基于Android平台的天气预报短信服务系统-课程设计

目录

1. 需求分析 ................................................................................................................................... 1

1.1 功能需求 ............................................................................................................................ 1 1.2 界面需求 ............................................................................................................................ 1 1.3 内部功能 ............................................................................................................................ 1 2. 程序设计 ................................................................................................................................... 3

2.1 用户界面设计 .................................................................................................................... 3 2.2 数据库设计 ........................................................................................................................ 3

2.2.1配置信息 .................................................................................................................. 3 2.2.2 SMS短信服务信息 ................................................................................................. 4 2.3 程序模块设计 .................................................................................................................... 4 3. 程序开发 ................................................................................................................................... 5

3.1 文件结构与用途 ................................................................................................................ 5 3.2 数据库适配器 .................................................................................................................... 6 3.3 短信监听器 ...................................................................................................................... 10 3.4 后台服务 .......................................................................................................................... 12

3.4.1短信发送模块 ........................................................................................................ 12 3.4.2数据库获取模块 .................................................................................................... 14 3.5 用户界面 .......................................................................................................................... 18

3.5.1 WeatherActivity...................................................................................................... 19 3.5.2 HistoryActivity ....................................................................................................... 20 3.5.3 SetupActivity.......................................................................................................... 24 3.5.4 GoogleMapActivity ................................................................................................ 26

4.总结.............................................................................................................................................. 35 5. 参考文献 .................................................................................................................................... 36

天气预报短信服务系统

1. 需求分析

1.1 功能需求

天气预报短信服务系统中，有一个显示天气情况的用户界面，可以通过图片和文字显示当前和未来几天的天气状况，包括温度、湿度、风向和雨雪情况等。这些天气数据是通过后台服务获取的，这个后台服务可以按照一定时间间隔，从Yahoo上获取天气预报信息，并将天气信息保存在后台服务中。系统还需要提供基于SMS短信的天气数据服务，其他手机用户可以向本示例所在的手机上发送SMS短信，并在短信中包含用户指定的关键字，则可以将保存在后台服务中的天气情况，再通过SMS短信回复给用户。最后，每个被发送的SMS短信都要被记录下来，用户可以浏览或删除这些回复信息。本系统还要显示地图，在地图上显示某地方的天气信息。

1.2 界面需求

本示例包含三个主要的用户界面： (1)显示天气预报的用户界面； (2)显示已发送SMS短信的用户界面； (3)浏览和设置配置信息的用户界面 ； (4)Google地图，在地图上覆盖天气信息。

1.3 内部功能

隐藏在用户界面后面的内部功能，是用户界面能够正确实现的基础，如下所述：

(1)显示天气预报的用户界面； (2)获取Yahoo的天气数据； (3)显示SMS短信的用户界面； (4)根据关键字监视SMS短信； (5)发送包含天气信息的SMS短信； (6)将发送的SMS短信写入数据库； (7)浏览和设置配置信息的用户界面； (8)将用户设置的配置信息保存到数据库； (9)启动时读取数据库中的配置信息；

(10)恢复缺省设置；

(11)显示Google地图且覆盖天气信息的用户界面，写入获取的谷歌密钥。

2. 程序设计

2.1 用户界面设计

详细分析应用程序中四个主要用户界面包含的显示内容，如下所述： (1)在“显示天气预报的用户界面”中，根据Yahoo可以提供的数据，在界面上可以显示当前的天气状况，包括城市名称、温度、雨雪情况和获取数据时间等信息；还可以显示未来一天的天气状况，仅包括温度和雨雪情况；

(2)在“显示已发送SMS短信的用户界面”中，应显示每个回复短信的时间、目标手机号码、城市名称、当天的天气状况和未来一天的天气状况；

(3)在“浏览和设置配置信息的用户界面”中，应显示获取天气预报的目标城市名称、获取数据的频率和短信的关键字，并允许用户设置是否提供短信服务以及是否记录回复的短信信息；

(4)在“显示谷歌地图及在地图上覆盖天气信息界面”中，应显示Google地图，当用户点击地图上某城市时，会显示某城市信息及天气情况。

2.2 数据库设计

本系统主要存储两种数据，详述如下：

(1)配置信息：因为配置信息的数据量很小，从Android支持的存储方式上分析，可以保存在SharePreference、文件或SQLite数据库中；

(2)SMS短信服务信息：SMS短信服务信息是一个随着时间推移而不断增加的数据，属于文本信息，且有固定的格式，因此适合使用SQLite数据库进行存储。

综合分析这两种需要存储的数据，选择SQLite数据库作为存储数据的方法

2.2.1配置信息

配置信息中主要保存天气信息查询的城市名称，访问Yahoo更新天气信息的频率，请求天气信息SMS短信的关键字，且是否提供短信服务和是否记录短信服务内容 ，其数据库表如下：

2.2.2 SMS短信服务信息

SMS短信服务信息主要保存请求服务短信的发送者、短信内容、接收时间和回复信息的内容，其数据库表如下：

2.3 程序模块设计

从功能需求上分析，可以将整个应用程序划分为4个模块，分别是用户界面、后台服务、数据库适配器和短信监听器。

1.由模块结构图中可知，后台服务是整个应用程序的核心，主要包含两个子模块，一个是“数据获取模块”，负责周期性的从Yahoo获取天气信息；另一个是“短信服务模块”，负责处理接收到的服务请求短信，并发送包含天气信息的短信

2.后台服务由用户界面通过Intent启动，启动后的后台服务可以在用户界面关闭后仍然保持运行状态，直到用户通过用户界面发送Intent停止服务，或系统因资源不足而强行关闭服务

3.用户界面从后台服务获取天气信息，而没有直接通过网络访问Google的天气数据

(1)一方面是因为后台服务使用了工作线程，通过后台服务获取天气数据可以避免因网络通信不畅造成界面失去响应

(2)另一方面，在用户关闭界面后，后台服务仍然需要更新天气信息，以保证短信服务数据的准确性。用户界面还会调用数据库适配器，向SQLite数据库中写入、读取配置信息，或对SMS短信服务信息进行操作

4.短信监听器是一个BroadcastReceiver，监视所有接收到的短信 (1)如果短信中包含用户自定义的关键字，短信监听器则会认为这条短信是天气服务请求短信，将短信的相关信息写入后台服务的短信服务队列

(2)如果用户在配置信息中选择无需提供短信服务，短信监听器仍然继续监听所有短信，只是后台服务不再允许将服务请求短信写入服务队列

5.数据库适配器封装了所有对SQLite数据库操作的方法，用户界面和后台服务会调用它实现数据库操作。

3. 程序开发

3.1 文件结构与用途

在程序开发阶段，首先确定“天气预报短信服务系统”的工程名称为MyWeather，包名称为edu.hrbeu.WeatherDemo，据程序模块设计的内容，建立WeatherDemo。

为了使源代码文件的结构更加清晰，WeatherDemo设置了多个命名空间，分别用来保存用户界面、数据库、后台服务、SMS短信和天气数据的源代码文件，命名空间的名称以及说明参考表3_1。

表3_1WeatherDemo的命名空间

WeatherDemo示例将不同用途的源代码文件放置在不同的命名空间中，源代码文件的名称和用途可以参考表3_2。

Android的资源文件保存在/res的子目录中 ：

(1)/res/drawable目录中保存的是图像文件 (2)/res/layout目录中保存的是布局文件

(3)/res/values目录中保存的是用来定义字符串和颜色的文件 (4)/res/xml目录保存的是XML格式的数据文件

所有在程序开发阶段可以被调用的资源都保存在这些目录中，具体每个资源文件的用途可以参考表3_3。

表3_3 资源文件名称与用途

3.2 数据库适配器

数据库适配器是最底层的模块，主要用于封装用户界面和后台服务对SQLite数据库的操作，数据库适配器的核心代码主要在DBAdapter.java文件中，用户保存配置信息的类文件Config.java。

Config.java文件的全部代码如下

package edu.hrbeu.WeatherDemo.DB; public class Config {

public static String CityName; public static String RefreshSpeed; public static String ProvideSmsService; public static String SaveSmsInfo; public static String KeyWord;

public static void LoadDefaultConfig() {

CityName =

}

KeyWord =

从代码中不难看出,公有静态属性CityName、RefreshSpeed、ProvideSmsService、SaveSmsInfo和KeyWord，完全对应数据库中保存配置信息表的属性。在程序启动后，保存在数据库中的城市名称、更新频率、是否提供短信服务、是否保存短信信息和关键字等内容，将被写入这个Config类中，供其他模块在做逻辑判断

LoadDefaultConfig()函数保存了程序内置的配置参数 ，此函数会在两个情况下被调用

(1)用户主动选择“恢复缺省设置”

(2)首次启动程序时，用来初始化保存配置参数的数据库

DBAdapter类与以往介绍过的数据库适配器类相似，都具有继承SQLiteOpenHelper的帮助类DBOpenHelper 。DBOpenHelper在建立数据库时，同时建立两个数据库表，并对保存配置信息的表进行了初始化，初始化的相关代码在如下：

private static final String DB_NAME =

public static final String KEY_CITY_NAME =

public static final String KEY_REFRESH_SPEED =

public static final String KEY_RECEIVE_TIME =

public DBOpenHelper(Context context, String name, CursorFactory super(context, name, factory, version); }

private static final String DB_CREATE_CONFIG =

KEY_CITY_NAME+

/** 静态Helper类，用于建立、更新和打开数据库*/

factory, int version) {

KEY_KEY_WORD +

private static final String DB_CREATE_SMS =

KEY_SENDER+

KEY_RECEIVE_TIME +

public void onCreate(SQLiteDatabase _db) { _db.execSQL(DB_CREATE_CONFIG); _db.execSQL(DB_CREATE_SMS); //初始化系统配置的数据表 Config.LoadDefaultConfig();

ContentValues newValues = new ContentValues(); newValues.put(KEY_CITY_NAME, Config.CityName);

newValues.put(KEY_REFRESH_SPEED, Config.RefreshSpeed); newValues.put(KEY_SMS_SERVICE, Config.ProvideSmsService); newValues.put(KEY_SMS_INFO, Config.SaveSmsInfo); newValues.put(KEY_KEY_WORD, Config.KeyWord); _db.insert(DB_TABLE_CONFIG, null, newValues); }

@Override

public void onUpgrade(SQLiteDatabase _db, int _oldVersion, int

_db.execSQL(

_newVersion) {

在DBAdapter类中，用户界面会调用SaveConfig()和LoadConfig()，从SQLite数据库中保存和读取配置信息。保存配置信息时，SaveConfig()函数会将Config类中的公有静态属性写入数据库；反之，LoadConfig()会将数据库中的配置信息写入Config类中的公有静态属性

SaveConfig()和LoadConfig()的代码如下

public void SaveConfig(){

ContentValues updateValues = new ContentValues(); updateValues.put(KEY_CITY_NAME, Config.CityName);

updateValues.put(KEY_REFRESH_SPEED, Config.RefreshSpeed); updateValues.put(KEY_SMS_SERVICE, Config.ProvideSmsService); updateValues.put(KEY_SMS_INFO, Config.SaveSmsInfo); updateValues.put(KEY_KEY_WORD, Config.KeyWord);

db.update(DB_TABLE_CONFIG, updateValues, KEY_ID +

null);

Toast.makeText(context,

另一个会调用DBAdapter类的是后台服务，即WeatherService类。后台服务主要调用SaveOneSms(SimpleSms sms)、DeleteAllSms()和GetAllSms()函数，分别用来保存SMS短信记录、删除所有SMS数据记录和获取所有SMS数据记录。在GetAllSms()函数中，调用了一个私有函数ToSimpleSms(Cursor cursor)，用来将从数据库获取的数据转换为SimpleSms对象数组 。SimpleSms类将在下面内容中进行介绍

下面是SaveOneSms(SimpleSms sms)、DeleteAllSms()和GetAllSms()函数的代码:

public void SaveOneSms(SimpleSms sms){ }

private SimpleSms[] ToSimpleSms(Cursor cursor){

int resultCounts = cursor.getCount();

if (resultCounts == 0 || !cursor.moveToFirst()){

return null;}

SimpleSms[] sms = new SimpleSms[resultCounts]; for (int i = 0 ; i

sms[i] = new SimpleSms(); sms[i].Sender = sms[i].Body = sms[i].ReceiveTime =

}

public SimpleSms[] GetAllSms() {

Cursor results = db.query(DB_TABLE_SMS, new String[] { KEY_ID,

KEY_BODY, KEY_RECEIVE_TIME, KEY_RETURN_RESULT}, null, null, null, null, null);

ContentValues newValues = new ContentValues(); newValues.put(KEY_SENDER, sms.Sender); newValues.put(KEY_BODY, sms.Body);

newValues.put(KEY_RECEIVE_TIME, sms.ReceiveTime); newValues.put(KEY_RETURN_RESULT, sms.ReturnResult); db.insert(DB_TABLE_SMS, null, newValues); }

return db.delete(DB_TABLE_SMS, null, null);

public long DeleteAllSms() {

KEY_SENDER,

return ToSimpleSms(results);

cursor.getString(cursor.getColumnIndex(KEY_SENDER)); cursor.getString(cursor.getColumnIndex(KEY_BODY));

cursor.getString(cursor.getColumnIndex(KEY_RECEIVE_TIME));

} sms[i].ReturnResult = cursor.moveToNext(); cursor.getString(cursor.getColumnIndex(KEY_RETURN_RESULT)); } return sms;

3.3 短信监听器

短信监听器本质上是BroadcastReceiver，用于监听Android系统所接收到的所有SMS短消息，可以在应用程序关闭后仍然继续运行，核心代码在SmsReceiver.java文件中。在介绍SmsReceiver类前，先说明用来保存SMS短信内容和相关信息的SimpleSms类。android.telephony.gsm.SmsMessage是Android提供的短信类，但这里需要一个更精简、小巧的类，保存少量的信息，因此构造了SimpleSms类，仅用来保存短信的发送者、内容、接收时间和返回结果。这里的“返回结果”指的是返回包含天气信息的短信内容

SimpleSms.java文件完整代码如下：

package edu.hrbeu.WeatherDemo.SMS;

import java.text.SimpleDateFormat;

public class SimpleSms {

public String Sender; public String Body; public String ReceiveTime; public String ReturnResult; public SimpleSms(){ } public SimpleSms(String sender, String body){

this.Sender = sender;

this.Body = body;

SimpleDateFormat tempDate = new SimpleDateFormat(

this.ReceiveTime = tempDate.format(new java.util.Date());

this.ReturnResult =

} }

上述代码的属性Sender、Body、ReceiveTime和ReturnResult，分别表示SMS短信的发送者、内容、接收时间和返回结果。上述代码在SimpleSms类的构造函数中，直接将系统时间以“年-月-日 小时:分:秒”的格式保存在ReceiveTime属性中。

SmsReceiver类继承BroadcastReceiver，重载了onReceive()函数。其实系统消息的识别和系统关键字的识别并不复杂，我们只要能够接收到

android.provider.Telephony.SMS_RECIVED类型的系统消息，则表明是Android系统接收到了短信；将短信的内容拆分后，判断消息内容是否是配置信息中定义的关键字，即可判断该短信是否为天气服务请求短信。

SmsReceiver.java文件的核心代码

public class SmsReceiver extends BroadcastReceiver {

private static final String SMS_ACTION =

} @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { } if (intent.getAction().equals(SMS_ACTION)) { } Bundle bundle = intent.getExtras(); if (bundle != null) { } Object[] objs = (Object[]) bundle.get(

第10行代码将带有pdus字符串特征的对象，通过Bundle.get()函数提取出来，在第12行代码使用SmsMessage.CreateFromPdu()函数构造SmsMessage对象，在第11行代码使用循环语句是因为接收到的短信可能不止一条 ，从第14行和第15行代码上看，这里只处理第1条短信，第17行代码构造SimpleSms对象，在代码第18行调用WeatherService类的RequerSMSService()函数，将SimpleSms对象添加到短信队列中在AndroidManifest.xml文件中注册短信监听器SmsReceiver，并声明可以接收短信的用户许可android.permission.RECEIVE_SMS 如果注册的组件不在根命名空间中，则需要将子命名空间写在类的前面。

例如下面在代码第1行中，因为SmsReceiver.java文件在edu.hrbeu.WeatherDemo.Service命名空间下，而不在根命名空间edu.hrbeu.WeatherDemo下，因此注册组件时需要在类名SmsReceiver前添加.Service

3.4 后台服务

后台服务是WeatherDemo示例的核心模块，在用户启动后持续在后台运行，直到用户手动停止服务。后台服务功能：一是发送包含天气信息的SMS短信（短信发送模块）二是周期性的获取Yahoo的天气数据（数据获取模块）

3.4.1短信发送模块

后台服务在单独的线程上运行，首先调用ProcessSmsList()函数，检查短信队列中是否有需要回复的短信，然后调用GetGoogleWeatherData()函数获取天气数据，最后线程暂停1秒，以释放CPU资源，WeatherDemo示例后台服务的核心代码在WeatherService.java文件中

下面是线程调用函数的部分代码如下所述：

private static ArrayListsmslist=new ArrayList(); private Runnable backgroudWork = new Runnable() {

}; @Override public void run() { } try { } catch (InterruptedException e) { } e.printStackTrace(); while (!Thread.interrupted()) { } ProcessSmsList(); GetGoogleWeatherData(); Thread.sleep(1000);

ProcessSmsList()函数用来检查短信列表smsList，并根据Weather类中保存的天气数据，向请求者的发送回复短信，WeatherService.java文件的

ProcessSmsList()函数代码如下：

private void ProcessSmsList() {

} } if (smsList.size() == 0) { } SmsManager smsManager = SmsManager.getDefault(); PendingIntent mPi = PendingIntent .getBroadcast(this, 0, new Intent(), 0); while (smsList.size() > 0) { SimpleSms sms = smsList.get(0); smsList.remove(0); smsManager.sendTextMessage(sms.Sender, null, Weather.GetSmsMsg(), mPi, null); sms.ReturnResult = Weather.GetSmsMsg(); SaveSmsData(sms); return;

发送短信是使用SmsManager对象的sendTextMessage()方法，该方法一共需要5个参数：第1个参数是收件人地址，第2个参数是发件人地址，第3个参数是短信正文，第4个参数是发送服务，第5个参数是送达服务。sendTextMessage()方法的收件人地址和短信正文是不可为空的参数，而且一般GSM规范要求短信内容要控制在70个汉字以内。代码第8行的Weather.GetSmsMsg()，用来获得供回复短信使用的天气信息，因为考虑到短信的字数限制，仅返回当天和未来一天的天气状况。

Weather.java文件的代码如下：

package edu.hrbeu.WeatherDemo.Weather;

import android.graphics.Bitmap;

public class Weather {

public static String city; public static String code; public static String country; public static String tLowT; public static String tHighT; public static String temp; public static String tDescription; public static String latitude; public static String longitude; public static String time; public static String day_of_week; public static String current_image_url; public static Bitmap current_image;

} public static Forecast[] forecast = new Forecast[2]; static { } public static String GetSmsMsg() { } String msg =

Forecast.java文件的代码如下：

package edu.hrbeu.WeatherDemo.Weather;

import android.graphics.Bitmap;

public class Forecast {

public String day_of_week; public String low; public String high; public String image_url; public Bitmap image; public String condition;

}

3.4.2数据库获取模块

数据获取模块:天气数据是从Yahoo提供的Web Service中获取的，数据的获取地址是http://xml.weather.yahoo.com/forecastrss?p=CHXX0037&u=c，CHXX0037表示获取广州的天气数据,读者可以替换CHXX0037，并将新的地址输入Web浏览器，在浏览器中可以直接看到XML格式的天气数据。

在资源目录中的/res/xml/api.xml文件，就是2012年12月16日获取的广州天气数据，在程序资源中保留api.xml文件，主要是用来帮助读者分析XML数据格式，在程序运行期间并不访问该文件。

api.xml文件的内容如下：

xmlns:yweather=

xmlns:geo=

Yahoo! Weather - Guangzhou, CH

http://us.rd.yahoo.com/dailynews/rss/weather/Guangzhou__CH/*http://weather.yahoo.com/forecast/CHXX0037_c.html

Yahoo! Weather for Guangzhou, CH

en-us

Sun, 16 Dec 2012 10:00 am CST

60

Yahoo! Weather

142

18

http://weather.yahoo.com

http://l.yimg.com/a/i/brand/purplelogo//uh/us/news-wea.gif

Conditions for Guangzhou, CH at 10:00 am CST

23.12

113.3

http://us.rd.yahoo.com/dailynews/rss/weather/Guangzhou__CH/*http://weather.yahoo.com/forecast/CHXX0037_c.html

Sun, 16 Dec 2012 10:00 am CST