第1章前言1.1研究背景當今社會，手機己經(jīng)成為人們工作生活中必不可少的一項通訊和娛樂工具。隨著手機的不斷更新，手機的各種高層服務和應用層出不窮。其中，手機導航服務，是一項新興且有廣闊市場和應用價值的業(yè)務，尤其是基于位置的網(wǎng)絡地圖服務近年來備受人們關注。它利用移動終端的定位技術，通過移動通信網(wǎng)絡與手機地圖應用服務器之間的互聯(lián)通信，提供給客戶各種與位置相關的信息服務，方便了用戶的出行。目前的地圖服務主要是以單機或者Web的方式實現(xiàn)，不適合身處外地的用戶使用，給用戶的出行帶來了不便。而手機地圖服務的便攜性和數(shù)據(jù)的實時性很好的解決了這一問題，因此，設計手機地圖服務的應用具有非常實用的價值。1.2研究意義本人畢業(yè)設計的論題為《基于Android的地圖導航》正是基于Android平臺開發(fā)的，采用的網(wǎng)絡地圖BaiduMap，該系統(tǒng)可以用來瀏覽城市的地圖，并能對其放大、縮小和移動，同時利用GPS定位技術，實現(xiàn)了自我定位、位置查找和路徑跟蹤等功能，滿足了手機用戶基本的地圖導航服務需求。本人全程參與了該產(chǎn)品的需求調(diào)研階段、完成了該產(chǎn)品的需求分析、產(chǎn)品概要設計、各模塊功能的代碼實現(xiàn)工作。在該產(chǎn)品的開發(fā)實現(xiàn)過程中，本人的Android平臺開發(fā)水平得到了進一步提升，對于該產(chǎn)品的涉及到的關鍵技術可以進行更好的實際運用。第2章關鍵技術介紹2.1MVC技術2.1.1MVC介紹MVC就是將原本處理程序的整體進行分離，使得業(yè)務處理和最終顯示分開執(zhí)行[3]，從而提高運行效率，降低融合度，增強可開發(fā)性和維護性。MVC模式具有視圖功能，視圖可以說是觀察者的窗口，所以MVC可以成為觀察者通知模式。模型在運行完成之后，可以向特定的視圖用戶或所有的視圖用戶發(fā)送其結果，視圖根據(jù)結果的情況進行相應頁面的改變，最終結果展現(xiàn)給用戶。（1）模型。所謂模型就是將相同或相似的處理程序進行封裝，它將程序和數(shù)據(jù)集合在一起，通過該模型實現(xiàn)一個處理方法，是程序運行的主體，在實際應用中，模型有多個索引，能為多個視圖提供業(yè)務處理，可重用性較強。（2）視圖。視圖是用戶進行指令下達和最終結果顯示的界面，根據(jù)MVC的設計原理，視圖不參與實際的業(yè)務處理，只和用戶進行簡單的交互。視圖接收指令，運行在模型端，但視圖無法改變模型，模型可以將自己運行的結果顯示在試圖端，動態(tài)更新視圖的狀態(tài)，顯示最終的結果給用戶。（3）控制器?？刂破靼凑誐VC的功能安排，只負責指令的傳達，它接收用戶的指令操作，例如點擊超鏈接或發(fā)送HTML表單時，控制器接收用戶的操作指令，但其本身并不做任何處理，只是傳遞給模型進行運行，然后調(diào)用視圖進行最終結果的顯示。2.1.2MVC的應用大部分Web應用程序都是用像ASP，PHP或者CFML這樣的過程化語言來創(chuàng)建的。它們將像數(shù)據(jù)庫查詢語句這樣的數(shù)據(jù)層代碼和像HTML這樣的表示層代碼混在一起。經(jīng)驗比較豐富的開發(fā)者會將數(shù)據(jù)從表示層分離開來，但這通常不是很容易做到的，它需要精心的計劃和不斷的嘗試。由于模型返回的數(shù)據(jù)沒有進行格式化，所以同樣的構件能被不同界面使用。例如，很多數(shù)據(jù)可能用HTML來表示，但是它們也有可能要用MacromediaFlash和WAP來表示。MVC從根本上強制性的將它們分開。盡管構造MVC應用程序需要一些額外的工作，但是它給我們帶來的好處是無庸質(zhì)疑的。2.2Android系統(tǒng)架構了解學習Android系統(tǒng)架構，首先需要分析需求在Android系統(tǒng)，從總體框架進行分析，然后學習，Android系統(tǒng)將分為幾個功能模塊如訪問子系統(tǒng)，本文將關注每個子系統(tǒng)詳細設計、安裝，并采用適當?shù)募夹g和實現(xiàn)系統(tǒng)功能，軟件框架和語言。Android系統(tǒng)架構疊層架構主要包含以下三層[2]:1、內(nèi)核層2、系統(tǒng)庫及運行時環(huán)境層3、應用框架及應用程序?qū)涌傮w的Android系統(tǒng)的框架架構圖如圖2-1所示：圖2-1Android系統(tǒng)的框架架構圖2.2.1內(nèi)核層除了Linux提供的標準驅(qū)動外，還需要一些專有的驅(qū)動，例如Binder(IPC)等。Android內(nèi)核主要是基于Linux核心軟件平臺和業(yè)務系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)核取決于版本的核心系統(tǒng)服務[3]。Linux核心層如圖2-2所示。圖2-2Linux核心層Android作為一個開放的操作系統(tǒng)內(nèi)核使用一個相當穩(wěn)定的Linux的內(nèi)核，Linux內(nèi)核包含以下模塊:存儲管理(記錄管理)、安全(安全)，網(wǎng)絡堆棧(NetworkStack)，流程管理(ProcessManagement)，驅(qū)動程序模型(DriverModel)等，在硬件和軟件層建立一個抽象層(AbstractionLayer)。同時，智能手機Android內(nèi)核有一些添加和刪除，更適應智能手機Linux平臺。2.2.2AndroidRuntime和函數(shù)庫層安卓系統(tǒng)包含各種各樣的嵌入式圖書館系統(tǒng)中可以使用不同的組件，通過應用程序框架為開發(fā)人員提供服務。安卓系統(tǒng)庫來支持應用程序的正常運行框架，它是連接到應用程序框架和Linux內(nèi)核層的重要環(huán)節(jié)[4]。Android組件還可以使用一些C/c++庫，C/c++庫通過Android應用程序框架為開發(fā)人員提供服務。Dalvik虛擬機:根據(jù)注冊取決于Linux內(nèi)核，同時運行多個實例，執(zhí)行。Dex文件。每個Android應用程序在運行時都有一個Dalivik虛擬機實例，這個實例，將不會運行多個應用程序在一個虛擬機。Android數(shù)據(jù)庫層如圖2-3所示:圖2-3Android數(shù)據(jù)庫層2.2.3應用程序框架層Android應用程序，都可由四個部分組成，分別是：1、Activity；2、IntentReceiver；3、Service；4、ContentProvider從系統(tǒng)的角度設計，框架層是Android系統(tǒng)的核心部分，它是一個全球協(xié)作，參與每個操作的應用程序?qū)印Ｃ總€構造窗口，處理用戶交互，接口，獲取當前地理信息，了解設備信息，如操作，都是在各種系統(tǒng)服務的支持。對于開發(fā)人員來說，最直觀的反映了SDK框架層，它通過一系列的Java功能模塊，實現(xiàn)所需的功能的應用程序?，F(xiàn)在Android應用程序框架是一個可重用的軟件組件，可以幫助本文簡化應用程序在這個階段的發(fā)展，并為應用程序提供的api，這也是Android系統(tǒng)，本文可以借鑒的一個重要的地方。SDK設計決定了上層應用程序開發(fā)模型，開發(fā)效率和可以實現(xiàn)的功能類別。其中，活動、服務和IntentReceiverAndroid是最基本的三個組成部分。這四個部分或部分相互協(xié)調(diào)本文的應用程序。組件的必要功能以及一些必要條件等。所以本文使用到來當一個組件需要在配置文件中注冊，即使你在代碼中使用的組件，Android系統(tǒng)也找不到該組件?，F(xiàn)在安卓系統(tǒng)的應用程序GUI應用程序，包含各種需要的公共資源，其原理是基于框架層API，如下圖2-4安卓系統(tǒng)的應用程序?qū)印D2-4Androidsystem應用層與以前的操作系統(tǒng)，安卓系統(tǒng)的應用程序是用Java語言編寫的，使用的操作支持業(yè)務和功能可以有更多的優(yōu)勢和潛力。2.3BaiduMapSDK介紹百度地圖AndroidSDK是一套基于Android1.5及以上版本設備的地圖開發(fā)工具。用戶可以使用該套SDK開發(fā)適用于Android系統(tǒng)移動設備的地圖應用，通過調(diào)用地圖SDK接口，您可以輕松訪問百度地圖服務和數(shù)據(jù)，構建功能豐富、交互性強的地圖類應用程序。百度地圖AndroidSDK提供的所有服務是免費的，接口使用無次數(shù)限制。圖2-5BaiduMapSDKBaiduMapSDK功能介紹：地圖展示：包括2D圖、衛(wèi)星圖、3D圖地圖展示。地圖操作：提供平移、縮放、雙指手勢操作、底圖旋轉(zhuǎn)等地圖相關操作。自定義繪制：提供自定義繪制點、線、面基本幾何圖形的功能。百度地圖導航：提供調(diào)起百度地圖Android版（v5.0及以上版本）導航功能。地圖搜索：提供根據(jù)關鍵字進行范圍檢索、城市檢索和周邊檢索。且支持LBS云檢索用戶自有數(shù)據(jù)。詳情查詢：提供餐飲類的POI的詳細信息查看（Place詳情）。線路規(guī)劃：提供公交、駕車和步行三種類型，多種方案（不含地鐵、時間優(yōu)先、最少換乘、最少步行）的線路規(guī)劃。位置標注：提供一個或多個POI位置標注，且支持用戶自定義圖標。實時路況：提供城市實時交通路況信息圖。離線地圖：提供離線地圖功能，可節(jié)省用戶流量。定位：采用GPS、WIFI、基站、IP混合定位模式，請使用Android定位SDK獲取定位信息，使用地圖SDK定位圖層進行位置展示。在使用百度地圖SDK中還有一點需要引起注意，在使用地圖引擎管理類—BMapManager的時候需要一個密鑰，這個密鑰需要可以在百度地圖官網(wǎng)上進行申請獲得。在每次使用的時候都需要調(diào)用以下代碼對這個類進行初始化mBMapMan.init("我的Key"，null)，其中“我的Key”就是在百度官網(wǎng)上申請的密鑰。第3章系統(tǒng)需求分析3.1系統(tǒng)需求分析3.1.1功能需求以系統(tǒng)業(yè)務需求分析階段的結果為基礎，對每個業(yè)務流程進行細化數(shù)據(jù)流向分析，據(jù)此可以得到系統(tǒng)各部分的功能模塊。所描述的系統(tǒng)技術要求在安卓平臺上可以運行。在經(jīng)過一段時間的調(diào)查，研究之后，大致總結出了開發(fā)的App所需要具有的一些功能，如下所示：從上面的描述中可以基本了解軟件的功能需求：啟動AppWidget應用程序，登錄系統(tǒng)；地圖界面：可查看的地圖信息、平移、縮放、查看當前用戶位置；模糊查詢：根據(jù)用戶輸入信息查詢目的地，視野平移到目的地；周邊查詢：根據(jù)城市信息在一定范圍內(nèi)查詢并顯示若干的目的地；路況信息：顯示當前的交通狀況；衛(wèi)星云圖：通過衛(wèi)星影像查看目的地真實場景；圖3-1系統(tǒng)功能結構圖應用從前臺方面進功能設計，主要功能包括搜索公交路線，周邊；查看實時路況以及使用不同模式查看地圖；查看附近的基本信息，包括：公交站，銀行等；搜索路線，包括：駕車，公交車，走路；使用該系統(tǒng)進行導航等核心功能。3.1.2性能需求（1）優(yōu)化Java代碼安卓App的開發(fā)都是通過Java語言，算法的選擇比實現(xiàn)更為重要。為了能極大的優(yōu)化應用程序，需要利用簡單的技術，例如緩存和減少內(nèi)存的分配。（2）提高性能在代碼設計過程中，如何使用更少的內(nèi)存來達到提高運行速度的效果，如何設計CPU來分配內(nèi)存，都是要考慮到的事情，因為這些回直接影響到內(nèi)存訪問有著直接的影響。（3）利用多線程開發(fā)安卓App，使用的是java編程語言。為了能提升安卓設備的性能以及減少響應的時間來及時的響應用戶，多線程編程就尤為重要。3.1.3開發(fā)運行需求（1）開發(fā)平臺地圖導航軟件的開發(fā)是在Eclipse環(huán)境下進行的。Eclipse是一個開源的Java開發(fā)環(huán)境，不僅僅是功能非常強大，簡單的操作也是它受歡迎的因素之一。實際上，它就是一個框架以及一組服務，是通過插件組件來構建開發(fā)環(huán)境。安卓直接提供了ADT插件，極大的簡化了開發(fā)流程。（2）運行平臺地圖導航軟件可以在安卓手機或安卓模擬器上運行，本地圖導航軟件設計時使用夜神模擬器來運行。將AVD的名稱輸入到name里面，然后在Target中選擇需要使用的類庫，接著創(chuàng)建SDCard以及皮膚，最后點擊Finish按鈕就可以了。3.2可行性分析3.2.1技術可行性系統(tǒng)建設使用的框架是開源的，便于在網(wǎng)絡上進行學習和查詢，能夠及時解決遇到的問題。技術可行性主要是根據(jù)系統(tǒng)分析得到的所需要的開發(fā)軟件、支持軟件、硬件環(huán)境和操作人員的要求。在在Android框架上開發(fā)應用程序，使用JAVA語言和SQLite數(shù)據(jù)庫，因此在技術上是可行的。3.2.3經(jīng)濟可行性系統(tǒng)的建立由于是公司的直接投入建設，因此必須要考慮到整個系統(tǒng)本身的經(jīng)濟可行性以及實際的建設投入成本預期產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。開發(fā)一個app前，要對成本，經(jīng)濟效益等進行一定的研究，這就是經(jīng)濟可行性分析。本地圖導航軟件作為畢業(yè)設計，并不關注經(jīng)濟上的效益，僅僅側重于對自己安卓開發(fā)能力的提高和編程上的進步，相對于構建地圖導航系統(tǒng)的投入，其獲得的經(jīng)濟價值才是最重要的，在經(jīng)濟上并沒有什么要求，有臺PC就可以，所以在經(jīng)濟上是完全可行的。3.2.4安全可行性系統(tǒng)所有功能模塊和軟硬件整體足夠穩(wěn)定，無論什么時候都不能出現(xiàn)死機狀況，更不能發(fā)生系統(tǒng)癱瘓。數(shù)據(jù)信息維護與管理方便、安全。數(shù)據(jù)信息的管理充分考慮數(shù)據(jù)信息管理權限的要求，實現(xiàn)授權流程優(yōu)化、便捷安全，數(shù)據(jù)記錄的生成具有擴展性，方便日后的修改與維護。系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護快捷、方便。軟件升級和修改方便簡單，系統(tǒng)組件可以自動升級和部署，具有錯誤排除和遠程分析功能。3.3非功能性需求（1）系統(tǒng)的安全性本系統(tǒng)設計時考慮了加密權限和必要的保密措施，以此保證系統(tǒng)安全可靠。要滿足數(shù)據(jù)保存的完整，在手機地圖軟件中，必須要有備份的功能，才能確保系統(tǒng)的整體性，能夠長期運行，需要額外的網(wǎng)絡安全防火墻，傳輸數(shù)據(jù)是加密的。當然，設計者還應當對開發(fā)系統(tǒng)中的硬件配置給予充分的注意和考慮。（2）系統(tǒng)的響應時間本系統(tǒng)在線測試速度性能不超過10毫秒，根據(jù)用戶的需要可以進一步提高，能夠保證系統(tǒng)的運行，添加餐品，搜索信息，操作完成立刻能夠返回信息，不能產(chǎn)生有等待的感覺，這是用戶正常需要的性能。（3）系統(tǒng)的可擴展性作為一個百度地圖應用系統(tǒng)來說，系統(tǒng)應充分考慮未來的可擴展性，例如查詢的條件會不斷的增加和變化，這要求系統(tǒng)由足夠的條件進行功能的完善和擴展。第4章系統(tǒng)設計與實現(xiàn)4.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與工具在進行系統(tǒng)開發(fā)之前需要提前對系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境進行必要的了解和搭建，并且選擇適當?shù)拈_發(fā)工具來推動應用程序的開發(fā)過程。在本軟件開發(fā)過程中搭建的開發(fā)環(huán)境和所選用的開發(fā)工具如下：開發(fā)語言：java語言，JSP動態(tài)網(wǎng)頁編程語言開發(fā)平臺：Android平臺開發(fā)過程的操作系統(tǒng)支持：Windows系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫：MySQL數(shù)據(jù)庫體系結構：C/S模式。C/S模式系統(tǒng)以服務器作為數(shù)據(jù)處理和存儲平臺，在終端設計有專門的應用程序進行數(shù)據(jù)的采集和初次處理，再將數(shù)據(jù)傳遞到服務器端，用戶必須使用客戶端應用程序才能對數(shù)據(jù)進行操作。開發(fā)工具：MyEclipse（adt-bundle-windows-x86-20140321）MyEclipseFor-Spring9.0+Tomcat服務器。開發(fā)環(huán)境需要安裝相應的java開發(fā)包JDK以及相應的Android編程的SDK。開發(fā)環(huán)境為MyEclipse，需要注意的是對于客戶端和服務器的程序都需要有特定集成的MyEclipse才能進行。這樣就為應用程序的開發(fā)做好了準備。4.2系統(tǒng)功能設計該應用程序的整個系統(tǒng)流程也比較簡單明了，用戶在進入系統(tǒng)后根據(jù)自己的需求選擇相應的功能，頁面就會跳轉(zhuǎn)到該功能所對應的activity界面，當用戶在使用完該功能想要使用別的功能的時候可以點擊返回就會回到應用程序主界面，然后再點擊對應的功能按鈕后就可以進入相應的功能界面了。系統(tǒng)的整個流程圖如下圖4-1所示：圖4-1系統(tǒng)流程圖上圖就是將要開發(fā)的應用程序的整個流程，通過上圖我們可以看出該應用程序操作簡單、使用方便、結構明了，對于用戶來說使用起來也能得心應手。4.4數(shù)據(jù)庫設計本應用程序的數(shù)據(jù)來源主要有兩個，分別是離線的地圖文件和百度服務器文件。考慮經(jīng)濟適用性，可以采用地圖上面的基本數(shù)據(jù)用離線地圖文件加載，而動態(tài)的數(shù)據(jù)從百度服務器獲取的方法，離線地圖的文件會保存在sdcard上的/BaiduMapSDK/vmp/h/路徑下，如下圖4-2所示：圖4-2離線地圖文件夾圖上圖中目錄下的.dat文件就是離線地圖文件，圖中DVUserdat.cfg文件就是離線地圖文件的索引文件，應用程序就是通過這個索引文件來快速方便的找離線地圖文件的。第5章系統(tǒng)實現(xiàn)5.1主功能界面開發(fā)本應用程序主功能界面選用的是一個ListView控件，該界面的設計原理就是為該ListView通過設置適配器從而為其中的每一個Item設置一個對應的activity，從而實現(xiàn)用戶想要用到的功能。設計好的主功能界面圖如下下圖5-1所示：圖5-1主功能界面圖5.2基本地圖加載功能開發(fā)5.2.1地圖加載界面開發(fā)當想要查看百度基本地圖的時候，可以點擊主功能界面的百度基本地圖，可以看到更詳細的地圖界面。百度基本地圖界面如下圖5-2所示：圖5-2基本地圖界面5.3定位功能開發(fā)定位功能是為方便用戶搜索自己想要查看的某一地點而設計的，這個界面設計成兩個文本框，界面中還有一個搜索按鈕用來滿足用戶在輸入想要搜索的目標后進行搜索的功能。用戶在點擊主界面的定位位置查詢后，會跳轉(zhuǎn)到下圖5-3所示的界面：圖5-3位置查詢界面定位功能界面的布局代碼是在布局文件mylocation.xml實現(xiàn)的。該功能的業(yè)務邏輯實現(xiàn)是在com.main.maymap目錄下的locationOverlay.java文件中實現(xiàn)的，具體代碼如下：以上代碼就是地圖定位功能實現(xiàn)所用到的代碼。5.4衛(wèi)星云圖功能開發(fā)只需要在功能實現(xiàn)代碼中將衛(wèi)星云圖顯示方式設置為True就可以了。當用戶點擊衛(wèi)星云圖時可以以一種比較逼真的形式瀏覽地圖，衛(wèi)星云圖的顯示界面如下圖5-4所示：圖5-4衛(wèi)星云圖衛(wèi)星云圖的業(yè)務邏輯實現(xiàn)是在com.main.mymap目錄下的mapviewsatellite.java文件中實現(xiàn)的，一下是主要代碼：MapViewmapView=(MapView)findViewById(R.id.bmapView)；mapView.setSatellite(true)；//設置以衛(wèi)星云圖的視角顯示mapView.setBuiltInZoomControls(true)；以上代碼即為衛(wèi)星云圖顯示功能的主要代碼。5.5實時交通狀況功能開發(fā)該功能的主要用處是當用戶出行的時候可以方便的查看外界交通是否堵塞從而選擇合適的路線和合適的時間出行以免減少不必要的時間浪費。實時交通狀況的顯示界面如下圖5-5所示：圖5-5實時交通狀況圖實時交通狀況圖的業(yè)務邏輯實現(xiàn)是在com.main.mymap目錄下的mapViewTraffic.java文件中實現(xiàn)的，具體代碼如下：MapViewmapView=(MapView)findViewById(R.id.bmapView)；mapView.setTraffic(true)；mapView.setBuiltInZoomControls(true)；以上代碼就是實時交通狀況的主要功能代碼。5.6公交線路查詢功能開發(fā)公交線路查詢功能主要是為了方便用戶了解自己想要查詢的某一路公交車的運行路線，因此該公交線路查詢功能界面設計如下圖5-6所示：圖5-6公交線路查詢圖公交路線查詢界面的布局是在layout目錄下的buslineserach.xml文件中實現(xiàn)的。公交線路查詢功能需要在公交線路查詢界面上顯示出一條公交線路，因此在代碼中也需要添加圖層。該功能的也無邏輯實現(xiàn)是在com.main.mymap目錄下的BusLineSerach.java文件中實現(xiàn)的，其中的主要代碼如下圖所示：通過這段代碼即可實現(xiàn)公交線路查詢功能。5.7路線規(guī)劃功能開發(fā)路線規(guī)劃功能是為了在用戶出行而不知道該如何到達自己想要到達的目的地是為其提供的一種或者多種解決辦法的功能。點擊相應的按鈕即代表采用相應的交通方式進行線路規(guī)劃，因此線路規(guī)劃功能界面可設計成如下圖5-7所示：圖5-7線路規(guī)劃界面圖上圖所示的線路規(guī)劃代碼是在layout目錄下的routeplan.xml文件中實現(xiàn)。該功能的業(yè)務邏輯是在com.main.mymap目錄下的RoutePlan.java文件中實現(xiàn)的，其主要功能代碼如下所示：以上代碼即為路線規(guī)劃功能的主要代碼。5.8測試結論由于自己沒有什么獨自寫App的經(jīng)驗，在開發(fā)過程中，出現(xiàn)了一些預想之外的系統(tǒng)缺陷，出現(xiàn)的結果與自己預想的不一致，比如說由于代碼規(guī)范問題導致接口之間出現(xiàn)了問題，實現(xiàn)的功能與自己之前設想的有出入，導致需要不停的修改。所以在正式完成這個App前，需要反復的對其進行測試，修改，不斷地去完善這個地圖導航App。在整個測試中，根據(jù)之前寫好的需求文檔和設計文檔，對功能逐一進行檢測，并寫好