基于Android的智能交互App設計

馮瑩瑩，楊大山

(阜陽師范大學 信息工程學院，安徽 阜陽 236041)

0 引言

Android系統(tǒng)(安卓系統(tǒng))是由Google公司和開放手機聯(lián)盟開發(fā)的一種基于Linux的自由且開放源代碼的操作系統(tǒng)，被廣泛應用于手機、平板、智能家居等領域。Android系統(tǒng)具備良好的擴充性，能夠有效支持各類硬件，滿足人們各項操作體驗需求?；?Android系統(tǒng)研發(fā)的應用，各類智能交互App的創(chuàng)新開發(fā)設計大有可為，能夠有效發(fā)揮出易擴展、成本低、操作簡單等應用優(yōu)勢，贏得市場用戶的認可和支持。

1 Android平臺

Android是一款市面上首個為移動終端設計開發(fā)的移動軟件，不僅能夠應用在手機領域，還可以延伸應用至PC、智能家居設備等領域。Android系統(tǒng)的開發(fā)設計主要分為4部分內容，操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面以及應用軟件，不同部分有著不同的功能作用。下面圍繞Android系統(tǒng)軟件的架構進行描述：(1)Linux Kernel層。該層作為整個Android系統(tǒng)的核內容，主要負責資源訪問、設備驅動程序以及電源管理等。(2)應用程序。在Android系統(tǒng)開發(fā)設計中有著眾多應用軟件，而這些軟件都是采用Java語言進行編寫的。(3)應用程序框架。Android系統(tǒng)的軟件開發(fā)技術人員通常會使用應用程序框架提供的API函數(shù)，規(guī)范合理開發(fā)出各種應用程序。而這些API主要涵蓋了SQLite 數(shù)據(jù)的使用、資源訪問以及聯(lián)系電話訪問等[1]。

在Android系統(tǒng)開發(fā)中，主流開發(fā)語言為Java語言，但是Google公司為了能夠提升Android系統(tǒng)在市場上的競爭力，考慮到其需要支持Java語言與C語言的混合編程，因此又發(fā)布了Android NDK?；贏ndroid NDK的支持，市場開發(fā)技術人員能夠科學高效地編寫出大量具有高性能的關鍵部分代碼與重用歷史代碼。開發(fā)技術人員通過簡單修改.mk文件就能夠直接創(chuàng)建出.so文件，因為Android NDK中的.mk文件能夠屏蔽CPU、操作系統(tǒng)的差異。

2 基于Android下的智能交互App設計——以智能家居為例

2.1 系統(tǒng)需求分析

Android下的智能交互App需求分析主要包括4個方面內容。

2.1.1 業(yè)務需求

智能家居交互App開發(fā)設計的核心業(yè)務服務，需要滿足市場用戶能夠隨時隨地遠程操控各項家居設備，比如空調設備、照明設備、窗簾等，同時還要能夠接收處理各種安防警報提醒、物業(yè)消息通知等[2]。

智能家居交互App設計應用還要確保能夠為用戶提供各項簡單方便的管理功能，滿足用戶的日常操作體驗使用需求，方便查找各項使用數(shù)據(jù)信息。本文開發(fā)設計的基于Android下的智能家居交互App，是市面上主流使用的智能家居系統(tǒng)核心組成部分，在考慮到系統(tǒng)的完整性、擴展性等方面內容，技術人員在對智能家居交互App開發(fā)設計時，科學有效地對智能家居的基礎與核心業(yè)務服務功能進行了封裝處理，通過提煉出能夠復用的中間件，為智能家居的其他程序開發(fā)提供了有利的基礎。

2.1.2 用戶需求

智能家居交互App設計服務對象主要是住宅小區(qū)業(yè)主，設計人員需要展開小區(qū)調研分析工作，加強與住宅小區(qū)業(yè)主的互動交流，全面了解他們對智能家居App的體驗使用需求，從而有針對性地開發(fā)App功能。關于智能家居App中的設備管理功能優(yōu)化設計，應能讓小區(qū)用戶利用移動設備隨時隨地登錄App，瀏覽了解到家中各設備的開關運行狀態(tài)，即便沒到家也可以提前遠程操控啟動關閉家居設備，從而享受到智能家居App帶來的便利生活。智能家居App中的信息服務功能優(yōu)化設計[3]，應能使小區(qū)用戶隨時掌握小區(qū)最新通知公告信息，獲悉家中水電使用情況，及時進行水電費用充值，避免出現(xiàn)斷水、斷電等問題，影響正常生活。此外，信息服務功能還可以幫助用戶獲取安防警報信息，針對突發(fā)情況及時采取控制防范措施，提升家居生活的安全可靠性。

2.1.3 功能需求

Android的家居智能App開發(fā)設計還需確保用戶能夠操作使用軟件完成各項業(yè)務，滿足用戶不同的業(yè)務開展需求，提升智能家居生活體驗水平，如下表1所示為現(xiàn)代智能家居App基礎功能設計。

2.1.4 非功能性需求

智能家居App設計的非功能性需求是指為滿足用戶業(yè)務需求而必須具有且除功能需求以外的特性。智能家居App的非功能性需求主要包括系統(tǒng)性能、系統(tǒng)安全、可復用性、可適應性以及界面友好性等。以App系統(tǒng)性能需求為例，其實質是指系統(tǒng)運行響應速度和計算速度。App的性能會受到各種因素的影響，主要涵蓋了業(yè)務需求、編程語言、系統(tǒng)架構以及算法設計等。當技術人員在優(yōu)化設計智能家居App時，需要注重識別和處理好這些性能問題，以此來滿足小區(qū)用戶的各項體驗使用需求。

表1 智能家居App基礎功能

2.2 系統(tǒng)模塊設計

基于Android的智能家居App系統(tǒng)模塊設計主要分為4部分內容，分別是信息服務、數(shù)據(jù)查詢、設備管理以及軟件設置。如圖1所示，為智能家居App的系統(tǒng)模塊設計架構。其中，信息服務模塊設計主要負責管理住宅小區(qū)業(yè)主接收的各項推送信息，涵蓋了小區(qū)安防警報、物業(yè)通知以及小區(qū)公告等。以小區(qū)物業(yè)通知為例，通過將智能家居App與小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)聯(lián)系在一起，物業(yè)管理人員能夠通過該系統(tǒng)向本小區(qū)業(yè)主推送各類通知信息，比如水電費繳納通知、快遞包裹領取通知、網(wǎng)費欠費通知等，使小區(qū)業(yè)主能夠及時處理這些信息，方便日常家居生活，同時也提升了小區(qū)物業(yè)的管理工作效率。

數(shù)據(jù)查詢模塊作為智能家居App設計的重要快捷入口，能夠方便小區(qū)業(yè)主用戶通過登錄使用App，隨時隨地了解到家居設備運行情況、設備操作記錄以及小區(qū)物業(yè)公告與通知記錄等內容[4]。當小區(qū)業(yè)主用戶通過家居智能App操作某類設備時，只需在數(shù)據(jù)查詢模塊輸入相對應的設備類型名稱，準確點擊數(shù)據(jù)查詢按鈕后，App界面就會呈現(xiàn)出對應的設備信息，方便小區(qū)業(yè)主用戶控制自家設備，實現(xiàn)設備的遠程操控管理。

設備管理模塊作為智能家居App設計的核心內容，能夠輔助小區(qū)業(yè)主科學高效地管控家居設備，完成各項設備的遠程操控、視頻監(jiān)控以及基于設備控制的情景模式和聯(lián)動防區(qū)。以設備控制的情景模式為例，能夠將業(yè)主家中的各項設備及其開關狀態(tài)設置成某個特定場景，使小區(qū)業(yè)主能夠完成一鍵操作[5]。軟件設置模塊作為智能家居App設計過程中的輔助功能部分，涵蓋了軟件用戶管理設置、升級設置以及網(wǎng)絡設置。以軟件用戶管理設置為例，其實質是指小區(qū)業(yè)主的注冊和登錄功能。通常情況下，小區(qū)內每個家庭用戶只能注冊一個賬號，業(yè)主可以將登錄賬號給其他人使用，并更改保存好隱私密碼，設置是否自動登錄。

2.3 App軟件模塊結構

智能家居App的分層模塊結構設計如圖2所示，從上往下共分4層，分別是用戶界面層、功能層、中間層以及操作系統(tǒng)層。不同層之間存在著相互依賴關系，下層需要為上層有效提供公開的服務接口，當某層的內部產(chǎn)生一定變化時，只需要保證外部接口不變，就不會對其他層的實際運行產(chǎn)生影響。不同層都是嚴格按照模塊進行科學劃分，不同模塊之間處于一種相互獨立的狀態(tài)，并通過接口相關聯(lián)，能夠滿足高內聚低耦合的基本準則。以智能家居App的中間層為例，作為核心功能層能夠為App操作用戶提供網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲、管理以及第三方庫等服務，滿足用戶的各項服務功能需求。

圖1 智能家居App功能模塊設計

圖2 智能家居App分層模塊結構

2.4 數(shù)據(jù)結構設計

基于Android的智能家居App數(shù)據(jù)結構設計，是為了能夠高效使用數(shù)據(jù)而在計算機中存儲和組織數(shù)據(jù)的特定方法。智能家居App的數(shù)據(jù)存儲結構存在著多種方式，比如數(shù)據(jù)庫、XML文件。以智能家居App的數(shù)據(jù)庫設計為例，作為一種按照數(shù)據(jù)結構進行組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫，是保障App正常穩(wěn)定運行的重要前提基礎。智能家居App的數(shù)據(jù)庫是基于Android系統(tǒng)的SQLite數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)信息主要包括小區(qū)物業(yè)公告通知信息、安防警報記錄信息、設備操作記錄信息等。技術人員在優(yōu)化設計智能家居App的數(shù)據(jù)庫時，要科學遵循以下幾點原則。

2.4.1 高效性

設計技術人員要提升智能家居App的數(shù)據(jù)庫響應速度，就必須注重減少數(shù)據(jù)庫的操作指令數(shù)，充分考慮數(shù)據(jù)庫設計應用的高效性。

2.4.2 降低數(shù)據(jù)冗余

當App系統(tǒng)中存在著過多的冗余數(shù)據(jù)，將會占據(jù)更多的物理存儲空間，不僅會對用戶升級軟件帶來麻煩，也會不利于數(shù)據(jù)庫的安全高效維護[6]。因此，App設計人員在數(shù)據(jù)庫優(yōu)化設計時，需要注重降低數(shù)據(jù)冗余。

2.4.3 擴展性

與西方發(fā)達國家相比，當前我國智能家居建設發(fā)展還處于初級階段，各項功能還不夠完善，市場用戶的體驗需求也會逐漸產(chǎn)生變化。因此，在智能家居App數(shù)據(jù)庫設計時，設計人員需要考慮到賦予其良好的可擴展性。

2.4.4 安全性

數(shù)據(jù)信息作為智能家居App系統(tǒng)中極為寶貴的資源，關乎用戶的切身利益，一旦用戶日常操作使用App過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，被不法分子盜取利用或者破壞篡改，將會造成較為嚴重的不良影響。因此，在數(shù)據(jù)庫設計時，技術人員需要采取一定的安全防范控制措施，充分保障數(shù)據(jù)庫日常運行管理的安全可靠性。

3 結語

綜上所述，基于Android的智能交互App設計是一項極為重要的工作，能夠為市場用戶的日常工作生活帶來極大的便利。因此，技術人員需要結合市場用戶的操作體驗需求，合理開發(fā)App功能模塊，為用戶提供多元化、個性化的操作功能，同時，還需注重優(yōu)化改善用戶體驗，提升App界面操作使用水平。