基于Android的海洋環境監測手機App設計與開發

沈旭，王秋云

（嶺南師范學院信息工程學院，湛江524048）

基于Android的海洋環境監測手機App設計與開發

沈旭，王秋云

（嶺南師范學院信息工程學院，湛江524048）

海洋環境監測客戶端App由海水參數查詢、海水分類標準、熱門海域搜索、海洋知識查閱等4個功能模塊組成，基本可以滿足用戶對海水環境的認知需求。對于用戶來說，客戶端的典型應用是：根據感興趣的海域，按照城市-海域-海水參數-建議開展活動類型的順序，選擇合適的海域開展相應的活動。

海洋環境；水質參數；海上活動

0 引言

人們常把地球比作“水球”，那是因為海洋面積占地球總表面積的70.8%，目前海水中已發現的化學元素有80多種，再加上人類活動所導致的污染等，使得海水質量不斷變化。隨著科技的不斷發展和人民生活水平的不斷提高，人們對于海水質量的關注日益提高，迫切需要開發一款便于大眾使用的海洋環境監測客戶端App。智能手機已經成為現代人生活的主要通信工具，所以一個基于Android系統的海洋環境監測客戶端可以為人們對海水參數的實時了解提供直接幫助，例如人們旅游，可以查詢具體海域當天的水溫、油污、含鹽量等，從而決定是否合適游泳；海洋養殖，人們可通過查詢具體海域的海水微量元素含量、溫度、氨氮含量、有毒元素是否超標等，從而決定該海水適合養殖什么海產品等。

我們的目標在于開發一個功能實用、操作方便的基于Android的海洋環境監測客戶端，能夠讀取硬件檢測設備傳來的海水參數，并結合數據庫中，國家頒布的“海水水質標準”相關參數標準進行自動查詢，反饋參數到用戶手機，其中反饋信息包括：具體海域水體參數值、海水類別、適合開展的海洋活動等。

1 需求分析

1.1 市場需求分析

隨著經濟的快速發展，交通工具愈發便捷，人與海洋的關系日益密切。越來越多的人喜歡海上運動，如：潛水、海浴、沖浪等。同時海洋養殖業也受到了更多投資者的青睞，更多的人會選擇合適的海域進行海產品養殖、海水曬鹽、工業用水引用海水等。

1.2 系統需求分析

海洋環境監測App是基于Android平臺的，An?droid是一種以Linux與Java為基礎的開放源代碼操作系統[1]，主要使用于便攜設備。其使用到的開發平臺是Eclipse，Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開發平臺[2]。為了實現數據的動態模擬，該軟件的開發使用了Tomcat服務器，Tomcat服務器是一個免費的開放源代碼的Web應用服務器，屬于輕量級應用服務器，在中小型系統和并發訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發和調試JSP程序的首選[3]。

1.3 功能需求分析

經過深入的調研，目標系統的主要人群是海濱城市旅游者和普通的海產品養殖者。整個基于Android的海洋環境監測手機App的系統功能模塊如圖1所示：

圖1 功能模塊圖

2 App設計

2.1 Activity ivity類設計

基于用戶對Android App的使用習慣，海洋環境監測客戶端界面設計分為六個Activity：MainActivity：軟件的首頁，由兩部分構成：公告欄和軟件主菜單導航版塊按鈕；CityActivity：城市查詢，分為兩個部分：查詢框（ClearEditText）、查詢結果顯示；CoreActivity：海水參數反饋界面，包括具體的8個海水參數值，適合開展的活動和該海域的類別；ReMenActivity：熱門海域，包括熱門海域的圖片和名稱；WaterActivity：海水標準分類，包括國家海水分類標準值和原文網址鏈接；MsgActivity：知識庫，包括圖片banner和listview[4]。

2.2 界面布局設計

海洋環境監測App的設計分成四大版塊：查詢版塊、海水水質分類版塊、熱門海域版塊和海洋知識庫版塊，App主界面如圖2。

（1）水質查詢板塊設計

查詢版塊實現了海洋環境監測客戶端的核心功能。查詢功能操作過程如下：

①點擊圖標：水質查詢。

②選擇需要查詢的城市，這里仿Android聯系人列表來做[5]，搜索的方式有兩種，一、直接在Editview輸入城市名，二、通過右側的“A-Z”字母定位到城市名。

③在spinner中選擇該城市的海域，界面會同步顯示“海水參數表”和該海域“適合開展活動”。活動包括：海洋漁業、海上生物保護區、水產養殖、海浴、工業用水、濱海風景旅游、海洋開發作業[6]。可開展活動的查詢依據是：第一類海水，海洋漁業、海上生物保護區；第二類海水，水產養殖、海浴；第三類海水，工業用水、濱海風景旅游；第四類海水，海洋開發作業。

（2）海水分類版塊設計

海水分類版塊只有一個界面，包括了“國家海水分類標準表”和該標準頒布的網址鏈接。具體界面圖如下：

圖2 App主界面

圖3 海水分類界面設計

（3）熱門海域版塊設計

熱門海域版塊的實現基于水質查詢版塊，在熱門海域的數據表設計中添加了對海域點擊次數的統計，使用參數total記錄點擊次數，通過對海域點擊次數進行降序排列[5]，排在前面海域作為熱門海域顯示到相應界面。

熱門海域界面采用GridView組件，最終顯示的信息有海域圖片和海域名，點擊海域名會獲取該海域的海水參數表[7]。具體界面以拱北口岸為例，截圖如圖4所示。

（4）知識庫版塊設計

知識庫作為一個獨立的版塊設計完成，主要目的是為了向用戶提供更多關于海洋方面的知識，讓用戶在選擇海洋活動前能方便查看該活動需要的注意事項。知識庫列表，包括了圖片和文章標題，圖片的獲取通過服務器實現；文章內容，當用戶點擊了標題后，界面會切換到文章詳細內容。

圖4 熱門海域界面設計

（5）海水參數的獲取

①海水模擬參數的更新

為了更加真實地模擬數據的變化，所以本次開發使用了MySQL數據庫和Tomcat服務器，設置了海水參數每單位時間進行自動更新[8]，代碼如下：

protected void doGet（HttpServletRequest request,HttpServle?tResponse response）throws ServletException,IOException{

final SeaDataDAO seaDataDAO=new SeaDataDAO（）;

TbSeaData data=createData（）;

seaDataDAO.createDta（data）;

Runnable runnable=new Runnable（）{

public void run（）{

//task to run goeshere

TbSeaData data=createData（）;

seaDataDAO.createDta（data）;

System.out.println（"Hello!!"）;

}

};

ScheduledExecutorService service=Executors

.newSingleThreadScheduledExecutor（）;

service.scheduleAtFixedRate（runnable,10,10,

TimeUnit.SECONDS）;

}

②模擬參數的獲取路徑

在該App中，每個海域可以查詢到8類海水參數，數據庫MySQL定義了一個標準表tb_standard。tb_standard作為海水參數的標準表，里面定義了value1（最小值）、value2（最大值）兩個值作為每項海水參數的界限。tb_seaarea數據表，將會從tb_standard表中val?ue1-value2兩個界限值中，隨機獲取數據，生成海水模擬參數表，如表1所示。

圖5 海水參數數據流圖

表1 海水模擬參數表tb_standard

圖6是表1自動生成的參數，其中value中的“#”表示“換行”，status是對應的海域名。

圖6 自動獲取參數截圖

3 服務器端設計

Tomcat是一個輕量級應用服務器，在中小型系統和并發訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發和調試JSP程序的首選。海洋環境監測系統使用的Tomcat版本是Tomcat-7.0.69。

服務器主要是用servlet，整體為MVC的一個架構，即分三層，展示層（jsp），業務邏輯層（action）和數據訪問層（dao）[8]。服務器主要是通過json的方式與App進行通信。

4 運行分析

系統評價是指系統在正式運行了一段時間之后，對它在功能上、技術上所進行的審核評價。針對本系統的評價如下：（1）系統功能評價，根據本系統開發前所訂的目標，在系統完成后經過測試運行，該系統達到了預定的開發目標，在實際使用中的功能可以滿足用戶需求。（2）系統技術評價，本系統設計合理，功能達到了預期目標，且系統運行后穩定可靠，安全性高，具有實用性，大大提高了信訪辦公效率。

所有功能都可以實現，系統運行良好，但是還有很多不夠完善的地方，需要以后在使用的過程中繼續完善。

5 結語

海洋環境監測手機App可以實現海水參數在線查詢、海水分類標準國標查詢、熱門海域搜索、海洋知識查閱、適合開展的活動推薦等功能，基本可以滿足目標用戶對海水環境的認知需求。目前，海水水質數據是模擬數據，未來與ZigBee無線傳感器水質采集模塊配合，可以達到實時監測特定海域海洋水質參數的目的，這是以后工作的方向。

[1]王東華.Android開發實例大全[M]．北京：電子工業出版社，2012.08.

[2]曾宏遠,崔荔蒙.從零開始學Android編程[M].北京：電子工業出版社，2012.

[3]金景文化．Photoshop智能手機APP界面設計全解析[M].北京：人民郵電出版社，2014.05.

[4]王巧伶．APP手機界面創意設計新手通[M].北京：機械工業出版社，2014.

[5]涂振宇,郭輝.基于Android的智能健康運動App的設計與實現[J].考試與評價,2016（10）.

[6]張曉諾.基于Android的智能家居環境監測系統APP設計與實現[J].軟件,2015（2）:211-213.

[7]喬一乘.基于Android+Java EE架構的校園信息交互系統[D].吉林大學,2012.

[8]楊寶林.基于JavaWeb的學生成績信息管理系統[D].吉林大學,2015.

Design and DevelopmentofMarine EnvironmentMonitoring App Based on Android

SHENXu，WANGQiu-yun
（Information Engineering School,Lingnan NormalUniversity,Zhanjiang 524048）

Themarine environmentmonitoring App is composed of 4 functionalmodules,such as seawater parameter query,seawater classification standard,hot sea area search,ocean knowledge inspection,etc.,which can basicallymeet the user's need for the seawater environment.For users,the typical application of the client is:according to the sea area of interest,in accor?dancewith the city-sea-sea parameters-the proposed activities carried out to select the appropriatewaters to carry outap?propriate activities.

沈旭（1979-），男，漢，山東單縣人，講師，碩士，CCF會員，研究方向為物聯網、Android開發等

2017-05-11

2017-07-26

國家自然科學基金（No.61402399）、湛江市財政資金科技專項（No.2014A01010）、湛江市科技攻關計劃（No.2014B01030）、嶺南師范學院自然科學（No.QL1411）

1007-1423（2017）22-0057-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.22.015

Marine Environment;Water Parameters;Marine Activities