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船舶设备工况远程监控系统App开发毕业论文

 2020-02-17 10:02  

摘 要

随着移动网络的发展和手机使用的普及,人们的生活得到了极大的便利,人们可以足不出户得到自己需要的信息,这也让利用手机App进行远程信息的监测成为可能。本文是基于Android平台的船舶设备工况远程监控系统App的开发,通过连接远程数据库获取船舶运行状态的相关参数,在Android手机App中进行显示,以达到远程监控船舶运行状态的目的,这个App的开发能为船舶管理人员提供很大的方便,他们可以不受地域限制随时随地查看轮船运行状态,既保证了航行的经济性和安全性,也为船舶管理公司节省了大量的人力物力成本。船舶设备工况远程监控系统App的开发采用Web Service连接SQL Server数据库,在App端通过Web Service获取数据库中数据,并显示在页面中,以实现数据实时监测,通过利用百度地图SDK来开发地图功能,将船舶位置更直观的显示出来,同时通过曲线图的绘制收集数据将相关参数的变化趋势显现出来,便于之后分析。

本文船舶设备工况远程监控系统App的开发,以管理人员为中心,从管理人员的需求出发,实现了按船查询、实时数据显示、船舶位置显示、显示相关参数变化趋势的功能,对于远程数据监测特别是船舶远程监控App的开发具有一定的借鉴意义。

关键词:Android,SQL Server数据库,数据显示,船舶

Abstract

With the development of mobile networks and the popularity of mobile phones, people's lives have been greatly facilitated, and people can get the information they need without leaving their homes. This also makes it possible to monitor remote information using mobile apps. This paper is based on the Android platform for the development of the ship equipment working condition remote monitoring system App. By connecting the remote database to obtain the relevant parameters of the ship's running status, it is displayed in the Android mobile app to achieve the purpose of remotely monitoring the running state of the ship. The development can provide great convenience for ship management personnel. They can view the ship's running status anytime and anywhere without geographical restrictions, which not only ensures the economy and safety of navigation, but also saves a lot of manpower and material cost for the ship management company. The development of the ship equipment working condition remote monitoring system App uses the Web Service to connect to the SQL Server database, and obtains the data in the database through the Web Service on the App side, and displays it in the page to realize real-time data monitoring. The map function is developed by using the Baidu map SDK. The position of the ship is displayed more intuitively, and the data is collected through the drawing of the graph to show the trend of the relevant parameters, which is convenient for later analysis.

In this paper, the development of the remote monitoring system App for ship equipment working conditions is centered on the management personnel. From the needs of the management personnel, the functions of ship query, real-time data display, ship position display, display related parameter change trend, and remote data are realized. Monitoring, especially the development of remote monitoring app for ships, has certain reference significance.

Key Words:Android, SQL Server database, data display, ship

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1背景 1

1.2国内外发展现状 1

1.3研究目的及意义 2

1.4论文结构 2

第2章 开发技术和环境 4

2.1 开发技术介绍 4

2.1.1 Android 4

2.1.2 SQL Server 4

2.1.3 Web Service 5

2.2 开发环境介绍 5

2.2.1 Java环境配置 5

2.2.2 Android Studio 6

2.3 本章小结 7

第3章 需求分析 8

3.1 可行性分析 8

3.1.1 技术可行性分析 8

3.1.2 成本可行性分析 9

3.2 功能需求分析 9

3.3本章小结 10

第4章 APP设计 11

4.1 Web Service设计 11

4.1.1 数据库连接与配置 11

4.1.2 数据库操作 12

4.1.3 WebService部署 13

4.2 Android客户端设计 15

4.2.1 界面设计 15

4.2.2 数据库连接与数据处理 18

4.2.3 逻辑处理 19

4.3 本章小结 22

第5章 App功能测试与调试 24

5.1 数据库连接测试 24

5.2 按船查询功能测试 25

5.3 地图功能测试 26

5.4 App兼容性测试 27

5.5 本章小结 28

第6章 总结与展望 29

6.1 总结 29

6.2 展望 30

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1研究背景

随着我国经济近几年来的快速发展以及我国天然形成的优越地理优势,我国航运业近几年来发展迅速,海上运输成为了一种不可或缺的重要运输方式。我国航海运输占到了外贸出口货物量的84%,我国的船舶数量占到了世界船舶总数的5.3%,船舶队伍的实力在世界商业船只队伍中排名第五,跻身进入世界航运大国的队列之中[1]。伴随着航运输事业的快速发展和船舶数量的不断增加,对于船舶设备工况的监测以及船舶运行状态的查看也成为一项重大课题。对于这项问题的解决,以往都是编写web窗体程序或编写网页来进行远程船舶航行数据的采集与查看,此种做法大大限制了管理人员的机动性,只能在有电脑的地方进行查看相关数据。在手机的使用不断普及和Android技术的不断发展成熟的今天,我们可以通过使用手机,在手机上进行船舶设备工况和船舶运行状态的监测,此方案摆脱了地域和空间的限制,管理人员可以随时随地查看在航船舶的运行状态,提高了航行的经济性和安全性,节省了一定量的人工成本。

因此,本文将开发一款基于Android系统的船舶设备工况远程监控客户端,能够读取从船舶上采集到的相关数据并显示出来,能够按船查询相关船舶的运行状态,显示船只所在的地理位置,显示船只的航速、油耗量等信息,并绘制出相关参数随时间变化的曲线图,便于观察与分析。

1.2国内外发展现状

自推出以来,Android系统的市场份额逐渐增大,其发展优势也不断增加。特别是在国外,它的发展势头越来越猛烈,可以说Android系统正处于的阶段是一个蓬勃发展的阶段。根据美国的一家市场研究机构发布的一项最新报告显示,Android手机近些年的销量在不断增加,在美国手机市场总销量的占比中也在逐年增大,但苹果手机近几年的增长速度变缓,市场占有率也在被Android手机挤占。根据业内人员的分析,随着Android手机性价比的进一步提高和Android系统的不断优化,Android的市场保有量会一步步向苹果手机逼近甚至会超过苹果手机。

同时,在未来基于Android应用软件的开发也将迎来新的发展阶段。基于Android系统的应用将不仅仅限于在手机行业中发展。近年来,基于Android系统App的应用的使用迅速扩展到其他领域,如智能穿戴设备、车辆中控系统、智能电视、电视盒子、智能办公系统。目前,各个手机厂商、软件公司正在加快开发速度,进行尖端应用的开发,以便在之后Android蓬勃发展的过程中占据更大的市场。

随着互联网技术的不断更新,Android技术的发展也发生着日新月异的变化,利用Android技术进行应用程序的开发已经不仅仅限于个人的开发,大量快速开发框架的出现大大提高Android应用的开发效率,可以进行团队协作开发,同时,混合开发等技术也在逐渐流行起来。

1.3研究目的及意义

在移动互联网蓬勃发展的今天,手机的使用使人们生活更加便利,成为了人类生活中不可或缺的一部分。随着4G网络和wifi的大规模建设以及5G技术的到来,传输速度大大提升。智能手机的便携性和及时性适用于远程监控,已在许多移动互联网平台中实施。将该主题应用于远程监控船舶设备的工作条件,它实现了对船舶相关的运行状态,主机运行参数,燃油消耗,燃料库存等信息的远程实时监控,使管理人员无需地域限制即可进行监控。了解海上船舶状况,大大提高了船舶运行时的安全性和航行的经济性。

船舶设备状态远程监控应用程序便于管理人员实时监控和查询船舶运行状态,以便可以随时随地监控和指挥船舶。在紧急情况下的应急处理能力上有了一定的提升,增强了船舶运行过程中的安全性[2]。同时,由于移动APP的出现,管理者不必一直坐在电脑前,这样大量的人力和物力可以得到节省,为公司节省了大量的成本。

1.4论文结构

本文在船舶设备工况远程监控系统设计开发过程中主要是通过以下几个章节来研究和分析问题:

第一章绪论主要对开发该客户端的意义进行了介绍,讲解了目前Android技术在国内外的发展情况和其发展前景,之后通过研究背景和国内外发展现状引出了进行此项课题的研究目的及意义,同时对本文的内容进行了一个大致的介绍。

第二章介绍了在开发过程中使用的Android、SQL、Web Service等相关技术,分别介绍了其发展、特点、语法及使用,之后又介绍了Java环境的配置,Android Studio的安装配置,并对它们的特点、优势与使用方法进行了阐述。

第三章做了系统的需求分析,从可行性分析上分析了此项目的技术难度、花费成本,确定项目的可行性;在功能需求分析的分析上,从实际情况出发,以使用人员为中心,阐述了按船查询、实时数据显示、地图显示、趋势分析四个功能,确定了该App的设计框架和相关功能。

第四章是App的设计,其中包括Web Service的设计、App的界面设计、App功能的设计,从需求出发,对App的各项功能进行了分析确定,对每项功能的详细设计进行了介绍,同时对逻辑编写进行了编排,对数据的获取处理进行了分析。

第五章进行了APP功能的测试与bug的修复。依照需求对App的功能进行对照核实,同时对App功能的完整性正确性做了测试,对于可能出现的异常,对界面提示信息进行了测试,同时对App的稳定性和兼容性做出了测试。

第六章是总结与展望部分。针对毕业设计所做的项目进行了总结,总结了所做的工作,分析经验和不足,对未来的工作和学习做出相应的规划。

第2章 开发技术和环境

2.1 开发技术介绍

2.1.1 Android

Android系统和window、Linux、Ubuntu类似,是一种安装在手机上运行的操作系统,用户可以像操作电脑一样在手机或平板上下载应用、休闲娱乐。Android系统包含Linux内核和Android的一些专用驱动,Android系统可以分为应用程序层、应用程序框架层和HAL层。Android应用的开发是在应用程序层进行的,它主要包含Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider四大组件,是进行应用程序开发的基础。Android系统就像Windows系统一样,但它适用于移动设备。Android本身是与Google共同开发的,Google每年都会发布该平台的主要更新。在手机上运行Android的厂商包括三星,华为,小米,索尼,联想,OPPO,VIVO等等; 它目前在超过十亿台设备上运行[3]

Android具有很强的开放性,手机厂商、软件公司都可以在没有任何限制的情况下加入到Android开发中来,Android开放性的优点可以让更多开发者加入其中,因此,Android的应用和用户都会日益变多,Android平台也会逐渐发展成熟起来[4]。同时,开发人员可以通过Android平台为开发人员提供的大量的实用库和工具很快速的创建自己的应用。例如我们可以通过百度地图提供的SDK很便捷的开发出我们需要的地图功能,大大减少了开发时间和开发难度。随着近些年的优化与打磨,Android系统的流畅度与易用性已不输于其他系统。

2.1.2 SQL Server

数据库在Android开发中扮演着重要的角色,它为Android客户端数据的查询、存储、修改提供了很大的便利。

SQL Server是一种关系数据库管理系统它是由Microsoft推出的用来进行数据管理的系统。它的易用性、扩展性强、集成度高、用户友好等特点使得它在应用程序开发中极受欢迎,成为很多应用开发的数据库首选工具。它的兼容性和适配性非常好,能够在很多平台上运行,从window笔记本到大型服务器,SQL Server都能在上面完美运行。同时,Microsoft SQL Server具有特别安全可靠的存储功能,让用户能够放心将数据存储在其中,能够长期使用SQL Server进行数据管理[6]

SQL是构造化查询语言的缩写。SQL是特别针对数据库构造的一系列操作指令,是全功能数据库语言。你使用它的时候,你只是需要发布“做什么”的命令,用户不用考虑“怎么办”。SQL构造很强大,容易学到手,也很容易用。这是操作数据库的基础,几乎所有数据库都支持SQL。SQL集数据查询、数据操作、数据定义、以及数据控制功能与反向数据语言功能于一体。SQL语言支持可分级数据库的3级模式结构,内部模式对应于存储文件,模式对应于基本表,而外部模式对应于视图。基本表和本身是独立存在的表,从基本表或其他从经济性角度出发导出的表,数据库本身没有被保管,定义视图只被保管,以期使对应的数据不会被保存。数据还存储在已访问过的视图的基本表中,所以视图是虚拟表。用户可以用SQL语言浏览浏览页面和基本表格。在用户的眼中,页面和基本表都是关系,记忆文件对于用户来说是看不见。

2.1.3 Web Service

Web Service从字面上理解就是网站服务,也就是网站的后台,但同时它也是一个应用程序,开发人员可以通过Web来调用其API接口来调用其方法来实现需要的功能[7]。Web Service具有低耦合、平台独立等特点,它可以让在不同机器上运行的应用程序在不借助任何第三方软件或硬件的基础上,进行通信和集成。不论使用何种编程语言,基于何种通信协议,它都能够实现应用程序之间的相互通信[8]。同时,Web Service可以采用Http和xml等协议来实现应用之间的数据交换,为数据的解析和数据的传输提供了很大的便利,具有数据轻量、传输简单、解析方便等特点,是不同平台应用间进行数据交换的首要选择。

2.2 开发环境介绍

2.2.1 Java环境配置

我决定采用Java语言来进行Android客户端的开发工作,首先要进行Java环境的配置。

第一步,下载JDK开发工具包,我的电脑系统为window10 64位,故选择window平台的开发包,如图2.1所示。

第二步,进行JDK的安装和Java环境的配置,配置完成后在命令行窗口输入java、javac、java-version测试Java环境配置成功,如图2.2所示。

图2.1 JDK下载

图2.2 java环境配置成功测试

2.2.2 Android Studio

Android Studio是目前比较流行的Android集成开发工具之一,它是由谷歌在2013 I/O大会上推出的、基于IntelliJ IDEA,可用于Android的开发和调试。相比于传统的Eclipse开发工具,Android Studio拥有更快的启动速度和响应速度,同时它具有美观的主题,给人更加强的体验感,最重要的是它的提示补全功能,大大提高了开发效率,同时通过把Gradle构建工具进行整合,应用程序的编译、配置打包都变得十分方便,再加上其功能完全的UI编辑器,内置的终端输入、完善的插件控制和完美的版本控制。Android Studio强大的功能吸引了大量Android开发者的使用,同时也成为入门学习者的首选。

去Android官网下载Android Studio安装包,之后一直点next就可以安装成功,安装之后需要进行相关配置,以便于之后使用的方便。配置完成之后,Android Studio就能正常使用了,如图2.3所示。

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