基于AppInventor的天氣預報系統的設計與實現

陳利婷

摘要：Android目前是世界是最受歡迎的智能手機系統之一，2017年的市場占有率為85.9%，迫切需要一大批的開發者，而App Inventor是一款基于瀏覽器的完全在線的Android開發工具，采用搭積木的方式來編程，簡單有趣，是青少年學習編程入門的優秀軟件。

關鍵詞：App Inventor；中職；天氣預報；Web服務API

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）11-0081-02

1 App Inventor在中職學校計算機專業教育中的實用性

說到計算機專業，很多人第一想到的就是編程，說明編程在計算機專業的重要性。在中職學校，學生的外語水平普遍較低，決定了他們學習一門編程語言的不易性，很多同學都學得很辛苦，甚至厭學或棄學。而App Inventor的開發入門較簡單，學生不用編寫代碼，調試結果能直接在智能手機或平板上演示，對活潑好動的中職生具有非常的吸引力。如果在學習中引起學生對程序開發的興趣，他們可以轉向功能更強的程序設計語言的學習，故App Inventor在中職計算機專業教育中具有很強的引導性、實用性。

2 JSON格式數據

JSON是一種輕量級的數據交換格式，易于人閱讀和編寫，數據體積小，也易于機器解析和網絡傳輸。JSON對象表示為鍵值對，是一個“名稱/值”的集合，每個名稱后跟一個冒號，花括號保存對象，數據由逗號分隔。下面是一個用JSON格式表示個人信息數據的示例：

{“name”：”張三”， //值為字符串

“age”：”20”， //值為數值

“address”：{“province”：”廣東”， ”city”：”汕頭”} //值為JSON對象

}

3 百度地圖Web服務API

百度地圖Web服務API為開發者提供https/http接口，即開發者通過https/http形式發起檢索請求，獲取返回xml或json格式的檢索數據。本系統采用百度地圖Web服務API中提供的逆地理編碼服務，該服務將提供的坐標點（經緯度）轉換為對應位置信息（如所在行政區劃）功能。在系統開發之前，開發者先在百度地圖API平臺中申請“Web服務API”接口，新建一個“瀏覽器端”的應用來獲取開發密鑰，每天可免費使用6000次。本系統中使用的逆地理編碼接口地址為：

http：//api.map.baidu.com/geocoder/v2/？location=緯度，經度&output=json&coord_type=wgs84ll&ak=您的密鑰

其中參數output=json表示返回數據為json格式，參數coord_type=wgs84ll表示坐標的類型為GPS經緯度

4 京東萬象平臺

京東萬象平臺是大數據交易平臺，數據需求方在京東萬象平臺查找自己想要的數據，通過調用數據服務方提供的數據接口獲得數據，并經過數據服務方的加工、處理、分析等，更深入地得到數據需求方所需的數據價值。本系統使用京東萬象平臺免費提供的和風“中國和世界天氣預報”API接口，它能提供全球5萬個城市的7天天氣預報、實況天氣、每3小時天氣等數據。和風天氣采用JSON格式的數據，格式相對簡單，適合新手，每天有5000次的免費請求，相對學習而言完全夠用。故新手需在京東萬象平臺注冊一個帳號并申請一個APPKEY即可使用該數據接口并獲取數據。調用和風天氣API的鏈接地址為：

https：//way.jd.com/he/freeweather？city=城市名&appkey=您的密鑰

5 天氣預報系統的功能及技術可行性分析

1）天氣預報系統在App Inventor軟件中開發，主要實現的功能有：

① 定位在當前城市，顯示所在城市實時天氣狀況；

② 顯示今天和未來2天所在城市的天氣預報信息；

③ 可以查詢任意城市實時、今天和未來2天的天氣信息；

④ 顯示相關的天氣狀況、氣溫、風向、風力等信息。

2）技術可行性分析

① 城市定位：

在App Inventor軟件中內置的位置傳感器組件可以用GPS全球定位導航系統來獲取當前設備所在的位置狀態，也可通過無線網線或基站等方式進行定位，定位后位置傳感器組件返回所在位置的經緯度、海拔等相關信息。

② 調用API接口：

在App Inventor軟件內置的通信連接Web客戶端組件，可以實現在不出現瀏覽器窗口的前提下對網頁進行瀏覽，本系統可以根據定位城市或查詢的城市名，調用Web客戶端組件來設置API的鏈接地址，調用百度地圖和京東萬象提供的API服務，并獲取返回數據。

③ 數據的解析：

解析的數據主要有百度地圖Web服務API中解析逆地理編碼返回的城市信息，解析和風天氣返回的天氣狀況、氣溫等信息，因這些信息都是用JSON格式返回，Web瀏覽器組件中有解碼JSON文本的方法，并返回列表數據，在列表中可以用查找“鍵值對”的方法返回所查找的數據的值。

6 界面布局和使用的組件

本系統的屏幕Screen布局設計如圖1、圖2所示，圖1是系統獲取GPS定們后顯示的界面，圖2是輸入城市名單擊“查詢”按鈕后顯示的界面。

1）屏幕上方顯示設備當前所在城市的城市名或者查詢城市的城市名，接著顯示城市的實時天氣狀況，下面顯示今天和未來二天的天氣預報情況，最下方是查詢輸入框，輸入城市名后單擊按鈕可查詢天氣狀況。所使用的組件有水平布局、標簽、文本輸入框、按鈕。

2）位置傳感器1個：獲取設備的GPS定位。

3）計時器1個：程序剛開始時，設備獲取GPS定位需要一定的時間，定時器可以循環查詢設備是否已成功GPS定位，成功定位后須將GPS定位的經緯度信息傳遞給百度地圖逆地理編碼API查詢。

4）通信連接Web客戶端組件2個：一個網址設置為百度地圖逆地理編碼API的接口地址，另一個網址設置為和風天氣API的接口地址，之所以用2個組件，是因為獲取的返回信息不同，對它們的解析也不同。

7 程序設計

1）獲取GPS定位：設置計時器的時間間隔為10秒，如果未獲取位置信息，則10秒查詢一次，如果位置傳感器獲取了GPS經緯度，將它的值嵌入到Web客戶端1的網址中，調用百度地圖Web服務API中的逆地理編碼服務地址，返回城市信息，并將計時器停用。

2）當百度地圖Web服務API中的數據返回時，調用Web客戶端解析JSON文本，查看它的返回數據狀態信息是否成功，如果成功繼續解析數據中包含的城市名信息，并將城市名嵌入到Web客戶端2的網址中，調用萬象平臺和風天氣數據服務的API地址。

3）當和風天氣數據服務的API返回數據時，解析JSON數據，獲取相關關鍵字的值，并顯示在屏幕上。下圖是解析“城市名“標簽的程序，其它標簽的值可參考“城市名”標簽的解析。

4）當輸入城市名，點擊“查詢”按鈕時，設置Web客戶端2的網址并向和風天氣API發送數據請求服務。

從本系統上可以看出，App Inventor簡單易學。2017年7月國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，強調“在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”，而本系統的程序設計既結合當今的互聯網、大數據應用，又融合移動終端開發，非常能吸引青少年的學習興趣，可作為編程入門的課程在中職學校中大力開展。

參考文獻：

[1] 金叢軍.App Inventor開發訓練營[M].北京：人民郵電出版社，2018.

[2] 劉載興，陳宏鏡.Android積木式編程開發[M].北京：高等教育出版社，2016.

[3] 白乃遠，曾奕霖.App Inventor 2 Android應用開發實戰[M].北京：電子工業出版社，2017.

【通聯編輯：唐一東】