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04开题报告
北京理工大学研究生院
工程硕士学位论文(设计)开题报告
学号40908290
工程领域软件工程
姓名安彬
指导教师
企业指导教师
二○年月日
学位论文(设计)选题名称及题目来源3
一、学位论文(设计)选题的目的和意义3
1.本选题研究领域历史、现状、发展趋势分析;3
2.前人在本选题研究领域中的工作成果简述。
6
二、研究方案10
1.本选题研究的主要内容和重点;10
2.技术方案的分析、选择(技术路线,技术措施)11
2.1系统结构设计11
2.2顶层结构设计12
2.3系统整体用例图13
2.4定位14
2.5RSS订阅新闻15
2.6消息发布16
2.7房间查询18
2.8搜索19
2.9需求的优先次序和关键程度20
3.实施技术方案所需的条件(技术条件、试验条件);21
4.存在的主要问题和技术关键;22
4.1主要问题22
4.2技术关键23
5.预期能够达到的研究目标(明确新见解及创新点)。
24
三、研究计划进度表24
四、经费预算25
五、参考文献25
学位论文(设计)选题名称及题目来源
学位论文题目:
基于Android平台的校园百事通系统设计与实现
题目来源:
随着智能手机价格的降低以及用户体验的不断增强,智能手机越来越受到人们的青睐.大学生走在时尚消费的前沿,对智能手机更是情有独钟,越来越多的大学生都在使用智能手机.现在大学校园信息丰富,同学们也需要各种实习、交际信息,需要可以随时随地获取。
校内各种职责部门很多,仅仅依靠大脑的记忆已经不能满足校内人员对校园信息的需求,同学们处理各种事务时往往不知道刚到那个办公室办理。
大学校园面积较大建筑较多,很多新入学同学对校园不太熟悉,容易迷路并且不能很好的利用校内各种资源。
同时大学课堂上课地点不固定,往往同学刚到教室坐下准备自习就被告知有课,浪费了很多时间。
针对以上校园生活中的各种问题,本课题利用大学生拥有率很高的智能手机,为学校师生提供大量校园信息,方便大家在校园中更好的生活、学习。
一、学位论文(设计)选题的目的和意义
1.本选题研究领域历史、现状、发展趋势分析;
此次选题选取android作为应用程序客户端的手机系统,研究学校中LBS的应用。
Android是基于Linux内核的操作系统,是Google公司在2007年11月5日公布的手机操作系统,早期由Google开发,后由开放手持设备联盟(OpenHandsetAlliance)开发。
它采用了软件堆层(softwarestack,又名以软件叠层)的架构,主要分为三部分。
底层Linux内核只提供基本功能;其他的应用软件则由各公司自行开发,部分程序以Java编写。
2010年末数据显示,仅正式推出两年的操作系统Android已经超越称霸十年的诺基亚(Nokia)SymbianOS系统,采用Android系统主要手机厂商包括宏达电子(HTC)、三星(SAMSUNG)、摩托罗拉(MOTOROLA)、LG、SonyEricsson等,使之跃居全球最受欢迎的智能手机平台,Android系统不但应用于智能手机,也在平板电脑市场急速扩张。
表格1展示了android各系统版本的发布时间以及代表手机。
表格1Android系统版本历史
Android系统版本
发布时间
代表手机
Android1.1
2009年2月
T-MOBILEG1
Android1.5
2009年5月
摩托罗拉CILQ
Android1.6
2009年9月
索尼爱立信X10
Android2.0Eclair
2009年10月26日
摩托罗拉XT800,HTCG6
Android2.1Eclair
2010年1月11日
NexusOne
Android2.2Froyo
2010年5月20日
HTCVisionT-MobileG2NexusOne
Android2.3Gingerbread
2010年12月7日
NexusS
Android2.4Gingerbread
预计2011年4月
Android3.0Honeycomb
2011年2月3日
MOTOXOOM(平板电脑)
基于位置的服务(LocationBasedService,LBS),它是通过电信移动运营商的无线电通讯网络(如GSM网、CDMA网)或外部定位方式(如GPS)获取移动终端用户的位置信息(地理坐标,或大地坐标),在GIS(GeographicInformationSystem,地理信息系统)平台的支持下,为用户提供相应服务的一种增值业务。
自从09年国外Foursquare出现之后,几乎是引领了一股基于地理位置的风潮。
Foursquare是一家基于用户地理位置信息的手机服务网站,并鼓励手机用户同他人分享自己当前所在地理位置等信息。
与其他老式网站不同,Foursquare用户界面主要针对手机而设计,以方便手机用户使用。
按照官方的说法,Foursquare模式50%是地理信息记录的工具,30%是社交分享的工具,20%是游戏工具。
利用Foursquare服务,手机用户可“检入”某个地点,该地点可为全球任何城市的一家饭店、好友家庭居住地或一家商店等等。
相应检入过程非常迅速。
用户完成检入过程后,Foursquare将根据用户检入时的位置,向用户返回该地点附近的其他信息。
如果用户检入的位置没有收录在Foursquare网络当中,用户只需进行简单操作,Foursquare将收录用户提供的这个新地理位置。
一旦用户检入,Foursquare将把用户当前所在位置通知给该用户的其他好友。
用户每检入一次,就可增加积分;在某些情况下,用户还可获得虚拟勋章。
如果某位用户在特定地点检入的次数最多,他将获得该地点虚拟“市长”的头衔。
Foursquare的市场增长速度令人惊奇。
2009年3月Foursquare在美国上线,六个月之后进行了第一轮天使融资。
到2010年4月,Foursquare的用户突破100万,北京时间2010年8月30日早间消息,美国社交定位网站Foursquare的官方数据显示,该公司用户已经突破300万。
目前Foursquare呈现出的发展曲线,比当年的Twitter还要快。
吸收了国外Foursquare的理念,并根据中国目标人群的特征进行了一定的本土化改造,国内也出现了很多针对手机的基于地理位置的信息服务。
然而,在这种服务火热的背后,却有着中国社会化媒体难以逾越的悲哀——人气火爆的应用与寥寥无几的用户产生内容(UGC)产生了鲜明的对比。
中国此类应用目前大多以应用为导向,将内容放置于次要位置。
而对于大部分基于地理位置的服务而言,从国外借鉴的“Checkin”功能以及“徽章”功能,确实在初期带动了用户量的极大增长,但在以应用带动了关系的提升之后,缺乏符合用户需求导向的内容机制进行关系的维护与巩固,只能是惨淡经营。
从未来发展趋势来看,无论是街旁网还是其他在未来可能兴起的LBS网站,其未来必然是由单纯的地理位置服务模式朝着场景式的地理位置服务模式发展的。
目前的地理位置服务模式还局限于“我在哪里”这一单纯的信息告知为主的阶段,而未来的场景式地理位置服务模式必然朝着“我在哪里干什么”的趋势发展。
这两者的区别在于后者更加注重内容的整合。
而这种基于位置元素的内容加入,无疑将对以关系为导向的社会化媒体产生全新的变革——通过地理位置聚合目标受众,通过内容加深关系的巩固,营造更加具有粘性的关系圈子。
如果LBS能够完成从Location—Content—Brand的转化,其在营销层面的价值将是无法估量的。
未来LBS业务的发展趋势是:
信息娱乐将更加复杂化、趣味化、准确化;行业应用前景广阔;贴近生活,更加实用化;与商务的结合更加紧密;
2.前人在本选题研究领域中的工作成果简述。
现在中国的移动互联网的基础建设不断加强,随着智能手机的不断普及,”手机”已经有了新的定义,主要功能已经不再是传统意义上的电话短信等通讯功能了,正在慢慢地成为一个随身的”网络接入点”.每天接收着各种信息:
天气,股票,新闻,社交信息等等。
随着基础设施的完善,国内一大批有创意,实用的手机应用软件也相继问世,虽然其中有很多同质化严重,但也有很多是蛮有创意的.其主要的有:
图1嘀咕图2点行
●嘀咕
嘀咕是最新一代的网络社交平台。
嘀咕既是社交网络又是社交游戏,它让用户使用手机“踩点”他们所在的地点场所,成为他们所喜爱的地点的”老大“,获取有趣的勋章,与老朋友实时实地保存联系,以及实时实地结识新朋友。
●点行-移动生活社区
点行是一个以地点社交游戏为主的移动生活社区。
下载安装点行手机客户端,它会自动识别你所在的位置,你就可以开始玩”多签到,赢奖章“的游戏,而且奖章是可以升级的哦。
在同一个地点签到次数最多的,还可以成为这个地点的老板,赢得更多点币和奖励!
在点行网站上,你还可以玩“抢地盘,当地主”的游戏,成为地主后,别人在你的地盘上签到次数越多,你就可以不劳而获更多点币!
还有更多有趣的地点游戏玩法,让你不仅可以和朋友分享生活足迹,还可以邂逅路人,结识新朋友。
图3街旁图4邻讯
●街旁
使用街旁,用户可以在所在的位置“签到”,赢取徽章,成为地主,获取来自街旁合作伙伴的特殊优惠,并最终与好友分享他们的与地理位置相关的社交活动,并同步到中国主要的社交网络上(新浪微博、开心、人人和豆瓣)。
●邻讯
邻讯是一个实用、好玩的手机客户端软件:
通过定位技术,为您提供更准确的生活搜索和更好玩的移动社交。
通过邻讯,您可以迅速定位”我在哪”,随心所欲″看周边″ ”找朋友” ”搜地方″。
交友是邻讯的一个板块,其中还包括二手房,打折优惠,餐饮,演唱会等其他周边搜索.实用性较强,
图5飘信图6玩转四方
●飘信
飘信是神奇又有趣的近距离手机交友软件,提供通过地理位置来交友的手机服务,能帮你快速找到附近的朋友,让你和身边的朋友/异性交往互。
这个是原创,取自漂流瓶的概念,以”信”为中心,在地图上发布消息,查看你周围人贴在地图上的消息.根据位置搜索消息等.
●玩转4方
玩转四方是基于位置服务(LBS)的中国版Foursquare。
中国最早的”check-in”应用,模国外的foursquare,用户体验做得不错,主要功能就是check-in,在check-in的地方可以看到其他同样到过这里的人,可以加为好友,发消息等,另外可以与很多其他社区网站同步.
根据应用商店分析公司Distimo的统计结果,Android商店中的应用数目大约有13万个,现在可能更多。
而移动位置服务在2008年以来运营市场快速增长,在市场上有很多应用。
但针对校园的LBS服务较少,虽然市场上基于其他移动设备如Symbian手机的LBS校园服务也有少量应用,但android上的校园LBS应用现在还处于探索期,市场上没有成熟的此类应用产品。
本选题将以android手机作为载体,实现android手机上LBS校园应用的设计与应用,方便广大校园师生以及工作人员。
二、研究方案
1.本选题研究的主要内容和重点;
校园百事通是一款基于android系统的手机软件,分为客户端和服务器。
设计使用的主要客户是在北京理工大学校园范围内活动的学生、教师以及工作人员。
旨在在校园里建立实用的校园信息平台,可以供所有在校内人员使用,进行信息查询和沟通。
软件的功能主要有:
1、地图功能:
在手机终端上显示BIT地图,并标注相关信息,并在用户操作下得到信息。
同时可以在地图进行用户定位,对用户进行导航。
2、查看教室信息功能:
针对学生,可以使学生在需要的时候查看到没有被占用的教室资源。
3、查看办公室信息功能:
针对于各种用户,可以在办公、学生工作中查找相关办公室信息,如电话、方位等信息。
4、学院新闻更新:
用于对校园网新闻进行RSS订阅,用户可以对系统提供的校园内部多个RSS源列表进行选择,可以定时刷新校园网RSS上的消息,并使用户了解到各学院和学校消息。
5、个人信息查询:
可以查询到学生或教师的课表等信息,并作出相应的提示。
6、用户信息发布:
用户可以向一定距离以内的用户或好友发布消息,以便及时使他人获知,或收到他人的消息。
7、模糊搜索功能:
当用户并不了解目的地地名时,提供模糊搜索方法,提供与用户输入相近的结果集合。
8、最短路功能:
在产生搜索结果之后,用户将可以获得起始地点至目的地点的最短路径,并通过颜色高亮显示。
本课题研究的重点是提供基于位置的服务,包括导航、最短路径等,并在此基础上提供一些其他信息服务,如教室资源查询、好友聊天等。
2.技术方案的分析、选择(技术路线,技术措施)
2.1系统结构设计
图7系统结构设计
软件结构模块划分:
1.服务器端:
解决数据存储备份,通信时的中转。
2.地图:
显示地图和为查询功能提供接口。
3.RSS系统:
订阅以及修改该RSS源。
4.社交系统:
即时通信功能。
5.本地个人信息:
存储个人信息。
2.2顶层结构设计
图8顶层设计
2.3系统整体用例图
用例1系统
用例名:
总体用例
执行者:
用户、软件系统
目标:
使用户可以及时获得在北京理工大学校园内的信息,包括个人信息、新闻消息、发布消息以及教室信息。
功能描述:
1、地图功能:
在手机终端上显示BIT地图,并标注相关信息,并在用户操作下得到信息。
2、查看教室信息功能:
针对学生,可以是学生在需要的时候查看到没有被占用的教室资源。
3、查看办公室信息功能:
针对于各种用户,可以在办公、学生工作中查找相关办公室信息,如电话、方位等信息。
4、学院新闻更新:
可以定时刷新校园网RSS上的消息,并使用户了解到各学院和学校消息。
5、个人信息查询:
可以查询到学生或教师的课表等信息,并作出相应的提示。
6、用户信息发布:
用户可以向一定距离以内的用户或好友发布消息,以便及时使他人获知,或收到他人的消息。
相关用例:
所有子系统用例。
2.4定位
用例名:
定位
执行者:
用户,时间
目标:
用户通过输入当前地址或者由GPS定位当前位置,并输入目标地址,以获得包括路径在内的相关信息。
功能描述:
1、确定当前位置:
通过GPS或用户手动输入当前位置,获取当前位置信息。
2、选择目标地点:
通过分类获取或手动输入地点信息,获取目标地点信息。
3、最短路径:
通过分层图、用户输入的起点终点信息,获得最短路径的路线。
相关用例:
地图信息
用例2定位
2.5RSS订阅新闻
用例名:
新闻RSS
执行者:
用户、校园网
目标:
利用RSS相关功能,将校园网内RSS新闻更新内容反馈给用户。
功能描述:
1、获取RSS服务。
2、显示相关新闻内容。
3、用户点击相关链接显示相关网页
用例3RSS订阅新闻
2.6消息发布
用例名:
消息发布
执行者:
用户
目标:
使用户进行消息发布,将信息发送给好友或一定距离的人。
功能描述:
1、添加好友:
用户通过搜索,获取好友信息,并添加好友,以供之后的时间发布消息是好友可以看到。
2、删除好友:
当用户不需要再与好友进行联系是,将删除好友,并释放相应资源,之后的消息不会被好友看到。
3、查找好友:
查找一名好友。
4、群发信息:
通过消息发布系统向所有好友发布信息。
5、广播:
向一定距离内所有人发布广播消息。
6、接收信息:
接受他人发送的消息。
用例4消息发布
2.7房间查询
用例5房间查询
用例名:
房间查询系统
执行者:
用户、时间
目标:
使用户获得相应办公室或自习室相关信息。
功能描述:
1、某一时间点自习室信息:
用户输入一个时间段,可以从数据库表格中获得空闲自习室的相关信息。
2、某一自习室信息:
用户输入一个建筑物中的某一自习室,可以返回该房间在一段时间的使用情况。
3、办公室信息:
用户选择办公楼办公室,可以获取关于办公室电话号码以及在校园里的位置等相关信息。
4、到达办公室最短路径:
输入目标办公室,获取到达办公室最短路径。
相关用例:
定位系统
2.8搜索
用例名:
搜索
执行者:
用户、时间
目标:
输入搜索信息,相关教学楼、办公室和自习室的信息。
功能描述:
1、模糊搜索地名。
2、获取最短路径。
3、查看目的地相关信息。
相关用例:
地图
用例6搜索
2.9需求的优先次序和关键程度
●需求优先顺序:
地图功能
用户定位功能
空闲教室信息
消息发布系统
新闻信息系统
办公室系统
个人信息查询系统
●关键程度:
1.地图的显示和信息的获取。
2.用户的定位
3.获取空闲教室信息
4.学院新闻系统
5.消息发布系统,可以向一定范围内自己的好友或所有人发布信息。
6.获取办公室信息,如:
电话和位置等
7.最短路功能
8.个人信息查询,如:
个人时间表,学生课表,教师备忘录等
3.实施技术方案所需的条件(技术条件、试验条件);
本程序分为客户端程序、服务器端程序两部分。
开发阶段其中客户端基于android系统手机,开发时用eclipse作为开发工具,联合androidsdk中自带的工具进行开发、调试。
服务器端同样使用eclipse作为开发工具,sqlserver作为数据库,用java作为开发语言,以及使用jdk中自带的java.util.concurrent多线程框架来实现服务器端的监听。
模拟器上开发完成后,需要在真机上进行测试。
由于测试需要针对不同的android系统版本,不同的硬件设备进行测试,需要多部不同品牌不同版本的android手机。
服务器端需要一台window7的服务器,安装Sqlserver数据库以及java开发环境。
具体如表格2所示。
表格2所需条件
客户端
服务器端
模拟器开发测试阶段
安装JDK+AndroidSDK+Eclipse以及操作系统的电脑
安装JDK+Eclipse+SqlServer以及操作系统电脑
真机测试阶段
多部不同品牌不同版本android手机
运行服务器端程序联网的电脑
4.存在的主要问题和技术关键;
4.1主要问题
手机应用程序开发比传统的桌面程序开发有着更多的限制。
首先手机的屏幕大小。
虽然Android系统手机的屏幕显示效果较过去的手机屏幕有很大提高,但其显示屏幕仍不大,你施展的空间要比现在计算机小很多。
其次程序对资源的访问受限。
计算机上的程序可以访问其用户能够访问的任何内容,但android严格限制了应用程序的访问权限。
你的应用程序只能访问这个应用程序沙盒内的各种数据,或者需要permission来访问其他的资源。
有限的系统资源。
Android系统硬件的CPU与内存与计算机相比有很大差距,CPU计算能力较差,同时由于android的图形以及功能需要大量内存,其内存不足是经常容易出现的。
因此应用程序必须优化算法,减少所需的计算量以及内存占用。
手机网速较电脑网速慢,本程序要向用户提供大量的信息,传输的数据量较大,因此必须减少不必要的信息传输,加快响应时间。
由于上面的种种限制,想要完成有良好用户体验的手机应用程序难度更大,要求开发人员对系统整体有更好的把握,对程序结构以及算法进行更好的优化.
除了上面的限制以外,Android是开放源代码的系统,其实也就是意味着任何手机硬件厂商都任意修改编译,烧写到自己手机主板上。
因此,不同厂商生产的不同型号的手机由于硬件和软件上的差异,使得电子商店上的应用兼容性变差。
Google更新android系统源码较快,但在向下兼容上存在一些问题,使得开发人员不得不针对不同版本系统、不同机器系统进行开发测试,增加程序开发的难度与工作量。
除去硬件方面的限制外,与其他LBS应用相比,本课题有自身的特殊性,将用户的活动范围限制在校园内。
因此,在具体的程序实现中需要考虑这个特殊性,选择适合于本课题的相关技术。
首先是定位精度问题。
由于本应用主要针对于校园,如果精度太差的话不仅不能帮助用户进行地图中的定位,还有可能误导用户,对用户造成损失。
由于很多因素会影响GPS收讯,所以我们不得不处理GPS定位的误差。
另外对于在室内的用户来讲,由于不能用GPS进行定位,用基站进行定位的精确度也是一个问题。
其次由于教室上课信息以及学生、教师等信息已在教务处系统中存在,本系统需要与已有教务处系统进行通信,通过教务处系统接口获得相关数据,要求对数据库进行良好设计。
在地图方面,android系统自带的GoogleMap很难满足本系统对地图的要求,而且国内地图需要需要纠正偏移。
同时,客户端需要同服务器进行大量数据通信已满足用户的功能需求。
4.2技术关键
位置信息的处理。
由于本系统对位置精确度要求较高,同时外界很多因素可能影响位置精确度,因此在得到当前位置信息时,需要进行一定的处理,以便精确定位用户当前所处的位置。
在某些情况下,GPS可能不能获得用户位置信息,这时可能需要用到基站或Wi-Fi定位,定位精度较低。
地图信息以及最短路径的计算。
现在android手机中,大都自带了GoogleMaps,但是其在校园地图显示方面不够精确,很多地图信息是几年前的,与现在校园建筑布局不符。
如果自己制作地图,则需要很大的工作量并且有一定难度。
同时程序中需要计算两个地点间的最短路径,现在已经有成熟的算法,但介于地图实现的不同,需要针对本程序进行开发以及本地优化,减少计算量以及计算时间。
与服务器信息交流。
目前主流的实现是通过架设一个webserver,客户端通过http与主机通信,这样用户也可以通过浏览器进行相关操作。
同时服务器也可以提供webservice,供更多客户端使用。
系统硬件兼容。
由于不同的厂商可以编译自己的源码,同时各厂商各机器硬件配置也不同,因此为了提高程序的兼容性,需要在各大厂商各个android系统版本主流机器上进行真机测试,来提高程序的兼容性,增加了工作量。
反应速度。
反应速度快是好的用户体验中重要的一点,尤其是在手机应用体验上。
但由于android手机硬件本身的限制,开发者必须在程序架构以及局部算法上对程序进行优化,减小计算量、网络信息传送量,减少内存消耗,提高程序的用户体验。
5.预期能够达到的研究目标(明确新见解及创新点)。
完成基于Android平台的校园百事通系统的设计与实现。
通过课题的完成,实现LBS在校园中的应用,对Android程序开发以及LBS应用有更新的理解。
通过本程序的实现,使对校园不熟悉的用户可以通过该软件在校园进行定位,并在软件的导航下自由的在校园中穿行。
发挥移动设备的优势,让同学随时随地对各个教学楼上课情况有所了解,合理安排自己的时间。
为同学们提供了一个交流的平台,可以通过聊天功能进行交互。
及时获得自己关心的学院、学校信息以及各种实习、交际信息,更好的利用校园资源。
同时在校内进行各项活动时,随时随地了解学校内各职责部门办公地点。
总之,通过程序的各种信息服务,使广大师生可以更好地在校园内生活、学习、工作。
三、研究计划进度表
开始时间
结束时间
任务描述
2010-9-1
2010-9-15
查阅相关资料完成开题报告,确定实施方案
2010-9-16
2010-10-15
查阅相关书籍与相关文档。
并完成对程序的概要设计
2010-10-16
20
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