摘 要： 智能手機與Internet 服務(wù)的結(jié)合是未來信息發(fā)展和軟件應(yīng)用的趨勢。Android 手機操作系統(tǒng)是Google 公司于2007 年11 月宣布的基于Linux? V2.6 內(nèi)核的開源的手機操作系統(tǒng)，具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。本文中將Web 開發(fā)中的三層架構(gòu)移植改進為數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和手機客戶端三層的系統(tǒng)架構(gòu)，提出了基于web services 的一種軟件開發(fā)框架，并依據(jù)這種框架開發(fā)了Android 城市導(dǎo)游系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對城市主要景點、住宿、飲食、購物等基礎(chǔ)信息的在線查詢。

　　1 引言

　　手機是人們可以隨身攜帶的便利的通訊工具，隨著智能手機的出現(xiàn)，它也成為人們快速方便的獲得信息的一種重要途徑。而越來越多的手機軟件更是迅速的改變著人們的生活。但是，由于硬件及存儲空間的限制，手機中存儲的信息也受到了限制。

　　本文中，將手機軟件開發(fā)與Internet 相結(jié)合，將Web 三層架構(gòu)移植到手機軟件的開發(fā)中，設(shè)計并實現(xiàn)了基于Android 操作系統(tǒng)的手機應(yīng)用軟件--城市導(dǎo)游系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對城市主要景區(qū)、酒店、旅店的分類查詢，以及通過使用者的手機定位功能實現(xiàn)對其周邊景區(qū)、酒店、旅店的信息查詢，實現(xiàn)了城市導(dǎo)游中的游玩、飲食、住宿等的查詢需求。

　　2 Android 操作系統(tǒng)介紹

　　Android 是Google 于2007 年11 月宣布的基于Linux? V2.6 內(nèi)核的開源的手機操作系統(tǒng)。最初，Android 的部署目標是移動電話領(lǐng)域，包括智能電話和更廉價的翻蓋手機。但是，Android 全面的計算服務(wù)和豐富的功能支持完全有能力擴展到移動電話市場以外。因此 Android 也可以用于其他的平臺和應(yīng)用程序，發(fā)展前景非常廣闊。

　　Android 系統(tǒng)采用了分層的架構(gòu)，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運行庫和Linux 核心層。在應(yīng)用程序?qū)又?，提供了豐富的核心應(yīng)用程序，包括email 客戶端，SMS 短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯(lián)系人管理程序等。所有的應(yīng)用程序都是使用JAVA 語言編寫的。應(yīng)用程序框架層簡化了組件的重用，任何一個應(yīng)用程序都可以發(fā)布或使用其他應(yīng)用程序發(fā)布的功能塊。系統(tǒng)運行庫包含一組核心庫和Dalvik 虛擬機。應(yīng)用程序框架層。Linux 核心層用來提供系統(tǒng)的底層服務(wù)，位于硬件和其它軟件層之間，采用 YAFFS2 文件系統(tǒng)。

　　3 系統(tǒng)框架設(shè)計

　　在基于Web 的軟件開發(fā)中，常用到Web 三層架構(gòu)，即用戶接口層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層。用戶接口層，即客戶端或瀏覽器端，主要負責(zé)數(shù)據(jù)的顯示。業(yè)務(wù)邏輯層，即應(yīng)用服務(wù)器，主要負責(zé)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯處理。數(shù)據(jù)訪問層，即數(shù)據(jù)服務(wù)器，主要負責(zé)對數(shù)據(jù)庫的存取操作。

　　Web 三層架構(gòu)可以移植到手機應(yīng)用程序的開發(fā)中，將手機的應(yīng)用程序作為客戶端，負責(zé)用戶接口層的工作，而大量的數(shù)據(jù)存儲在Internet 數(shù)據(jù)服務(wù)器中，邏輯業(yè)務(wù)的處理由應(yīng)用服務(wù)器負責(zé)，從而實現(xiàn)智能手機與Internet 的結(jié)合，可以使手機輕松方便的訪問Internet 上的大量數(shù)據(jù)。

　　在基于Android 的城市導(dǎo)游系統(tǒng)中，采用了客戶端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器三層架構(gòu)。本系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1 所示?？蛻舳耸腔贏ndroid 操作系統(tǒng)的手機應(yīng)用程序，負責(zé)數(shù)據(jù)的輸入、解析和顯示。應(yīng)用服務(wù)器主要以Web Services 的方式提供服務(wù)，并在數(shù)據(jù)處理中使用了Lucene 索引和中文切詞技術(shù)。數(shù)據(jù)服務(wù)器主要負責(zé)數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)據(jù)庫采用MySQL.

　　將系統(tǒng)的整體架構(gòu)分成三個部分，各個部分相對獨立，將數(shù)據(jù)的存儲、處理和顯示分開，有利于系統(tǒng)的開發(fā)和維護；各個部分之間的聯(lián)系通過軟件來連接，也有利于系統(tǒng)的變遷和升級。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　4 系統(tǒng)的模塊圖

　　城市導(dǎo)游系統(tǒng)主要實現(xiàn)對城市景區(qū)、購物、食宿等信息的查詢，以及通過手機定位查詢周邊的相關(guān)信息。系統(tǒng)的模塊圖如圖2 所示。其中，在景區(qū)、購物、食宿的各個模塊中，還可以具體按照城市的分區(qū)查詢、精確查詢、按照排行等進行進一步細致的查詢。

圖2 系統(tǒng)模塊圖

5 系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)

5.2 邏輯業(yè)務(wù)處理

　　對數(shù)據(jù)的邏輯處理是連接數(shù)據(jù)服務(wù)器和客戶端的重要組成部分。將數(shù)據(jù)的處理部分獨立出來，將數(shù)據(jù)的存儲和顯示分開，真正實現(xiàn)了系統(tǒng)的邏輯獨立性和物理獨立性。對于數(shù)據(jù)的邏輯處理， 采用基于Apache Axis2 引擎來建立Web Services 服務(wù)的方法來實現(xiàn)。將所需要的數(shù)據(jù)以服務(wù)的方式提供，便于客戶端對數(shù)據(jù)的訪問，也有利于服務(wù)的更新與維護。

　　Apache Axis2 是新一代的SOAP 引擎，采用名為AXIOM（AXIs Object Model）的新核心 XML 處理模型，利用新的XML 解析器提供的靈活性按需構(gòu)造對象模型。

　　客戶端對數(shù)據(jù)的需求往往是批量的數(shù)據(jù)，即從數(shù)據(jù)庫或索引中查詢出的數(shù)據(jù)是多條記錄集的形式。而對于這些記錄集的處理是相當復(fù)雜的，為了簡化WebServices 的處理和客戶端的解析，將結(jié)果集封裝在自圖7 景點查詢界面定義的類中。

　　如在景區(qū)模塊中，定義了類SceneryArray 存放景點列表信息的記錄集。定義了函數(shù)public SceneryArraygetService1（String area），主要功能是根據(jù)用戶輸入的信息，查詢并返回查詢到的景點列表，把結(jié)果集封裝到自定義類SceneryArray 的對象中， 返回SceneryArray 的對象。對于函數(shù)getSercice1（Stringarea）將發(fā)布成Web Services 服務(wù)。

　　5.3 客戶端的設(shè)計

　　客戶端，也就是用戶所使用的智能手機，本系統(tǒng)基于Android 操作系統(tǒng)開發(fā)。用戶可以通過智能手機提供的輸入界面輸入要查詢的信息，然后連接服務(wù)器，最后將所需數(shù)據(jù)在客戶端顯示。由于Web Services提供的數(shù)據(jù)是自定義類的形式，客戶端還要負責(zé)對數(shù)據(jù)的部分解析處理。在客戶端， 采用了KSoap2 Android 來實現(xiàn)連接服務(wù)器和數(shù)據(jù)的解析等工作。KSoap2 Android 是 Android 平臺上一個高效、輕量級的 SOAP 開發(fā)包。等同于 Android 上的KSoap2 的移植版本。是一個SOAPwebservice客戶端包。主要用于資源受限制的Java 環(huán)境如Applets 或J2ME 應(yīng)用程序（CLDC/CDC/MIDP）。

　　6 設(shè)計結(jié)果與分析

　　城市導(dǎo)游系統(tǒng)使用戶可以便捷的通過智能手機終端連接和訪問Internet 服務(wù)器，獲得數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。將手機的方便快捷與Internet 服務(wù)器的大數(shù)據(jù)容量和高性能服務(wù)支持有效的結(jié)合起來，發(fā)揮二者之優(yōu)勢。圖7 是系統(tǒng)的景點查詢界面，圖8 是通過手機定位以便查詢周邊信息的界面。

圖7 景點查詢界面

圖8 地圖定位界面。

　　7 結(jié)束語

　　本系統(tǒng)中將Web 開發(fā)中的三層架構(gòu)移植改進為數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和手機客戶端三層的系統(tǒng)架構(gòu)，便于系統(tǒng)各部分的獨立開發(fā)，有利于系統(tǒng)的更新和維護，并可以方便的將本系統(tǒng)升級以適用于不同手機操作平臺，從而實現(xiàn)本系統(tǒng)的跨平臺應(yīng)用。智能手機與Internet 服務(wù)的結(jié)合必將成為未來信息發(fā)展的趨勢，而基于智能手機和Internet 服務(wù)的軟件應(yīng)用也必將有著廣泛的應(yīng)用前景。

　　5.1 數(shù)據(jù)服務(wù)器的實現(xiàn)

　　數(shù)據(jù)服務(wù)器主要負責(zé)數(shù)據(jù)的存儲，包括數(shù)據(jù)庫和文件兩種形式。數(shù)據(jù)庫采用MySQL 數(shù)據(jù)庫。MySQL是一個小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它被廣泛地應(yīng)用在Internet 上的中小型網(wǎng)站中。其體積小、速度快、總體擁有成本低，既能夠作為一個單獨的應(yīng)用程序應(yīng)用在客戶端服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，也能夠作為一個庫而嵌入到其他的軟件中提供多語言支持，非常靈活。城市導(dǎo)游系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如下。

　?。?） Scenery:負責(zé)記錄景點的信息。

圖3 scenery

　?。?） Market:負責(zé)記錄消費場所的信息。

圖4 market.

　?。?）restaurant:負責(zé)記錄餐飲場所的信息。

圖5 restaurant.

　?。?）hotel:負責(zé)記錄住宿信息。

圖6 restaurant.

　　對于數(shù)據(jù)庫中的大量數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶對這些數(shù)據(jù)的敏感度不同，數(shù)據(jù)的查詢概率也不同，對于經(jīng)常查詢的數(shù)據(jù)，可以通過建立索引的方式來提高查詢的速度。本系統(tǒng)采用Lucene 檢索引擎和中文切詞技術(shù)，針對數(shù)據(jù)庫中，查詢概率較大的數(shù)據(jù)建立索引文件，將對數(shù)據(jù)庫中大量數(shù)據(jù)的查詢轉(zhuǎn)化為對索引文件的查詢，從而大大的提高了查詢效率。而索引文件的建立和查詢都是通過軟件實現(xiàn)，有利于數(shù)據(jù)的更新和維護。