基于android平台的移动图书馆客户端设计与开发.docx

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基于android平台的移动图书馆客户端设计与开发

本科毕业论文

论文题目：

基于Android平台的移动图书馆客户端设计与开发

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

中文摘要

传统WEB应用只能在PC机上使用，不能做到随时随地的使用，为了解决这样的不足，基于Android平台的图书馆管理系统客户端就应运而生。

本设计阐述了在Android平台下图书馆管理系统的设计与实现过程，其目的是让人们能够在基于GoogleAndroid平台的移动设备上享用传统WEB上图书馆管理系统的基本功能。

本系统使用Android布局技术完成UI的设计，基于Java语言开发完成，在不同型号的设备模拟器上测试通过。

系统实现了用户登录、图书查询、预约、挂失、借阅等功能。

“操作简单，功能实用”这是本软件设计的核心理念，本系统力求创造最好的用户体验。

关键词：

移动图书馆；Android；客户端；数据库设计；服务器端

ABSTRACT

TheWEBapplicationcanonlyintraditionalPCuse,can'tdoitatanytimeandplacetouse,inordertosolvetheshortageofsuch,basedontheAndroidplatformoflibrarymanagementsystemclientismade.ThispaperexpoundstheworkbenchAndroidlibrarymanagementsystemdesignandimplementationprocess,anditspurposeistoletpeoplecanbebasedontheGoogleAndroidplatformofmobiledevicestoenjoythetraditionalWEBonthebasicfunctionsofthelibrarymanagementsystem.ThesystemuseandroidUIdesignlayoutcompletetechnology,basedontheJavalanguagedevelopmentcompleted,indifferenttypesofequipmentsimulatortestispassed.Thesystemrealizestheuserlogin,inquiresthebooks,thebookingofthebooks,theloseofthebooksetc.Function."Theoperationissimple,functionalpractical"thisisthecoreideaofthesoftwaredesign,thissystemisthebesttriestocreateuserexperience.

Keywords:

librarymanagementsystem;ANDROID;client;databasedesign;server

1绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1课题背景

进入21世纪以来，随着中小学“校校通”工程、“农远”工程和高校教育信息化工程实施，教育信息化进入了新的发展阶段，在社会信息化的大背景下，建设“智慧型”校园，不断推进以学校为主体的教育信息化进程，成为教育信息化的重要组成部分。

[1]为了加强高校自身建设，实施科学有效的管理，高校纷纷着手进行数字信息化校园建设，其中就包括数字图书馆以及移动图书馆的建设。

传统功能的图书馆已经逐渐被数字图书馆和移动图书馆所替代，其提供文献信息、传播社会文化等功能也随着新技术的发展而逐渐发生改变，越来越多的用户通过不断更新的信息技术手段，方便、快捷地利用图书馆资源。

[2]移动图书馆手机服务主要有3种方式:

一种是以短信服务（SMS）为主的手机图书馆服务，一种是以新兴的WAP为主的手机图书馆网站，另外一种就是客户端服务的手机图书馆。

[3]在2010年下半年上海图书馆上海科学技术情报研究所推出国内首款基于GoogleAndroid和AppleiOS平台图书馆手机客户端。

[4]北京大学、复旦大学、厦门大学等高校也相继建成该高校的移动图书馆，而华南师范大学图书馆主要以web服务为主，未开通任何的移动图书馆的服务。

随着移动终端的普及和移动通信技术的发展，移动图书馆对移动终端的要求越来越高，而Symbian、WindowsMobile等手机平台相对封闭，满足不了用户的更高需求。

移动图书馆十分需要一个开放性很强的平台，而Android就是谷歌专为移动设备设计的软件平台。

Android是应用于智能手机的操作系统，它完全开源，不存在任何阻碍移动产业创新的专有权障碍，且Android对第三方软件是开放的，能促进该系统第三方软件的发展。

研究数据表明：

2012年第三季度中，谷歌Android设备出货量已占到全部智能手机总量的四分之三，在全球范围内的出货量为1.36亿部，也就相当于每秒卖出175部手机。

[5]

为了使华南师范大学师生随时随地使用图书馆的资源，便于图书查询、图书到期提醒、图书馆新闻动态的及时了解以及电子资源的下载与阅读等方面的功能，并基于个性化、智能化的设计目标，本文开发和设计一款基于Android手机客户端的移动图书馆系统。

1.1.2课题意义

科技的发展改变了人们的生活方式，使人们的生活日趋方便和快捷。

伴随着3G网络的日益发展和智能手机的日趋普及，传统的基于PC机的很多应用已经逐渐向手机客户端转移。

手机终端正在改变人们的生活与沟通方式，而多种多样智能手机软件的大量使用则可以满足不同群体的个性化需求。

因此利用Android平台设计和开发出一款基于Android手机客户端的智能移动图书馆软件有以下方面的意义：

（1）加进学校移动设备方面的应用，促进智慧校园的建设；

（2）移动图书馆的移动性、个性化有利于高校学生随时实地便捷性地充分利用图书馆的图书、视音频资源，与此同时，移动图书馆的发展也比较适合高校学生的阅读习惯，有利于学生合理利用碎片时间；

（3）图书馆服务的方式由被动变主动，有利于高校学生、管理员的交互以及管理员的管理。

1.2国内外研究现状

1.2.1Android

Android（本义“机器人”）手机系统平台，基于Linux内核的软件平台和操作系统，使用Java语言编写，在Dalvik虚拟机上运行，具有强大的开放性和兼容性。

Android最初由AndyRubin开发，2005年由Google收购注资，由Google在2007年11年5日公布，后由开放手持设备联盟（OpenHandsetAlliance）（联盟成员包括Motorola、HTC、SAMSUNG、LG以及中国移动在内的34家技术和无线应用企业）开放改良，逐渐由手机领域应用扩展到平板电脑及其他领域上。

根据Android系统的发展史，我们可以知道Android系统在不断完善发展，从Android1.0发展到了最新版的Android4.2，在功能上也有很大的改进。

在目前市场上，智能手机主要基于4种平台：

Symbian，WindowsMobile，iPhone，Android。

与开源的Android相比，Symbian已逐步被市场弃用，WindowsMobile相对昂贵，iPhone应用范围普及不是很广。

因此，从发布至今，Android一直以顽强的生命力和惊人的速度前进，得到了众多手机制造商的支持。

[6]

Android的系统构架和其操作系统一样，采用了分层的架构。

从架构图看，Android分为四个层：

从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行层和Linux核心层。

[7]Android平台本身大量使用开源类库，并为开发人员提供了一个便捷开发环境，开发者使用Android提供源码软件开发包（SoftwareDevelopmentKit）可以开发出丰富多彩的移动应用。

与此同时，Google重新设计了Java虚拟机和系统，使Android的Java应用更接近于底层系统，效率更高；另外使用虚拟机技术使Android的应用在被监控情况下运行，安全性更高。

它是一个对第三方软件完全开放的平台，代码完全开源免费。

[8]

1.2.2移动图书馆

移动图书馆是依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术，使人们不受时间、地点和空间的限制，通过使用各种移动设备（如手机、掌上电脑、电子书、笔记本电脑等）来方便灵活地进行图书馆图书信息的查询、浏览与获取的一种新兴的图书馆信息服务，是数字图书馆电子信息服务的延伸与补充。

[9]移动图书馆的目标就是让用户充分利用移动通讯服务，随时随地享受超越时空的图书馆服务。

[10]

1.2.3国内外现状

利用知网来查找文献的时候，输入关键字“Android系统”时，会有712篇文献；关键字为“Android平台”时，会有764篇文献。

目前Android系统在移动学习、金融、旅游、wifi网络、日程管理、google地图等方面都有了较深入的了解。

对移动图书馆查找时，发现文献主要集中在国内外移动图书馆的现状、移动图书馆对图书馆服务模式的影响、移动技术在图书馆中的应用、移动图书馆的设计及平台建构、移动图书馆的案例介绍及分析等方面。

当输入Android和移动图书馆时，总共有13篇文献。

基于Android平台的移动图书馆的主要功能集成了传统的馆藏图书查询、图书预约等功能，新增了个人图书馆、新书推介、图书定位等多种新功能。

客户端注重用户体验和个性化需求，较好地满足了人们随时随地访问图书馆的需要。

但是，整个图书系统仍处在初期阶段，仍存在一些不足和有待改善之处，如界面不够专业、缺少互动以及社交功能等。

[12]

早期的图书馆移动服务，基本上是基于短信和WAP网站的手机图书馆服务。

随着智能手机、电子书阅读器、平板电脑的普及，以及移动网络带宽的扩展和流量的提升，传统的基于短信和WAP网站的移动服务正逐步走入历史。

目前的图书馆移动服务可从以下两个方面来说明：

[13]

（1）在移动服务的内容方面，目前图书馆所提供的移动阅读服务，重点仍然在传统纸质资源的书目查询、实体书借阅信息查询。

题录摘要等简单的浏览方面。

已有少数图书馆，开始提供不仅包括传统的OPAC书目查询和借阅服务，如上海图书馆的手机电子服务可以将在线借阅的电子书下载到手机上，取得了良好的使用效果，此外，上海图书馆也以外借电子阅读器方式提供电子书全文阅读。

但这些全文阅读服务，由于内容格式上的不统一、电子全文数量和种类的不足、终端设备的不兼容乃至版权问题的限制，仍然难以产生广泛的影响。

（2）在移动服务的应用架构上，由于WAP2.0的应用和大屏幕手机的普及，提供基于WAP2.0的应用和应用成为普遍现象，如中国国家图书馆的“掌上国图”，上海图书馆的手机图书馆网站。

但基于C/S的移动客户端有短小精悍、轻量多样的特点，及至目前，移动应用已迅速从B/S架构向C/S架构转变。

对于图书馆来说，提供可下载安装的移动客户端成为潮流，在成为潮流，在苹果的应用商店和谷歌的安卓市场里搜索“library”或“图书馆”，可以发现欧美、澳洲、东亚的公共图书馆和高校图书馆提供的移动客户端，可供免费下载，但只提供活动公告、书目查询、借阅服务、地图服务、信息咨询服务等传统的图书馆服务。

由于客户端应用存在平台敏感性和架构复杂性，通常需要基于webservices的中间层来进行数据库操作，有较高的技术门槛，在国内，目前只有国家图书馆、上海图书馆、厦门大学图书馆等提供客户端应用下载。

1.3研究内容

基于Android平台的移动图书馆客户端的设计与开发分析，本文对以下内容进行研究：

（1）了解Android系统，掌握开发Android软件程序一般步骤及方法；

（2）了解移动图书馆的现状，在Android基础上分析出软件功能需求；

（3）设计基于Android的移动图书馆系统的服务器端程序，特别是数据库的设计和实现；

（4）在Android平台上设计和开发出一款智能型的移动图书馆应用软件。

1.4研究方法和步骤

根据研究目的和研究内容，本次研究综合采用文献法、案例分析法、实验研究法的研究方法。

1、文献法

搜集基于Android系统的移动图书馆客户端设计与开发的相关文献、书籍和网络资料，从国内外情况分析移动图书馆的发展历程，从理论上分析基于Android平台的移动图书馆系统的建设和使用架构。

2、案例分析法

通过互联网查找方式对现在已有的图书馆应用软件进行分析其功能，为软件开发提供可借鉴经验。

3、实验研究法

开发出适合学生需求的图书馆应用软件，需要根据案例分析法所得到的可借鉴经验以及实地调查得出的需求分析报告来设计。

首先要在电脑上安装安卓系统，即下载和安装SDK，使用Eclipse进行开发，使用Eclipse和安装ADT插件。

其次创建第一个Android活动，在日常学习和生活中练习Android案例。

在反复修改，创建出基于Android的移动图书馆的应用系统。

根据以上几种研究方法的特点，采用以下研究步骤：

图1-3研究步骤

1.5论文的组织架构

本篇论文的目的在于：

通过研究Android平台应用程序的开发技术，分析基于Android平台移动图书馆的实际情况和具体需求，并根据华南师范大学图书馆的具体情况进行总体设计以及系统设计，实现基于Android平台的移动图书馆的设计与开发。

本文共分为五章，各章节的主要内容如下：

第1章：

绪论。

本章主要介绍选题的背景和意义，移动图书馆的现状分析以及开展论文所运用的研究方法。

第2章:

移动图书馆终端平台技术分析。

本章主要介绍图书馆移动服务技术应用的类型以及基于Android的移动终端应用优势。

第3章：

移动图书馆需求分析。

通过系统用例分析对系统的功能和非功能方法进行了需求阐述。

第4章：

移动图书馆系统设计。

本章首先对系统进行总体框架设计，然后根据系统的三层模型，逐一对每个系统模块进行了设计。

第5章：

移动图书馆系统的实现与测试。

通过第四章对系统的详细设计，进行了系统的编码实现过程，并对系统的关键代码进行了介绍。

第6章：

结论。

1.6本章小结

本章作为全文的开篇，主要对课题研究的背景进行了阐述，分析课题研究的现状与意义，最后简单介绍一下论文的主要工作以及论文的结构安排。

2移动图书馆终端平台技术分析

移动图书馆系统的发展从最初的手机短信平台（SMS），到后来的以手机WAP学习网站，到目前智能终端的应用实现，都是跟移动技术的发展密切相关。

移动图书馆终端平台的技术分析是建立在对目前移动开发技术发展的深刻理解和对移动应用所需各个要素的创新性整合之上的。

2.1图书馆移动服务技术应用类型

2.1.1手机信息服务

手机信息服务包括传统的SMS（短信息服务）、MMS（多媒体短信息服务）。

图书馆运用手机信息服务，提高了图书馆的工作效率。

它有以下的好处:

手机短信服务快捷方便；收短信免费，发短信费用低廉；可随时随地收发短信，当对方的手机不能接收短信时，发出的短信可以暂存于服务器中；可实现用户和管理员的双向互动。

但是短信服务虽然方便、经济、有效，也存在很多不足，如手机短信文字长度限制在140个字节，相当于140个字符，或70个汉字；只能进行简单的查询。

2.1.2瘦客户端/服务器类型

瘦客户端/服务器类型是指客户端通过浏览器与服务器端建立联系，瘦客户端是指使用浏览器来提供应用程序（以HTML定义的）用户界面的执行环境的客户端应用程序。

目前流行的技术是基于WAP和WML（无线标记语言）的WAP网站。

浏览器具有一定的安全性、数据处理和状态管理功能，但它只能通过Cookies存储少量数据，致使与客户端环境交互能力低，功能的扩展收到制约，只能实现简单业务操作，另外，受到网络连接的限制，必须联网进行所有的操作。

2.1.3胖客户端/服务器类型

胖客户端是在客户端机器上安装应用软件，与瘦客户端不同，客户端同服务器断开连接后，依靠客户端存储的少量数据也能够为应用软件所用，并独立完成部分业务操作。

胖客户端模式将应用程序处理分成了两部分：

由用户的桌面计算机执行的处理和最适合一个集中的服务器执行的处理。

它的优点是操作和充分利用本地存储资源，可离线工作，响应速度快，网络传输量小，安全性高；它的缺点是目前移动终端存在有多种操作系统共存的局面，需要为不同的平台开发相应软件，在客户端的操作痕迹较多，部署和更新很复杂。

为了解决胖客户端开发的困难，目前有两种常见的解决方案：

软件解决方案，直接开发智能手机操作系统从底层实现上就实现统一，或者提供运行在不同智能手机操作系统之上的虚拟机，应用开发在统一的虚拟机上完成，借此来降低跨平台开发的难度。

2.1.4智能客户端/服务器类型

智能客户端是易于部署管理的应用程序，通过统筹使用本地资源和到分布式数据资源的只能连接，提供适应的、快响应的和丰富的交互式体验。

与B/S或C/S相比，智能客户端具有明显的优势。

用户可以在离线情况下运行程序，可以使用本地数据或连接到服务端数据库，不依赖于网络是否连接。

移动通讯设备，由于网络费用，网络故障，可能不能保持网络实时通畅，移动本地个人数字图书馆终端设备采用智能客户端，网络在线可以进行在线查询，在线咨询，在线阅读等即时服务，当网络断开时，可管理本地个人数字图书馆可以对依据自身需要收集储存的信息，进行编辑、使用，可根据各自的爱好、兴趣、专长来进行信息资源的筛选和控制，尤其对网上的信息进行去糟粕取精，更方便快捷的对已存储信息进行查阅等，对收藏的信息反复进行查询和学习。

[14]

2.2基于Android的移动终端应用

Android是一款以手持设备为主要载体的开源操作系统，所有源代码都可以通过网上下载得到。

Android平台主要由应用程序、开发库、运行环境和Linux内核等组成。

其中，应用程序包括用户界面、地图、浏览器、通讯录和短信程序等，且都是由Java语言来进行操作和完成，使用者可进行可视化使用，并掌管所有基本应用功能和数据：

开发库主要包括被用于系统组建中的常见功能，含MediaFramework、libc、SGL、Webkit、OpenGLES、FreeType和SQLite等。

2.2.1Android平台特征

Android是由linux+Java构成的，是现在可移植性最高的手机操作系统。

相比与其他开发平台而言，Android更有优势，也更有竞争力，Android平台主要有以下特征：

（1）应用程序框架，该框架可以支持应用程序组件的重用与替换。

（2）针对移动手机特征，采用自组研发的Dalvik虚拟机，占用资源少，运行速度更快。

（3）内部集成的浏览器：

基于WebKit引擎，该引擎是开源的。

（4）优化的图形库：

包括定制的2D图形库和3D图形库，3D图形库基于openGLEs1.0标准的3D图形功能。

（5）SQLite用作结构化的数据存储：

SQLite占用的资源非常低，它属于一款轻型的数据库，但是，用于支持的SQL数据库的语言并不比其它开源数据库逊色，而且SQLite支持事务处理功能等。

（6）支持多媒体能力：

可以支持常见的静态图像、音频以及视频格式（如MPEG4、MP3、JPG等）

（7）支持GSM技术。

（8）拥有强大的开发环境：

包括设备模拟器、调试工具、内存和性能检测以及EclipseIDE的开发插件，Eclipse是以一个集成开发环境。

方便进行应用系统的开发。

2.2.2Android的架构和工作机制

Android系统平台由以下4个层次组成：

Linux内核层、开发库层、应用框架层、应用程序层。

（1）Linux内核层。

基于Linux2.6内核开发，提供底层服务，如内存管理、进程管理、安全机制、网络堆栈等驱动模块，位于软件层和硬件层之间。

（2）开发库层。

包括运行时库和其他库，Android运行时包含一组核心库（语言核心库内的大部分功能）和Dalvik虚拟机，它也提供了丰富的类库支持，并且开源，如数据库SQLite、OpenGLES等。

（3）应用框架层。

开发人员可跟核心应用一样，拥有访问框架APIs的全部权限结构化设计简化了各组件之间的重用，所有应用都可以分发自己的组件，也可使用分发的组件。

（4）应用程序层。

Android包含一套核心应用程序，包括E-mail客户端、短信程序、通讯录、日历、浏览器、地图等。

2.2.3Android应用程序的组成部分

Android应用程序由松藕合组件组成，并使用项目清单绑定在一起，项目清单描述了每一个组件以及它们之间是如何交互的。

应用程序由6个模块提供了基本的结构模块。

[14]

（1）Activity（活动），应用程序的表示层。

应用程序中的每一个屏幕都是Activity类的拓展。

Acticity使用view来形成显示消息和响应用户动作的图形界面。

在桌面开发环境中，Acticity就相当于Form。

（2）服务（Service），应用程序中不可见的工作者。

服务组件在后台运行，它们可以更新数据源和可见的Activity，并触发Notification。

它们被用来执行一些常规处理。

而这些常规处理需要持续执行，即使当应用程序的Activity不是活动的或者可见的时候也是如此。

（3）内容提供器（ContentProvider），一个可共享的数据仓库。

ContentProvider用来管理和共享应用程序数据库。

ContentProvider是在应用程序之间共享数据的首选方法。

也就是说，可以通过配置自己的ContentProvider来允许其他应用程序访问存储的数据，也可以使用其他应用程序提供的ContentProvider来访问它们存储的数据。