基于安卓平台的手机助手设计与实现可行性研究报告.docx

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基于安卓平台的手机助手设计与实现可行性研究报告

基于安卓平台的手机助手设计与实现可行性研究报告

摘要

Android是智能手机最广泛的应用系统之一，在如此大的市场环境下，Android应用数不胜数，但应用也增加了手机的负荷，降低了手机的使用效率。

针对此问题，对用户遇到的实际问题进行了调查，分析出用户们希望通过应用软件对手机进行管理，从而提高手机性能。

通过对用户的需求调查，针对用户所面临的问题，设计并开发了一个手机助手软件系统。

系统实现了屏蔽来电、软件管理、任务管理、手机杀毒等功能，主要开发过程包括：

对该系统进行需求分析，得到该系统的用例图及用例描述；对系统进行分析设计，得到该系统的结构设计和功能模块设计；设计数据库，得到数据库表；基于Java语言、Android开发技术实现系统，编写了代码；对系统进行功能测试，保证其功能的完善。

在系统开发完成后，将本系统在小范围内的用户手机中进行了测试调查，调查结果得出系统可以达到预期的效果，用户们对系统的使用反响良好。

总结用户们反馈回来的信息，他们指出该系统可以帮助用户对手机的日常管理，达到了系统在设计阶段时所针对的问题，为用户提供了管理便利和安全保护。

第1章绪论

随着智能手机的普及，手机软件成为了一个新的商业竞争市场，每天都有大量的手机软件上架，而用户的手机也是被各种应用软件所占据。

当手机里的软件越来越多达到一定规模的时候，用户们会发现他们每天都会在手机的使用上浪费大量的操作时间，于是管理软件成为一个热点被人们所追求，人们希望有一款软件可以帮助他们简化手机的使用，从而提高手机性能。

1.1课题研究背景

智能手机（Smartphone），是指“像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称”。

Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统，其最大特色就是扩展性能强，第三方软件支持多[1]。

Android操作系统最初由AndyRubin开发，最初主要支持手机。

2005年由Google收购注资，并组建开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。

Android的主要竞争对手是苹果公司的IOS以及RIM的BlackberryOS。

2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。

2012年2月数据，Android占据全球智能手机操作系统市场52.5%的份额，中国市场占有率为68.4%[2]。

在这个信息化的时代，手机已成为继固定电话之后最为通俗的交流工具[3]。

在这个人与人关系愈加密切的时代，手机成了生活中的必需品。

伴随着手机的普及，人们对手机的功能需求也越来越多，手机不仅要能打电话，还要成为娱乐设备，上网冲浪设备等，而随着手机中软件的增加，其安全性、快捷性等性能就大打折扣，这样的手机不再是人们想象中的微型电脑，因此手机用户呼吁一款可以提高手机性能且能保护手机的应用软件，所以手机管理软件应运而生。

1.2目的及意义

1.2.1目的

手机管理软件是应运市场的需要而产生的，是手机用户们迫切需要的一款应用软件。

它提出的目的是为了降低手机日常使用的复杂化和提高手机的安全性，是为了能给手机用户带来手机日常权限管理功能的集中化、高效化和快捷化好处。

1.2.2意义

手机管理软件能使用户在使用手机的过程中减少繁琐的操作和提高手机的性能，避免用户在使用手机时浪费不必要的时间；也可以帮助用户保护手机，增加手机的安全性。

总之，它的意义在于使得手机的使用可以更加简单、更加安全和更易管理。

因此，开发一个基于帮助管理手机的可视化系统是在必行。

其系统总的设计思想是以组成界面的元素为对象，用构件的形式加以描述，组织并提供一个可视化的管理环境，使用户能放心和快速的使用手机。

1.3Android发展现状

随着3G应用的普及和4G网络的推广，用户会越来越需要更加个性化、优质化的服务，用户希望能够随时、随地无缝利用3G和4G网络进行办公、网上交易、游戏娱乐、欣赏影视节目、收听和下载等。

根据观察，在近年来，移动手机终端已经有了以下若干方面的新发展。

首先，提供智能提醒服务，手机能够与用户实现密切配合，并监控用户的个性化设置（保持在本地或者云端），当重要时间点或关键事物需要用户注意时，手机会向用户发出“提醒”服务，服务包括日程提醒、交通状况、最佳行车路线、最佳泊位、优惠活动、实时新闻、体育赛事、天气情况、股市行情、好友活动、亲友生日等。

其次，提供虚拟现实体验，手机可以借助传感器、周边设备了解到您的身边环境，并根据收集到的信息，智能的为您提供有用的信息，如可以在用户购物时，提供相关的同类产品价格参考，提醒用户附近的那个卖场更物美价廉；根据实际场景，为用户及时提供正在操控的产品的使用方法提醒。

如今，发挥物联网的优势，借助无处不在的传感器，可以感知并分享到周围世界的海量信息，这些信息将在“云端”得到整合，帮助用户及时、准确的获得气息信息、交通路况。

另外借助物联网，用户间已经可以方便、快速的分享资源，协助和交互。

如进行端到端的照片分享、书籍分享、音乐分享等。

最后，更加智能、安全的设备，随着智能手机的不断普及和更加智能，手机软件的更新、升级将会变得越发简单，并会为用户提供工具或信息，让用户有能力和权力决策那些内容可以浏览、下载或分享。

[4]在管理性能上也将更加出色，能够十分有效的帮助用户进行获取到的内容的管理，现在更是有了基于手机的金融活动，如电子钱包、在线支付、在线贸易等。

1.4论文组织结构

第1章绪论，介绍了课题研究的背景及意义，对相关智能手机应用的现状进行了分析，提出了要解决的问题。

第2章需求分析，介绍了系统的开发和实施需求、软件需求、硬件需求等，对系统的可行性进行了分析，给出了系统的设计方向。

第3章概要设计，根据上一章的需求内容进行系统分析，设计系统框架图，描述了系统开发采用的技术支持，对系统的功能模块和数据库进行了设计。

第4章详细设计，详细讲解功能模块的具体实现。

第5章测试，通过测试展现出系统的优缺点，检测错误并修改，也为后续的系统更新做铺垫。

1.5本章小结

本章首先介绍了Android智能手机的发展历史，由此提出了手机助手系统的必要性，并对该系统的目的及意义做了分析，最后阐述了Android系统在当下国内外的发展现状。

本章主要是清晰指出本系统要针对的主要问题，为后续的开发指明方向。

第2章需求分析

软件需求分析就是把软件计划期间建立的软件可行性分析求精和细化，分析各种可能的解法，并且分配给各个软件元素。

需求分析是软件定义阶段中的最后一步，是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。

[5]

需求分析的任务是确定对系统的综合要求，分析系统的数据要求，导出系统的逻辑模型，修正系统的开发计划。

软件需求分析过程所要做的工作是深入描述软件的功能和性能，确定软件设计的限制和软件同其它系统元素的接口细节，定义软件的其它有效性需求。

[6]

2.1概述

本章采用软件工程方法对手机助手系统进行了需求分析，包括系统目标、功能性需求、非功能性需求、数据需求。

其中将着重介绍功能需求分析和非功能需求分析，并画出功能需求所需的模块图。

2.2系统目标

2.2.1总体目标

计算机时代的到来，为我们带来了很多的好处。

它是人们的生活变得简单，人们的工作效率得到了提高，使人们的生活进入一个新的层次。

随着社会经济和科学技术的发展，手机得到了更加普遍的应用，现在是信息化的时代，各行各业都离不开手机，随着计算机的前进脚步信息得到了全球化，使得手机也跟着进入到了全球化时代。

所以本系统的总体目标是为了提高人们的通讯生活质量，为手机用户提供24小时的应用便利。

2.2.2具体目标

系统的具体开发目标是为了减少用户对于手机管理的时间，实现用户对于程序管理的有效性和快捷性要求，满足用户对于使用手机的一些日常操作功能。

系统也将按照用户的使用习惯采用简洁的操作界面，提高用户的可操作行。

2.3系统可行性分析

2.3.1社会可行性分析

目前，基于Android的手机软件有非常广泛的市场空间，源于使用Android系统的手机用户基数非常大。

因为有谷歌、华为等多家大型国际公司的带头作用，使得Android系统在智能手机领域内有很广阔的应用和发展前景，Android系统已经成为现在移动领域研究的热点。

2.3.2技术可行性分析

由于Android开发是应用于当前主流编程语言Java，并且Android开发具有开源性，这不仅让开发者可以在统一开放平台进行程序开发，而且还可以解决现今市场不同智能机之间因文件格式不同而造成的信息交流不便、程序内容无法移植等问题。

Android平台是由操作系统、中间件、界面和应用软件组成。

是第一个要为移动终端创造的一款真正开放的完整的操作系统。

[7]

2.3.3经济可行性分析

由于Android是开源软件，具备开发周期短，程序需求量大，拥有大量的手机用户等特点，可是给开发者提供良好的环境和市场。

[8]

2.4业务流程

业务流程是为达到特定的价值目标而由不同的人分别共同完成的一系列活动。

[9]活动之间不仅有严格的先后顺序限定，而且活动的内容、方式、责任等也都必须有明确的安排和界定，以使不同活动在不同岗位角色之间进行转手交接成为可能。

活动与活动之间在时间和空间上的转移可以有较大的跨度。

而狭义的业务流程，则认为它仅仅是与客户价值的满足相联系的一系列活动。

为了更好地描述本系统的业务流程，采用数据流图进行描述，它是以图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程，可以清晰的表达出数据流经过的处理和走向。

以下是分别针对黑名单数据流和黑名单操作数据流的描述和数据流图：

当用户手机来电时，截取手机获取的来电号码，将来电号码数据流提交到后台数据库进行校对，返回校对信息，再根据校对信息使手机对来电号码进行判断是否屏蔽来电。

黑名单查询数据流图如图2-1所示。

图2-1黑名单查询数据流图

对于黑名单操作，接收用户对于黑名单的操作信息，该信息可能为添加、修改或删除，将操作信息传递到数据库对数据库信息进行修改。

黑名单管理数据流图如图2-2所示。

图2-2黑名单管理数据流图

2.5功能需求

2.5.1功能需求调查

相应的功能需求调查有以下方面。

1）流量监测功能

随着手机功能的不断完善和3G网络的普及，智能手机已经渐渐向网络化发展，而人们也越来越依赖于用手机上网冲浪。

在网络高度发达的今天，人们可以随时随地的在网上冲浪，但也带来了与之共存的缺点，那就是流量的快速消耗问题，用户喜欢流量的透明性，那就是知道软件的流量消耗情况，以直观的变现形式呈现给用户，这样不仅可以方便用户提前限制不需要联网的程序，也可以帮助用户更好的规划自己的流量使用情况。

2）程序锁功能

在日常生活中手机不可能做到“机不离身”，可能会因一些原因而借给别人，但是如果手机中还有着一些自己不想让别人看到而又不舍得删掉的东西，那就会让用户很为难，于是对于个人隐私的保密性也就被许多手机用户所提倡。

他们希望可以限制某些程序的公开性，来保护自己的秘密。

3）任务清理功能

在使用智能手机的过程中，我们不可能每次都一个个的去后台关闭不想用的进程，而大量的手机进程在后台运行又会影响手机的响应速度，所以批量关闭后台运行程序也成为手机用户迫切需要的一项功能。

4）程序卸载功能

随着时间的推移，我们会有越来越多的软件供我们使用，所以在手机中也将会存储着越来越多的应用软件，随着应用软件的更新换代，过去的软件将不再被使用，而这些软件闲置时还是会浪费一定量的存储空间。

比起一个个的去查找并卸载软件，批量卸载是必然使用的优质选择。

5）黑名单功能

在信息化高速发展的今天，手机已经成为了人们必不可少的通信工具。

但是手机给我们带来方便的同时，也带来了一些让人烦恼的事情。

比如经常会有陌生人打骚扰电话，经常会在睡梦中被手机铃声惊醒，甚至接到一些诈骗电话，这些都是让人难以忍受的，似乎一切都被手机控制了。

所以人们需求自由的来电拒接功能。

6）病毒查杀功能

当手机网络普及的同时，人们也发现了手机病毒的普及，有些程序会盗取用户的隐私，例如通讯录、短信等，更严重的则是盗取用户的账号对用户造成财物上的损失，所以手机用户们需要一款安全防护类的病毒查杀功能。

7）清理SD卡缓存功能

每当我们开启应用程序的同时，都会在SD中留有缓存，这是为了方便我们下次能够更快的启动程序，但是残留的缓存多了也会对手机整体造成影响，所以平时勤清理缓存会让我们的手机运行的更快。

8）归属地管理功能

在接打电话的过程中，用户会存在着对于一个不清楚的号码是不是长途的疑问，如果在接听和拨打电话时手机能够提示该号码的归属地，那么用户将不会再因不知道号码是否是长途而烦忧。

2.5.2用户功能用例分析

用例分析是从用例模型到分析模型的过程，是需求与设计之间的桥梁。

用例分析把系统的行为分配给分析类，让分析类交互完成系统的行为。

用例图是表示一组用例、参与者及相互间关系的图。

一个用例是系统所执行的一组动作的规范，而动作的执行将产生一个可观察的结果，该结果对相关的参与者具有特殊用途或价值。

用例图主要描述用例之间、用例与参与者之间的关系，还有相关注解和约束。

[10]

手机助手系统的用例图如图2-3所示。

图2-3手机助手系统用例图

针对图2-3用例图，对其中的用例进行用例描述，内容如表2-1~表2-5所示。

表2-1监测流量用例

用例

监测流量

启动者

用户

支持者

手机助手系统

主要流程

a1用户点击流量监测

a2用户点击流量显示按钮

a3用户再次点击流量显示按钮

b1系统响应进入流量监测界面

b2系统界面显示系统内应用的流量消耗列表

b3关闭系统内应用的流量消耗列表

替代流程

无流量消耗应用：

当系统内的应用没有联网功能时，其流量消耗表示为-1。

系统规则

BR1：

流量显示按正常流量消耗和WIFI流量消耗两种。

BR2：

累积所有软件总流量消耗。

表2-2屏蔽黑名单用例描述

用例

屏蔽黑名单

启动者

用户

支持者

手机助手系统

主要流程

a1用户点击黑名单

a2用户点击黑名单列表中的号码

a3用户点击添加、修改或删除按钮

b1系统响应进入黑名单界面，并弹出黑名单列表

b2系统弹出黑名单添加、修改和删除按钮

b3系统执行添加、修改或删除操作，操作完成后显示黑名单列表

替代流程

1）无数据添加：

添加黑名单号码为空时，提醒用户号码为空，显示黑名单列表界面。

2）无数据删除：

当删除黑名单列表中的最后一个号码或黑名单列表为空时执行删除操作，会弹出“该黑名单中无号码，请添加”信息。

系统规则

BR：

添加的黑名单号码不能为空。

表2-3程序锁用例描述

用例

管理程序锁

启动者

用户

支持者

手机助手系统

主要流程

a1用户点击程序锁

a2设置程序锁密码

a3在程序列表中选中要锁定的程序

a4进入锁定的程序

a5输入密码

b1系统响应进入程序锁界面

b2系统显示密码

b3锁定改程序

b4弹出密码界面

b5密码正确，进入程序；密码错误，无法进入程序

替代流程

1）未设置密码：

未设置密码而要锁定程序时，弹出密码为空信息，程序锁服务无法开启。

2）错误密码：

输入错误密码无法进入程序，弹出“密码错误”信息。

系统规则

BR1：

密码不能为空，且要求为6位数字。

BR2：

密码唯一，不可设置多个密码。

表2-4清理进程用例描述

用例

清理进程

启动者

用户

支持者

手机助手系统

主要流程

a1用户点击进程管理

a2选中需要清理的进程，点击清理

b1系统响应进入清理进程界面，弹出手机进程列表

b2清理选中的进程，提示清理的内存信息，清理完后显示进程列表

替代流程

清理系统进程：

清理系统进程时，提示该进程为系统进程，无法清理

系统规则

BR1：

不能清理系统进程。

表2-5卸载程序用例描述

用例

卸载程序

启动者

用户

支持者

手机助手系统

主要流程

a1用户点击程序管理

a2选中要卸载的程序

b1系统响应进入程序管理界面，以列表形式显示手机内所有应用程序

b2弹出卸载界面，提示是否卸载，是则写在，否则返回b1

系统规则

BR1：

不能卸载系统程序。

2.6非功能性需求

非功能性需求是指依据一些条件判断系统运作情形或其特性，而不是针对系统特定行为的需求。

包括安全性、可靠性、互操作性、健壮性、易使用性、可维护性、可移植性、可重用性、可扩充性。

下面分别介绍一下这些特性，如表2-6。

表2-6非功能性需求

安全性

为防止把手机内的信息泄露给无关的用户，必须采取某种安全保密措施，这些措施的有效程序如何就称为系统的安全性或保密性

可靠性

元件、产品、系统在一定时间内、在一定条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。

可通过可靠度、失效率、平均无故障间隔等来评价产品的可靠性

互操作性

Interoperability，是指不同的系统、网络、操作系统和应用程序一起工作并共享信息的能力

健壮性

健壮性又称鲁棒性，是指软件对于规范要求以外的输入情况的处理能力。

所谓健壮的系统就是指对于规范要求以外的输入能够判断出这个输入不符合规范要求，并能有合理的处理方式

易使用性

易用性是可用性的一个重要方面，指的是产品对用户来说意味着易于学习和使用、减轻记忆负担、使用的满意程度等

可维护性

就是在软件交付使用之后直至软件被淘汰的整个时期内为了改正错误或满足新的需求而修改软件的活动

可移植性

指与软件从某一环境转移到另一环境下的难易程度。

为获得较高的可移植性，在设计过程中常采用通用的程序设计语言和运行支撑环境

可重用性

在环境和功能发生变化后，可通过局部修改和重组，保持整体稳定性，以适应新要求的软件

可扩充性

设计良好的代码允许更多的功能在必要时可以被插入到适当的位置中。

这样做的目的的是为了应对未来可能需要进行的修改，而造成代码被过度工程化地开发

因本手机助手系统涉及到权限问题，所以应该需要满足安全性、可靠性；

考虑到Android手机软件的特性，应需满足易使用性、可移植性、健壮性；

考虑到现今软件的可升级特性，为了本系统更好的发展空间，应需满足可维护性、可重用性、可扩充性。

2.7环境需求

1）PC配置：

操作系统要求Windows2007，内存2G以上，安装配备Java开发语言和eclipse开发工具及Android开发环境配置。

2）手机配置：

智能Android平台手机，要求Android4.0以上版本。

3）数据库：

使用SQLite轻量级数据库。

2.8未来功能需求

随着手机网络的普及，手机软件的未来发展趋势必然是网络化。

所以本系统将来的需求会使用联网功能，会提供热点搜索以及更换皮肤功能，使本系统软件更加的个性化。

2.9本章小结

本章主要描述了什么是需求分析及需求分析需要完成的任务，分析了手机助手系统的功能性需求和非功能性需求，并介绍了系统的开发环境及系统的运行环境要求。

同时对系统进行了可行性分析，包括社会可行性、技术可行性、经济可行性。

本章主要为了了解系统的基本需求，为系统后期的开发奠定一个良好的基础。

第3章系统总体设计

概要设计的主要任务是把需求分析得到的系统扩展用例图转换为软件结构和数据结构。

设计软件结构的具体任务是：

将一个复杂系统按功能进行模块划分、建立模块的层次结构及调用关系、确定模块间的接口及人机界面等。

数据结构设计包括数据特征的描述、确定数据的结构特性、以及数据库的设计。

概要设计建立的是目标系统的逻辑模型，与计算机无关。

3.1概述

在需求分析阶段，已经对本项目的需求做了详细描述并划分了层次。

在本章，会对项目进行具体的模块划分、模块的设计、数据库的设计、数据结构的设计等一系列工作。

即对有关系统全局问题的设计，也就是设计系统总的处理方案，又称系统概要设计。

这一过程，是为了将需求分析阶段的功能实现，提高系统的可靠性、安全性、实用性等。

3.2系统原则及方法

3.2.1原则

1）实用性原则

为了能为更多的用户提供帮助，此次采用Android4.0进行开发，以便能在更多的手机上能够使用本软件。

为了方便用户的可操作性，本软件将使用九宫格格式的功能界面，会有简洁的界面、明确的功能划分和快速有效的响应速度，以便用户的使用。

2）安全可靠性原则

由于本软件是属于手机管理类软件，将会需要较多的手机管理权限，为保证用户的隐私安全，本软件将严格控制其安全性和保密性，不会有任何针对手机用户的恶意行为，不会泄露用户任何的隐私信息。

3）界面美观性和简单易学性原则

时间不管对于谁来说都是宝贵的，用户不会愿意花大量时间去学习使用一款软件。

而一款软件如果操作界面不友好，让用户难以上手使用，那就说明这款软件开发得不够成功，从而失去大量的用户。

所以本项目必须拥有良好的交互界面，且能让用户安装之后可以快速的熟悉并使用。

4）稳定性原则

一款软件如果设计得不够好，那么就有可能在运行的时候出现一些不可预料的错误从而造成软件崩溃。

如果用户在使用的过程中软件突然崩溃了，无疑会让用户感到非常不舒服，有可能就把软件给卸载了，这样也会流失掉很多用户。

所以本软件将会在测试阶段严格认真的进行测试，杜绝软件崩溃现象。

5）可扩展性与可维护性原则

为适应软件行业的快速发展，软件应该具有良好的可扩展性和可维护性。

系统设计尽可能模块化、组件化，由于Android设备分辨率的各不相同，使软件可灵活配置，适应不同的Android终端设备。

系统的可扩展性应包括能接纳已有的系统和在今后系统软硬件扩展时，能有效地保护已有的资源建设。

当用户的需求有所改变时，可以对其快速的配置改变，以应对用户的需求，有一个较好的应用平台——Android设备，能容易地安装和卸载。

系统易于扩充升级，既能满足当前业务的需求，将来的需求改变和软件升级也被考虑在内。

3.2.2方法

“面向对象”是一种认识客观世界的世界观，是从结构组织角度模拟客观世界的一种方法。

[11]

对象：

是事物运行方式、处理方法和属性值的一种抽象表述[12]。

类：

是一组具有相同数据结构和相同操作的对象的集合[13]。

面向对象方法学的出发点和基本原则是尽可能模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程尽可能接近人类认识世界、解决问题的方法与过程。

由于客观世界的问题都是由客观世界中的实体及实体相互间的关系构成的，因此我们把客观世界中的实体抽象为对象（Object）。

面向对象方法的四个要点：

1）认为客观世界是由各种对象组成的，任何事物都是对象，复杂的对象可以由比较简单的对象以某种方式组合而成。

2）把所有对象都划分成各种对象类（简称为类Class），每个对象类都定义了一组数据和一组方法，数据用于表示对象的静态属性，是对象的状态信息。

3）按照子类（或称为派生类）与父类（或称为基类）的关系，把若干个对象类组成一个层次结构的系统（也称为类等级）。

4）对象彼此之间仅能通过传递消息互相联系。

3.3系统采用的技术支持

3.3.1Android开发环境介绍

Android是Google公司推出的手机开发平台，但此技术并非Google开发，是Google收购的Android技术。

Google与开放手机联盟的合作使得Android技术更加完善。

[14]虽然Android这词出现才短短几年，由于它的使用不受专利限制加上有Google强大的技术支持，Android已有相当