yùn)動App的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].考試與評價,2016（10）.

[6]張曉諾.基于Android的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)APP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].軟件,2015（2）:211-213.

[7]喬一乘.基于Android+Java EE架構(gòu)的校園信息交互系統(tǒng)[D].吉林大學(xué),2012.

[8]楊寶林.基于JavaWeb的學(xué)生成績信息管理系統(tǒng)[D].吉林大學(xué),2015.

Design and DevelopmentofMarine EnvironmentMonitoring App Based on Android

SHENXu，WANGQiu-yun
（Information Engineering School,Lingnan NormalUniversity,Zhanjiang 524048）

Themarine environmentmonitoring App is composed of 4 functionalmodules,such as seawater parameter query,seawater classification standard,hot sea area search,ocean knowledge inspection,etc.,which can basicallymeet the user's need for the seawater environment.For users,the typical application of the client is:according to the sea area of interest,in accor?dancewith the city-sea-sea parameters-the proposed activities carried out to select the appropriatewaters to carry outap?propriate activities.

沈旭（1979-），男，漢，山東單縣人，講師，碩士，CCF會員，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)、Android開發(fā)等

2017-05-11

2017-07-26

國家自然科學(xué)基金（No.61402399）、湛江市財政資金科技專項(xiàng)（No.2014A01010）、湛江市科技攻關(guān)計(jì)劃（No.2014B01030）、嶺南師范學(xué)院自然科學(xué)（No.QL1411）

1007-1423（2017）22-0057-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.22.015

Marine Environment;Water Parameters;Marine Activities