基于Android的污水定位與上報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高慧文　周巧扣　丁涵清　沈紅威

摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，水資源的污染呈上升趨勢，為方便污水的定位處理，設(shè)計(jì)了一種基于Android的污水定位與上報(bào)系統(tǒng)。系統(tǒng)分為服務(wù)器端和客戶端，服務(wù)器端采用ASP.NET框架以及C#程序設(shè)計(jì)語言構(gòu)建污水處理系統(tǒng)的主體，采用Web Service技術(shù)為手機(jī)終端提供了污水上報(bào)的功能，客戶端基于Android平臺實(shí)現(xiàn)了污水的定位與上報(bào)子系統(tǒng)，經(jīng)過對系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性及實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：Android；污水處理系統(tǒng)；GPS；web service；ASP.NET

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）18-0231-03

1背景

隨著工業(yè)的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，水資源污染程度呈上升趨勢，如果污水得不到及時(shí)的處理將會進(jìn)一步惡化，嚴(yán)重的甚至危害居民的健康。為了及時(shí)對污水進(jìn)行定位和處理，設(shè)計(jì)了一種基于Android的污水定位與上報(bào)系統(tǒng)。系統(tǒng)由服務(wù)器端和客戶端兩個(gè)組成部分，服務(wù)器端采用ASP.NET框架以及C#程序設(shè)計(jì)語言構(gòu)建的Web網(wǎng)站，主要負(fù)責(zé)對污水信息進(jìn)行處理，客戶端采用Eclipse集成開發(fā)環(huán)境Java程序設(shè)計(jì)語言，開發(fā)的基于Android的應(yīng)用程序，主要負(fù)責(zé)污水的定位和上報(bào)。

2系統(tǒng)的總體加框

系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)中的服務(wù)器端主要包含：污水管理模塊，人員管理模塊，數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊，數(shù)據(jù)備份模塊，以及Web Service模塊?？蛻舳酥饕何鬯ㄎ簧蠄?bào)模塊、污水處理情況查詢模塊，軟件功能介紹等模塊。

2.1服務(wù)端的功能

污水管理模塊是服務(wù)器端的核心功能模塊，主要包含：污水類別管理，污染等級管理，污水信息管理，污水信息錄入，城市河道信息，污染處罰條例等。系統(tǒng)中將污水的類別分為：生活污水、工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)廢水等類別。污染等級描述的是水污染的嚴(yán)重程度，根據(jù)嚴(yán)重程度安排污水處理的優(yōu)先級。污水信息管理主要是查看客戶端上報(bào)的污水信息，以及安排污水處理人員處理污水。在服務(wù)器端也可以通過污水信息錄入模塊添加污水信息。城市河道信息主要列舉了城市主要的河道名稱以及位置信息。污染處罰條例模塊記錄了污水處罰的相關(guān)法律條例。

人員管理模塊：系統(tǒng)中的人員分為兩種：管理員和污水處理人員。管理員可以對污水信息進(jìn)行增刪改操作，也可以對污水處理人員的信息進(jìn)行增刪改操作，此外管理員還可以指定某一個(gè)污水處理人員對某一處的污水進(jìn)行處理。污水處理人員只能查看管理員安排給自己的污水處理任務(wù)，以及對污水處理的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。

數(shù)據(jù)導(dǎo)出和數(shù)據(jù)備份模塊：可以將服務(wù)器端中數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel工作表，方便工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。為了提高系統(tǒng)的健壯性，系統(tǒng)中提供了數(shù)據(jù)備份功能，可以將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫文件備份到指定的目錄，一旦數(shù)據(jù)庫文件損壞可以還原數(shù)據(jù)庫文件，使得系統(tǒng)的運(yùn)行不受影響。

Web Service模塊：為手機(jī)客戶端提供了污水信息上報(bào)的方法以及查詢污水處理情況的方法，客戶端可以使用Web Service技術(shù)連接該模塊，調(diào)用該模塊中的兩個(gè)方法實(shí)現(xiàn)污水的上報(bào)和信息查詢功能。

2.2客戶端的功能

污水定位上報(bào)模塊：污水定位上報(bào)模塊是客戶端的核心模塊，主要調(diào)用手機(jī)GPS定位功能實(shí)現(xiàn)污水位置的精確定位，返回污水位置的經(jīng)度和緯度。此模塊還提供手機(jī)拍照功能，拍取污水現(xiàn)場的照片上報(bào)到服務(wù)器端，其運(yùn)行界面如圖2所示。

污水處理情況查詢模塊：當(dāng)客戶端上報(bào)污水信息成功后，會返回給客戶端一個(gè)查詢編號，客戶端可以根據(jù)這個(gè)編號查詢污水處理的情況，實(shí)時(shí)跟蹤污水處理的結(jié)果和當(dāng)前的進(jìn)度。

軟件介紹模塊：包含軟件的使用說明，以及各個(gè)模塊的功能。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1 Web Service

Web Service建立在一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，涉及的主要技術(shù)包括SOAP、WSDL和UDDI等，系統(tǒng)中采用的是SOAP協(xié)議進(jìn)行服務(wù)器和客戶端的通信。SOAP協(xié)議包含以下4個(gè)部分：

1）SOAP封裝（Envelop），它定義了一個(gè)框架，描述消息中的內(nèi)容是什么，是誰發(fā)送的，誰應(yīng)該接收并處理它以及如何處理。

2）SOAP編碼規(guī)則（Encoding Rules），它定義了一種序列化的機(jī)制，用于表示應(yīng)用程序需要使用的數(shù)據(jù)類型的實(shí)例。

3）SOAP RPC表示（RPC Representation），它定義了一個(gè)協(xié)議，用于表示遠(yuǎn)程過程調(diào)用和應(yīng)答。

4）SOAP綁定（Binding），它定義了SOAP使用哪種協(xié)議交換信息?？梢允褂玫膮f(xié)議包括HTYP、TCP、UDP等。

KSOAP2是Enhydra.org的一個(gè)開源作品，是EnhydraME項(xiàng)目的一部分。Ksoap2-android-assembly-2.5.4-jar-with-depen-dencies.jar是KSOAP2在Android下的一個(gè)移植版本，利用它可以非常方便地訪問Web Service。Android開發(fā)環(huán)境中默認(rèn)情況下不支持SOAP協(xié)議，所以在Android項(xiàng)目中如果使用SOAP協(xié)議，必須下載Ksoap2-andmid-assembly-2.5.4-iar-with-depen-dencies.jar或者更高的版本，并且將其添加到項(xiàng)目文件的類庫中。

在項(xiàng)目中使用Web Service的步驟如下：

1）創(chuàng)建SoapObject對象，在其構(gòu)造函數(shù)中指定服務(wù)器端Web Service的網(wǎng)址，以及客戶端想要調(diào)用的方法的名稱。通過SoapObjeet對象的addProperty（）方法為所調(diào)用的方法添加參數(shù)值。

2）創(chuàng)建SoapSefializationEnvelope對象對SoapObject對象進(jìn)行封裝，因?yàn)轫?xiàng)目中的服務(wù)器端采用的是ASP.NET框架，所以需要將SoapSerializationEnvelope對象的dotNet屬性設(shè)置為true，允許其訪問ASP.NET框架寫的服務(wù)器端。endprint

3）創(chuàng)建HttpTransportSE對象，根據(jù)提供的網(wǎng)址將SoapSeri-alizationEnvelope對象發(fā)送到指定的服務(wù)器上，并調(diào)用SoapOb-ject對象中指定的方法。

41如果方法調(diào)用成功，則通過SoapSerializationEnvelope對象的getResponse（）方法獲取服務(wù)器端發(fā)回的數(shù)據(jù)，返回的數(shù)據(jù)是XML數(shù)據(jù)，需要對其進(jìn)行解析。

3.2手機(jī)GPS定位

Android定位一般可以分為兩類：GPS定位和Network定位，而且Network定位又可以細(xì)分為WIFI定位和基站定位。

GPS定位：手機(jī)GPS定位可以直接和衛(wèi)星交互來獲取當(dāng)前手機(jī)所處位置的經(jīng)度和緯度，但是需要有GPS硬件的支持。優(yōu)點(diǎn)是：速度快，精度高，可以在無網(wǎng)絡(luò)的情況下使用，缺點(diǎn)是不能在室內(nèi)使用，需要到戶外使用，而且比較耗電。

基站定位：一般使用手機(jī)附近的三個(gè)基站進(jìn)行三角定位，由于每個(gè)基站的位置是固定的，利用電磁波在這三個(gè)基站間中轉(zhuǎn)需要的時(shí)間來算出手機(jī)所在的坐標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)是受環(huán)境的影響情況較小，只要有基站都可以進(jìn)行定位。缺點(diǎn)是需要網(wǎng)絡(luò)，并且定位不是很準(zhǔn)確。

WIFI定位：WIFI定位是根據(jù)一個(gè)固定的WIFIMAC地址，通過手機(jī)到的該WIFI熱點(diǎn)的位置，然后訪問網(wǎng)絡(luò)上的定位服務(wù)以獲取經(jīng)度和緯度信息。優(yōu)點(diǎn)就是受環(huán)境因素較小，只要有WIFI就行，缺點(diǎn)也是定位不是很準(zhǔn)確。

介于以上幾種手機(jī)定位方法優(yōu)缺點(diǎn)的分析，系統(tǒng)中采用的是GPS定位，原因有兩個(gè)：第一，污水定位系統(tǒng)需要精確的污水定位信息，方便污水處理人員快速找到污水的位置及時(shí)對污水進(jìn)行處理；第二，污水一般都是在戶外，所以使用GPS定位沒有限制。

使用GPS定位的步驟如下：

1）首先創(chuàng)建LocationManager對象

21創(chuàng)建子類實(shí)現(xiàn)LocationListener接口，重寫接口中的on-LocationChanged（Loaction arg（））方法通過參數(shù)arg（）的getLongi-tude（）和getLatitude0兩個(gè)方法獲取經(jīng)度和緯度。

3）通過LocationManager對象的requestLocationUpdates（）方法設(shè)置定位的方法，例如，GPS_PROVIDER或者NET-WORK_PROVIDER，前者為使用GPS定位后者為使用Network定位，以及設(shè)置LocationListener接口對象的實(shí)例。

當(dāng)手機(jī)位置發(fā)生改變時(shí)，就會執(zhí)行LoeationListener接口中的onLocationChanged（）方法從而可以獲取手機(jī)位置的經(jīng)度和緯度信息。

4結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了一種基于Android的污水定位與上報(bào)系統(tǒng)，首先介紹了系統(tǒng)開發(fā)的背景以及意義，接著介紹了系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)，對于每個(gè)功能模塊進(jìn)行了描述。最后，對系統(tǒng)中采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行將有助于污水的快速定位和上報(bào)，節(jié)省了污水處理時(shí)間，為了改善人們的生活環(huán)境，提高水資源的質(zhì)量有著積極的意義。endprint