1、三 明 學 院    體驗式實訓項目開題報告學生姓名： A、B、 項目名稱：基于Android的環境監控系統開發2012 年 6月19日三明學院體驗式實訓開題報告項目名稱項目經理項目成員學號指導教師職稱/學位基于Android的環境監控系統開發題 目基于Android的環境監控系統開發一、選題的背景與意義，與本課題相關的國內外研究狀況隨著計算機技術及相關技術的發展，Android逐漸成為智能手機技術的主導。通常，移動開發人員訪問設備底層硬件存在一定難度，Android作為Java技術與硬件設備的橋梁，可以在應用層使用許多硬件功能1。它使應用層實現許多硬件

2、功能，進行各種基于移動互聯應用的開發。Android具有許多用戶界面元素和數據管理功能，而且提供了豐富的接口，Java開發人員可以方便地進行各種基于移動互聯應用的開發 2。Android包含多種傳感器，可以部署在固定或移動的終端，通過無線網絡，如WiFi或3G技術,實現傳感器的多功能、高精度、集成化和智能化的應用，可用于監控難以企及的遠程空間或危險場合的環境，是理想的物聯網應用平臺之一。系統配有基于Java EE技術的數據管理系統，運用SSH架構，在Tomcat上部署，可提供工作人員在遠程進行監控管理。Java EE 技術是 Java 語言平臺的擴展，支持開發人員創建可伸縮的強大的可移植企業應

3、用程序。它為應用程序組件定義了四種容器：Web、EJB、應用程序客戶機和Applet。一個應用服務器規范詳細描述了這些容器和它們必須支持的 Java API，這促使 Java EE 產品相互競爭，同時保證符合這個規范的應用程序可以在服務器之間移植4。Java EE是一種利用Java 2平臺來簡化企業解決方案的開發、部署和管理相關的復雜問題的體系結構。Java EE技術的基礎就是核心Java平臺或Java 2平臺的標準版，Java EE不僅鞏固了標準版中的許多優點，例如"編寫一次、隨處運行"的特性、方便存取數據庫的JDBC API、CORBA技術以及能夠在Internet應用

4、中保護數據的安全模式等等，同時還提供了對 EJB（Enterprise JavaBeans）、Java Servlets API、JSP（Java Server Pages）以及XML技術的全面支持。其最終目的就是成為一個能夠使企業開發者大幅縮短投放市場時間的體系結構。J2EE為搭建具有可伸縮性、靈活性、易維護性的商務系統提供了良好的機制5。SSH（Struts2+Spring+Hibernate）是最為Java業界熟知的 Java EE Web 組件層的開發技術6。Struts一直受到 Java 開發者的青睞，Struts 2作為 Struts 發展的又一個里程碑，以WebWork為基礎，提

5、供了更易于使用，功能更強的 MVC 框架。同時它可以幫助開發人員更快速、高效、方便地實現一個 Java Web 應用系統7。Hibernate 作為 Java ORM 模式的優秀開源實現， 當下已經成為一種標準，為飽受 JDBC 折磨的 Java 開發者帶來了福音。快速的版本更新，想開發者所想，Hibernate的開發團隊儼然就是我們開發者的知音呀。隨著 Hibernate 的用戶群的越來越壯大，Hibernate的功能也變得更加強大和健碩起來8。Spring 是一個開源框架，是為了解決企業應用程序開發復雜性而創建的。框架的主要優勢之一就是其分層架構，分層架構允許您選擇使用哪一個組件，同時為

6、J2EE 應用程序開發提供集成的框架。Spring 框架是一個分層架構，由 7 個定義良好的模塊組成。Spring 模塊構建在核心容器之上，核心容器定義了創建、配置和管理 bean 的方式，其中面向方面編程（AOP）和控制反轉 （IOC） 容器是補充性的技術，它們都運用模塊化方式解決企業應用程序開發中的復雜問題9。Ext JS 是一種 JavaScript 開發框架，這種強大的 JavaScript 庫通過使用可重用的對象和部件簡化了 Ajax 開發，Web 應用程序開發人員應該認真考慮使用這個工具。Ext JS 最初是 Jack Slocum 編寫的一組 Yahoo! User Interf

7、ace（YUI）Library 擴展，隨著 2.0 版的發布，它已經成為市場上最簡單最強大的 JavaScript 庫。Ext JS 提供大量用戶界面元素，這是開發富因特網應用程序（RIA）所必需的。Ext JS 包含消息框、組合框、數據網格和工具欄等控件。另外，還可以通過布局管理器指定元素在頁面上的顯示方式。還有用于操作表單和窗口的其他特性10。物聯網，即Internet of Things, 簡稱 IOT。它和能源、電子信息、醫療、交通、零售、物流、工業制造等行業息息相關。要實現物聯網，首先需要將具備信息感知和通信能力的設備嵌入到我們關心的物品中，使其能連接到因特網或企業網絡之上，實現互聯

8、互通。之后，互通的物品不僅要通過設備采集信息、實現智能的感知，更要結合一切先進的信息處理、數據挖掘等手段，與業務應用相結合，從后臺到前端設備，實現智能的控制。Android 是一個基于 Linux 平臺的開源手機操作系統，它包括操作系統、用戶界面中間件和一些重要的應用程序。Android SDK 為在 Android 平臺上使用 Java 語言開發應用程序提供了工具和 API11。二、研究的主要內容和預期目標通過Android平臺手機上內嵌的傳感器所收集到的傳感數據，可應用于安防、物流、醫療、工業、商貿等多個領域。根據各領域的業務邏輯不同可以制定不同的解決方案。系統本身可以收集數據，顯示實時數

9、據，將傳感數據存儲在本地SQLite，運用HTTP Post方式與服務器之間交互，通過無線網絡，傳輸到遠程MySQL數據庫中。系統配有基于Java EE技術的數據管理系統，運用Struts2、Hibernate、Spring三個Java EE主流框架搭建系統架構，在Tomcat服務器上部署，可提供工作人員在遠程進行監控管理，一旦發現數據異常，監控系統可以及時獲取異常數據，并作出相應的處理。運用基于Ajax的Ext JS框架構建前端界面和JavaScript特效，加強用戶體驗。系統可以實時監控手機所在的環境情況的傳感數據，可以通過相機功能拍攝，將環境照片傳輸到服務器端。三、主要研究方法（1）通過

10、Android終端內置傳感器以協作方式實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息。（2）基于Android的傳感技術針對無線傳感器網絡的特點與通信需求，解決基于Android的傳感器網絡數據傳輸問題，使得傳輸路徑上中間節點在轉發數據之前進行數據融合的優化。（3）通過系統對信息進行處理，通過無線通信網絡將所感知的決策信息傳送到用戶終端，實現“無處不在的計算”理念。（4）Android數據收集終端運用HTTP Post方式與Web服務器端交互，傳輸并存儲數據。（5）服務器端系統運用Java EE技術，通過Struts2、Hibernate、Spring、Ext JS等框架構建。（6）運用IoC技

11、術，充分利用 Java 的反射機制獲取類結構信息，有效減少配置的工作12。（7）運用AOP技術，面向對象設計能夠將真實世界領域中的實體及各自的行為建模為抽象的對象。面向方面是一種可以利用的強有力的設計原理13。通過將首要的設計重點從面向對象編程的傳統化特性轉移出來，AOP 和設計原理允許軟件架構師用一種和面向對象相當而又互補的方式來考慮設計。（8）使用Ext JS前端框架，利用Ajax原理和Google Map結合顯示GPS定位地點，利用Ajax原理和Ext JS中的Chart控件結合繪制實時監控數據曲線圖。（9）使用多種設計模式，在處理數據庫連接的問題上使用Singleton設計模式，在多線

12、程處理方面使用Abstract Factory設計模式。（10）運用JUnit進行單元測試，采用其思想和技術, 編寫不定量測試來保證系統健壯14。使得Java 代碼變得更健壯，更可靠，bug 也比以前更少。15。四、研究進度安排1. 開題報告（6.19）2. 項目結業報告（6.26）3. 項目結業答辯（PPT）及項目演示（6.27-6.28）五、主要參考文獻（不少于15篇）      1 Frank Ableson. Tapping into Android's sensors. , 16 Jun 2009  2 魏

13、佳杰，郭曉金，無線傳感網發展綜述，江西通信科技2008.4 3 馮成龍，劉洪恩，傳感器應用技術項目化教，2008.104 Scott Moore. Java EE 5: Power and productivity with less complexity. , 29 Nov 2007 5 劉湛，J2EE全面簡介，, 6 楊碩，魏強，劉強，Struts2、Spring、Hibernate 高效開發的最佳實踐，7 吳春峰, 程煒,基于 Struts 2 開發 Web 應用, 8 蘇春波, Hibernate 3 深度解析, 9 Naveen Balani，The Spring series, Part 1: Introduction to the Spring framework，21 Jun 200510 John Fronckowiak, Build Ajax applications with Ext JS, , 01 Jul 200811 王博，通過 WebSphere MQ 遙測傳輸 (MQTT) 將 Android 手機引入物聯網，12 陳雄華，使用 Sp