摘 要： 智能手機(jī)與Internet 服務(wù)的結(jié)合是未來(lái)信息發(fā)展和軟件應(yīng)用的趨勢(shì)。Android 手機(jī)操作系統(tǒng)是Google 公司于2007 年11 月宣布的基于Linux? V2.6 內(nèi)核的開(kāi)源的手機(jī)操作系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。本文中將Web 開(kāi)發(fā)中的三層架構(gòu)移植改進(jìn)為數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和手機(jī)客戶(hù)端三層的系統(tǒng)架構(gòu)，提出了基于web services 的一種軟件開(kāi)發(fā)框架，并依據(jù)這種框架開(kāi)發(fā)了Android 城市導(dǎo)游系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市主要景點(diǎn)、住宿、飲食、購(gòu)物等基礎(chǔ)信息的在線查詢(xún)。

1 引言

手機(jī)是人們可以隨身攜帶的便利的通訊工具，隨著智能手機(jī)的出現(xiàn)，它也成為人們快速方便的獲得信息的一種重要途徑。而越來(lái)越多的手機(jī)軟件更是迅速的改變著人們的生活。但是，由于硬件及存儲(chǔ)空間的限制，手機(jī)中存儲(chǔ)的信息也受到了限制。

本文中，將手機(jī)軟件開(kāi)發(fā)與Internet 相結(jié)合，將Web 三層架構(gòu)移植到手機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)中，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于Android 操作系統(tǒng)的手機(jī)應(yīng)用軟件--城市導(dǎo)游系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市主要景區(qū)、酒店、旅店的分類(lèi)查詢(xún)，以及通過(guò)使用者的手機(jī)定位功能實(shí)現(xiàn)對(duì)其周邊景區(qū)、酒店、旅店的信息查詢(xún)，實(shí)現(xiàn)了城市導(dǎo)游中的游玩、飲食、住宿等的查詢(xún)需求。

2 Android 操作系統(tǒng)介紹

Android 是Google 于2007 年11 月宣布的基于Linux? V2.6 內(nèi)核的開(kāi)源的手機(jī)操作系統(tǒng)。最初，Android 的部署目標(biāo)是移動(dòng)電話領(lǐng)域，包括智能電話和更廉價(jià)的翻蓋手機(jī)。但是，Android 全面的計(jì)算服務(wù)和豐富的功能支持完全有能力擴(kuò)展到移動(dòng)電話市場(chǎng)以外。因此 Android 也可以用于其他的平臺(tái)和應(yīng)用程序，發(fā)展前景非常廣闊。

Android 系統(tǒng)采用了分層的架構(gòu)，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)和Linux 核心層。在應(yīng)用程序?qū)又?，提供了豐富的核心應(yīng)用程序，包括email 客戶(hù)端，SMS 短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯(lián)系人管理程序等。所有的應(yīng)用程序都是使用JAVA 語(yǔ)言編寫(xiě)的。應(yīng)用程序框架層簡(jiǎn)化了組件的重用，任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布或使用其他應(yīng)用程序發(fā)布的功能塊。系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)包含一組核心庫(kù)和Dalvik 虛擬機(jī)。應(yīng)用程序框架層。Linux 核心層用來(lái)提供系統(tǒng)的底層服務(wù)，位于硬件和其它軟件層之間，采用 YAFFS2 文件系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

在基于Web 的軟件開(kāi)發(fā)中，常用到Web 三層架構(gòu)，即用戶(hù)接口層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。用戶(hù)接口層，即客戶(hù)端或?yàn)g覽器端，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的顯示。業(yè)務(wù)邏輯層，即應(yīng)用服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯處理。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，即數(shù)據(jù)服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的存取操作。

Web 三層架構(gòu)可以移植到手機(jī)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)中，將手機(jī)的應(yīng)用程序作為客戶(hù)端，負(fù)責(zé)用戶(hù)接口層的工作，而大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Internet 數(shù)據(jù)服務(wù)器中，邏輯業(yè)務(wù)的處理由應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)，從而實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)與Internet 的結(jié)合，可以使手機(jī)輕松方便的訪問(wèn)Internet 上的大量數(shù)據(jù)。

在基于Android 的城市導(dǎo)游系統(tǒng)中，采用了客戶(hù)端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器三層架構(gòu)。本系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1 所示?？蛻?hù)端是基于Android 操作系統(tǒng)的手機(jī)應(yīng)用程序，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的輸入、解析和顯示。應(yīng)用服務(wù)器主要以Web Services 的方式提供服務(wù)，并在數(shù)據(jù)處理中使用了Lucene 索引和中文切詞技術(shù)。數(shù)據(jù)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL.

將系統(tǒng)的整體架構(gòu)分成三個(gè)部分，各個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和顯示分開(kāi)，有利于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和維護(hù);各個(gè)部分之間的聯(lián)系通過(guò)軟件來(lái)連接，也有利于系統(tǒng)的變遷和升級(jí)。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 系統(tǒng)的模塊圖

城市導(dǎo)游系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)城市景區(qū)、購(gòu)物、食宿等信息的查詢(xún)，以及通過(guò)手機(jī)定位查詢(xún)周邊的相關(guān)信息。系統(tǒng)的模塊圖如圖2 所示。其中，在景區(qū)、購(gòu)物、食宿的各個(gè)模塊中，還可以具體按照城市的分區(qū)查詢(xún)、精確查詢(xún)、按照排行等進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)致的查詢(xún)。

圖2 系統(tǒng)模塊圖

5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

5.2 邏輯業(yè)務(wù)處理

對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯處理是連接數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶(hù)端的重要組成部分。將數(shù)據(jù)的處理部分獨(dú)立出來(lái)，將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和顯示分開(kāi)，真正實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。對(duì)于數(shù)據(jù)的邏輯處理， 采用基于Apache Axis2 引擎來(lái)建立Web Services 服務(wù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。將所需要的數(shù)據(jù)以服務(wù)的方式提供，便于客戶(hù)端對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，也有利于服務(wù)的更新與維護(hù)。

Apache Axis2 是新一代的SOAP 引擎，采用名為AXIOM(AXIs Object Model)的新核心 XML 處理模型，利用新的XML 解析器提供的靈活性按需構(gòu)造對(duì)象模型。

客戶(hù)端對(duì)數(shù)據(jù)的需求往往是批量的數(shù)據(jù)，即從數(shù)據(jù)庫(kù)或索引中查詢(xún)出的數(shù)據(jù)是多條記錄集的形式。而對(duì)于這些記錄集的處理是相當(dāng)復(fù)雜的，為了簡(jiǎn)化WebServices 的處理和客戶(hù)端的解析，將結(jié)果集封裝在自圖7 景點(diǎn)查詢(xún)界面定義的類(lèi)中。

如在景區(qū)模塊中，定義了類(lèi)SceneryArray 存放景點(diǎn)列表信息的記錄集。定義了函數(shù)public SceneryArraygetService1(String area)，主要功能是根據(jù)用戶(hù)輸入的信息，查詢(xún)并返回查詢(xún)到的景點(diǎn)列表，把結(jié)果集封裝到自定義類(lèi)SceneryArray 的對(duì)象中， 返回SceneryArray 的對(duì)象。對(duì)于函數(shù)getSercice1(Stringarea)將發(fā)布成Web Services 服務(wù)。

5.3 客戶(hù)端的設(shè)計(jì)

客戶(hù)端，也就是用戶(hù)所使用的智能手機(jī)，本系統(tǒng)基于Android 操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。用戶(hù)可以通過(guò)智能手機(jī)提供的輸入界面輸入要查詢(xún)的信息，然后連接服務(wù)器，最后將所需數(shù)據(jù)在客戶(hù)端顯示。由于Web Services提供的數(shù)據(jù)是自定義類(lèi)的形式，客戶(hù)端還要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的部分解析處理。在客戶(hù)端， 采用了KSoap2 Android 來(lái)實(shí)現(xiàn)連接服務(wù)器和數(shù)據(jù)的解析等工作。KSoap2 Android 是 Android 平臺(tái)上一個(gè)高效、輕量級(jí)的 SOAP 開(kāi)發(fā)包。等同于 Android 上的KSoap2 的移植版本。是一個(gè)SOAPwebservice客戶(hù)端包。主要用于資源受限制的Java 環(huán)境如Applets 或J2ME 應(yīng)用程序(CLDC/CDC/MIDP)。

6 設(shè)計(jì)結(jié)果與分析

城市導(dǎo)游系統(tǒng)使用戶(hù)可以便捷的通過(guò)智能手機(jī)終端連接和訪問(wèn)Internet 服務(wù)器，獲得數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。將手機(jī)的方便快捷與Internet 服務(wù)器的大數(shù)據(jù)容量和高性能服務(wù)支持有效的結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮二者之優(yōu)勢(shì)。圖7 是系統(tǒng)的景點(diǎn)查詢(xún)界面，圖8 是通過(guò)手機(jī)定位以便查詢(xún)周邊信息的界面。

圖7 景點(diǎn)查詢(xún)界面

圖8 地圖定位界面。

7 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)中將Web 開(kāi)發(fā)中的三層架構(gòu)移植改進(jìn)為數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和手機(jī)客戶(hù)端三層的系統(tǒng)架構(gòu)，便于系統(tǒng)各部分的獨(dú)立開(kāi)發(fā)，有利于系統(tǒng)的更新和維護(hù)，并可以方便的將本系統(tǒng)升級(jí)以適用于不同手機(jī)操作平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的跨平臺(tái)應(yīng)用。智能手機(jī)與Internet 服務(wù)的結(jié)合必將成為未來(lái)信息發(fā)展的趨勢(shì)，而基于智能手機(jī)和Internet 服務(wù)的軟件應(yīng)用也必將有著廣泛的應(yīng)用前景。

5.1 數(shù)據(jù)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)和文件兩種形式。數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)。MySQL是一個(gè)小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它被廣泛地應(yīng)用在Internet 上的中小型網(wǎng)站中。其體積小、速度快、總體擁有成本低，既能夠作為一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用程序應(yīng)用在客戶(hù)端服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，也能夠作為一個(gè)庫(kù)而嵌入到其他的軟件中提供多語(yǔ)言支持，非常靈活。城市導(dǎo)游系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)如下。

(1) Scenery:負(fù)責(zé)記錄景點(diǎn)的信息。

圖3 scenery

(2) Market:負(fù)責(zé)記錄消費(fèi)場(chǎng)所的信息。

圖4 market.

(3)restaurant:負(fù)責(zé)記錄餐飲場(chǎng)所的信息。

圖5 restaurant.

(4)hotel:負(fù)責(zé)記錄住宿信息。

圖6 restaurant.

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中的大量數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶(hù)對(duì)這些數(shù)據(jù)的敏感度不同，數(shù)據(jù)的查詢(xún)概率也不同，對(duì)于經(jīng)常查詢(xún)的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)建立索引的方式來(lái)提高查詢(xún)的速度。本系統(tǒng)采用Lucene 檢索引擎和中文切詞技術(shù)，針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中，查詢(xún)概率較大的數(shù)據(jù)建立索引文件，將對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中大量數(shù)據(jù)的查詢(xún)轉(zhuǎn)化為對(duì)索引文件的查詢(xún)，從而大大的提高了查詢(xún)效率。而索引文件的建立和查詢(xún)都是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，有利于數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)。