手機(jī)天氣信息采集與推送系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

引言

隨著我國(guó)農(nóng)村信息化建設(shè)在農(nóng)村地區(qū)逐步推廣和人們生 活水平的提高，手機(jī)在農(nóng)村已成為日常生活必須品，智能手機(jī) 在農(nóng)村的份額逐步擴(kuò)大叫天氣軟件是作為一款非常實(shí)用的信 息服務(wù)工具受到越來(lái)越多人的歡迎，但這個(gè)工具大多只局限于 智能手機(jī)，如何使一般手機(jī)也能及時(shí)收到當(dāng)?shù)靥鞖庑畔?，同時(shí) 在離線情況下也能查詢，進(jìn)一步擴(kuò)大氣象信息服務(wù)在農(nóng)村的 覆蓋面，讓廣大農(nóng)戶能夠在第一時(shí)間方便快捷地獲取最新的 氣象信息，以便提前預(yù)防，把氣象災(zāi)害造成的損失降到最低 就成了亟待解決的問(wèn)題。另外手機(jī)天氣系統(tǒng)的完善對(duì)強(qiáng)化氣象 公共服務(wù)的職能，完善公共服務(wù)體系，改善公共服務(wù)手段，增 加公共服務(wù)產(chǎn)品，提高公共服務(wù)質(zhì)量，更好地發(fā)揮氣象事業(yè)對(duì) 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)功能具有不可替代的作用。

1背景介紹

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的發(fā)展和信息技術(shù)的進(jìn) 步，為進(jìn)一步夯實(shí)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，2011年至2012年國(guó)家科技 部先后在主要農(nóng)業(yè)省份開(kāi)展了“農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù) 集成與示范(2011BAD21B00)”與“農(nóng)村物聯(lián)網(wǎng)綜合信息 服務(wù)科技工程(2012BAD35B00)”等課題研究，湖南科 技廳組織部分高校承擔(dān)了相應(yīng)科研任務(wù)，并進(jìn)行校企合作，成功搭建了湖南農(nóng)村農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺(tái)，希望通過(guò)此平 臺(tái)能將各個(gè)零散的農(nóng)業(yè)知識(shí)進(jìn)行匯集整理，再有序推送給有 需求的農(nóng)戶。如何保證農(nóng)戶能及時(shí)獲取氣象信息，并擴(kuò)大 氣象服務(wù)覆蓋面，項(xiàng)目成員在研究安卓系統(tǒng)的多分頁(yè)快速切換 TabHost控件及SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，利用百度提供的免費(fèi) 接口采集天氣預(yù)報(bào)信息，并采用手機(jī)短信等功能，開(kāi)發(fā)了一個(gè) 天氣信息采集與推送系統(tǒng)。

2設(shè)計(jì)思路

本系統(tǒng)主要采用Eclipse作為開(kāi)發(fā)工具，配置Android的 SDT開(kāi)發(fā)插件，應(yīng)用百度網(wǎng)站上提供的免費(fèi)接口，使用基于 JSON-RPC的Web Service技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器端的信息交 互，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定或獲取的城市名采集指定的天氣信息, 執(zhí)行存入SQLite數(shù)據(jù)庫(kù),并顯示到手機(jī)頁(yè)面上，同時(shí)根據(jù)指 定關(guān)鍵字，以SMS短信方式向其它用戶發(fā)出天氣服務(wù)信息。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖

通過(guò)對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行功能需求分析，可將整個(gè)應(yīng)用程序劃 分為4個(gè)模塊，分別是用戶界面、后臺(tái)服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)適配器和 短信監(jiān)聽(tīng)器，如圖1所示。從圖中可以看出，后臺(tái)服務(wù)由用戶 界面通過(guò)Internet啟動(dòng)，且可以在用戶界面關(guān)閉的情況下仍然 保持運(yùn)行狀態(tài)，直到通過(guò)用戶界面發(fā)送Internet停止服務(wù)，或 系統(tǒng)因資源不足而強(qiáng)行關(guān)閉服務(wù)。用戶界面直接從后臺(tái)服務(wù)獲 取天氣信息，通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)適配器，向SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中讀 寫配置信息，或?qū)MS短信服務(wù)信息進(jìn)行操作。

短信監(jiān)聽(tīng)器是一個(gè)BroadcastReceiver,監(jiān)視所有接收到 的短信，如果短信中包含用戶自定義的關(guān)鍵字，短信監(jiān)聽(tīng)器則 認(rèn)為這條短信是天氣服務(wù)請(qǐng)求短信，將短信的相關(guān)信息寫入后臺(tái)服務(wù)的短信服務(wù)隊(duì)歹u。如果用戶在配置信息中選擇無(wú)需提 供短信服務(wù)，短信監(jiān)聽(tīng)器仍然繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)所有短信，只是后臺(tái)服 務(wù)不再允許將服務(wù)請(qǐng)求短信寫入服務(wù)隊(duì)列。

面。

這樣，系統(tǒng)就可提供定時(shí)更新功能，并根據(jù)用戶選擇設(shè) 置每天天氣自動(dòng)更新的起始時(shí)間及更新時(shí)間間隔。

數(shù)據(jù)庫(kù)適配器封裝了所有對(duì)SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)操作的方法, 用戶界面和后臺(tái)服務(wù)會(huì)調(diào)用它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作。

3.2需求分析

從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，一是功能需求，二是界面需求。

(1)功能需求

可以通過(guò)圖片和文字顯示當(dāng)前和未來(lái)幾天的天氣狀況， 也可以捜索指定地區(qū)的天氣情況，包括溫度、濕度、風(fēng)向和雨 雪情況等，這些天氣數(shù)據(jù)通過(guò)后臺(tái)服務(wù)獲取，后臺(tái)服務(wù)按照 一定時(shí)間間隔，從百度上獲取天氣預(yù)報(bào)信息，并將天氣信息保 存在數(shù)據(jù)庫(kù)中;同時(shí)通過(guò)提供基于SMS短信的天氣數(shù)據(jù)服務(wù), 其他手機(jī)用戶可以向安裝了此軟件所在的手機(jī)上發(fā)送SMS短 信，在短信中包含特定的關(guān)鍵字，則可以將已有的天氣情況通 過(guò)SMS短信回復(fù)給用戶；最后每個(gè)發(fā)送的SMS短信都會(huì)被 記錄下來(lái)，用戶可以瀏覽或刪除這些記錄信息。

下面可以利用UML圖從3個(gè)方面進(jìn)行分析，具體如圖2~ 圖4所示。

圖2查看天氣信息的時(shí)序圖

2)界面需求

為了適用農(nóng)戶操作，操作界面要求簡(jiǎn)單明了，因此系統(tǒng)僅 包含三個(gè)用戶交互界面，即：顯示天氣預(yù)報(bào)的用戶界面；顯示 已發(fā)送SMS短信的用戶界面；瀏覽和設(shè)置配置信息的用戶界

3.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)釆用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)，命名為weather_app.db，劃 分為2個(gè)數(shù)據(jù)表，分別是配置信息表(DB_TABLE_CONFIG) 和SMS短信服務(wù)信息表(DB_TABLE_SMS)。

配置信息表主要保存目標(biāo)城市的名稱，訪問(wèn)百度更新天 氣信息的頻率，請(qǐng)求天氣信息服務(wù)短信的關(guān)鍵字，以及是否 提供短信服務(wù)和是否記錄短信服務(wù)內(nèi)容。在weatherapp工程 中配置信息表結(jié)構(gòu)如表1所列。

SMS短信服務(wù)信息表主要保存請(qǐng)求天氣服務(wù)短信的發(fā)送 者、短信內(nèi)容、接收時(shí)間和回復(fù)信息的內(nèi)容。在weatherapp 工程中SMS短信服務(wù)信息表結(jié)構(gòu)如表2所列。

3.4主要模塊實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫(kù)適配器是最底層模塊，可用于封裝用戶界面和后 臺(tái)服務(wù)對(duì)SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。核心代碼主要在DBAdapter. java文件中。用戶界面會(huì)調(diào)用其方法SaveConfig。和LoadConfig(),從SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中保存和讀取配置信息。保

存配置信息時(shí)，SaveConflg()函數(shù)會(huì)將Config類中的公有靜 態(tài)屬性寫入數(shù)據(jù)庫(kù)；反之，LoadConfig()會(huì)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的配置 信息寫入Config類中的公有靜態(tài)屬性，同時(shí)調(diào)用DBAdapter 類的是后臺(tái)服務(wù)，即WeatherService類。

用戶保存配置信息的類文件Config.java關(guān)鍵代碼如下： packageedu.hunau .wuhui.weather. DB;

public class Config {

public static String CityName;

public static String RefreshSpeed;

public static String ProvideSmsService;

public static String SaveSmsInfo;

public static String KeyWord;

}

其中屬性 CityName、RefreshSpeed、ProvideSmsService、 SaveSmsInfo和KeyWord完全對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存配置信息表 的屬性參照表1)。在程序啟動(dòng)后，保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的城市名稱、 更新頻率、是否提供短信服務(wù)、是否保存短信信息和關(guān)鍵字 等內(nèi)容，將存放到Config類中，供其它模塊做邏輯判斷時(shí)使用。

短信監(jiān)聽(tīng)器用于監(jiān)聽(tīng)Android系統(tǒng)所接收到的所有SMS 短消息，可以在應(yīng)用程序關(guān)閉后仍然繼續(xù)運(yùn)行，核心代碼在 SmsReceiver.Java文件中，主要用來(lái)保存短信的發(fā)送者、內(nèi)容、 接收時(shí)間和返回天氣信息等短信內(nèi)容。

后臺(tái)服務(wù)是weatherapp工程的核心模塊，在用戶啟動(dòng)后 持續(xù)在后臺(tái)運(yùn)行，直到用戶停止服務(wù)。后臺(tái)服務(wù)主要有兩個(gè)功 能：一是周期性獲取百度的天氣數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到SQLite (數(shù)據(jù) 獲取子模塊)，二是發(fā)送包含天氣信息的SMS短信(短信發(fā)送 子模塊)。

其中天氣數(shù)據(jù)的獲取分為以下三個(gè)步驟：

首先GetWeatherData。函數(shù)首先根據(jù)指定的URL地址, 從網(wǎng)絡(luò)獲取字節(jié)流數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)的天氣數(shù)據(jù)是從百度提供的 Web Service中獲取的；其次調(diào)用輕量級(jí)json解析器對(duì)天氣數(shù) 據(jù)進(jìn)行解析，并將解析結(jié)果保存在Weather類的公有靜態(tài)屬 性中；再將解析好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中。

短信發(fā)送子模塊主要在后臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行，核心代碼 為 WeatherService.Java， 首 先調(diào)用 ProcessSmsList()函 數(shù)，檢查短信隊(duì)列中是否有需要回復(fù)的短信，然后調(diào)用 GetGoogleWeatherData()函數(shù)獲取天氣數(shù)據(jù)，最后線程暫停1 s， 以釋放CPU資源。

用戶界面設(shè)計(jì)采用可多分頁(yè)快速切換的TabHost控件。它 的每個(gè)標(biāo)簽頁(yè)都與一個(gè)Activity相關(guān)聯(lián)，并且將不同標(biāo)簽頁(yè)的 代碼放在不同的文件中，每個(gè)標(biāo)簽頁(yè)都可以有獨(dú)立的選項(xiàng)菜單。 這里共設(shè)置了 3個(gè)標(biāo)簽頁(yè)。TAB1的標(biāo)題為“天氣預(yù)報(bào)”，關(guān) 聯(lián)的Activity為WeatherActivity, TAB2的標(biāo)題為“歷史數(shù)據(jù)” 關(guān)聯(lián)Activity為HistoryActivity，TAB3的標(biāo)題為“系統(tǒng)設(shè)置” 關(guān)聯(lián)Activity為SetupActivity。其中標(biāo)簽頁(yè)中的具體顯示內(nèi)容 依賴于每個(gè)Activity所設(shè)置的界面布局。

3.5系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試主要?jiǎng)澐譃?個(gè)內(nèi)容，一是對(duì)天氣信息的獲取, 圖5所示是其天氣信息獲取界面圖；二是天氣信息的推送，圖6 所示是天氣信息短信推送界面；三是系統(tǒng)設(shè)置方式，圖7所 示是其系統(tǒng)設(shè)置界面。

圖5天氣信息獲取界面 圖6天氣信息短信推送界面圖7系統(tǒng)設(shè)置界面

4結(jié)語(yǔ)

與別的系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)使用了工作線程, 通過(guò)后臺(tái)服務(wù)獲取天氣數(shù)據(jù)，通過(guò)直接從后臺(tái)服務(wù)獲取天氣 信息，而沒(méi)有直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)百度的天氣數(shù)據(jù)，可以避免 因網(wǎng)絡(luò)通信不暢造成界面失去響應(yīng)。

同時(shí)本系統(tǒng)提供了短信服務(wù)，對(duì)于沒(méi)有安裝該軟件的用戶, 特別是農(nóng)村老式手機(jī)(可以通過(guò)短信獲得天氣情況)特別有用, 且在用戶關(guān)閉界面后，后臺(tái)服務(wù)仍然可以更新天氣信息，以保 證短信服務(wù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

由于針對(duì)農(nóng)村市場(chǎng)，此系統(tǒng)操作界面十分簡(jiǎn)潔、設(shè)計(jì)人 性化、實(shí)用性強(qiáng)，在保證安全性前提下，獲取的數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確, 能很好地發(fā)揮氣象事業(yè)對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)作用。

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