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电子与信息工程毕业论文:基于J2ME环境的手机功能软件开发.doc

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本 科 毕 业 设 计 基于 J2ME 环境的手机 功能 软件开发 所在学院 专业班级 电子与信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘要 Java 语言经过十多年的发展和应用,如今的技术日渐成熟。直至现在, Java 已经成为当今网络计算机平台的标准,也成为全球程序 员的首选开发平台。放眼当今的电子市场, Java技术已无处不在,小至信用卡,大到企业级应用系统等。而 J2ME 作为 Java 的微型版,主要用于开发具有有限连接、内存以及用户界面能力的设备应用程序,推动着整个移动网络技术的发展。 在小型电子设备上, J2ME 以它在无线编程上的独特作用为创建性能卓越的网络应用提供了一套完整的解决方案。其中以手机的应用软件最为普及现今人们的生活。一款优秀的手机应用软件可以为现在的人们带来更方便、更现代化、更优质的生活。 当今的手机应用软件市场五花八门,本论文选择了设计比较普遍的手机音乐软 件。MusicOnline 属于在线音乐软件。设计过程中为了保证设计时的思路清晰,逻辑正确,本文主要采取 MVC 的模式设计这款音乐软件,将程序分为控制器类、视图类和模型类三大模块。控制器为单一控制器 UIController,设计中在视图界面方面主要实现了音乐列表和音乐播放时的视图 ,通过 LCDUI 体系中的高级用户界面组件和低级用户界面组件分别对两个视图进行了不同的设计 ; 在通信方面实现网络通信和 在数据处理方面实现 XML 的解析等。其中各种类和方法的使用与功能在正文中将会详细介绍。本文的着重点在于客户端设计的过程和思路上,在介绍这些的同时也会介绍一些开发软件及开发环境的使用情况。最后还会稍微介绍一下测试的结果与软件其他可能的改进。由于程序过长,客户端的主要程序置于最后附录一项。 关 键 字 J2ME;音乐软件;移动网络 II Abstract Java language after more than ten years of development and application, today s technology to mature. Until now, Java has become the most standard network computer plat, also become the preferred global programmers development plat. Look to today s electronic market, Java technology has been everywhere, it is small to credit card, big to enterprise applications system, etc. But the miniature version of the J2ME as Java, mainly for the development with limited connection, memory, and the user interface, the equipment application ability to push the whole mobile network technology development. In small electronic equipment, with its in J2ME wireless programming to create a unique role perance a network of excellence application provides a set of complete solutions. Which is the most popular mobile phone applications today people s lives. One excellent mobile application software can be for people of now bring more convenient, more modern, better quality of life. Today s cell phone is multifarious applications market, this paper chose design is universal mobile music software. Online music software MusicOnline belong to. The design process to ensure that the design of clear thinking, logic, this paper mainly adopts correctly the pattern design of this MVC music software, procedures into controller type, view class and model class three modules. Controller for a single controller UIController, design in view interface aspects mainly realizes the music list and music play when views, through the advanced user interface LCDUI system components and low-level user interface components of two views respectively different design; In communications network communication and in data processing aspect analytical etc. Realize XML Including all kinds of classes and s of using and function in the text will be introduced in detail. This paper is emphasized by the client design process and thinking, in the meanwhile will also introduce these introduced some development software and development environment use. Finally will also introduce a little test results and software other possible improvements. Due to the program is too long, client main program in a given at the end. Key word J2ME,Music software,Mobile network III 目录 第一章 绪论 ........................................................ 1 1.1 手机软件现状 ............................................... 1 1.2 J2ME 介绍 .................................................. 1 第二章 J2ME 相关技术概览 ........................................... 3 2.1 Java 语言特点 .............................................. 3 2.2 关于 ECLIPSE ............................................... 3 2.3 关于 SDK ................................................... 4 第三章 程序结构及其实现 ............................................ 5 3.1 MusicOnline................................................ 5 3.2 MVC 模式 ................................................... 5 3.3 服务器端程序 ............................................... 6 3.4 音乐列表的实现 ............................................. 6 3.5 音乐播放的实现 ............................................. 7 3.5 网络通信的实现 ............................................. 7 3.6 XML 解析的实现 ............................................. 7 3.7 文件管理的实现 ............................................. 7 3.8 各个功能模块的控制 ......................................... 8 第四章 程序流程和具体分析 .......................................... 9 4.1 程序分析 ................................................... 9 4.2 MusicItem.................................................. 9 4.3 MusicListUI............................................... 10 4.4 MusicPlayerUI............................................. 11 4.5 HTTPManager............................................... 12 4.6 XMLmanager................................................ 12 4.7 FileManager............................................... 12 4.8 UIController.............................................. 12 4.9 MusicListEntity........................................... 12 第五章 测试与改进 ................................................. 14 IV 5.1 测试与打包 ................................................ 14 5.2 程序的改进 ................................................ 15 总结 ............................................................... 17 总结与感想 .................................................... 17 致 谢 ........................................................... 17 参考文献 ........................................................... 18 1 第一章 绪论 1.1 手机软件现状 随着 3G 无线网络的飞速发展,使用手机上网的用户越来越多。手机在人们生活中的普及也越来越广泛。至 2008 年,全球已有超过 15 亿台手机和手持设 备应用 Java 技术。伴随着这个巨大的市场,手机应用软件的发展也变得迅猛无比。而 Java 在手机软件发展方面更是拥有巨大的优势和发展潜力。 回望几年前的老版手机,老版手机的程序有很大的使用限制,手机里的程序不会自动更新,有了错误也不能更新和修改,如果想要增加新功能那估计就得换一部手机了。老版手机访问互联网的收费很高,这是因为老版手机在连接无线网络时所使用的网络资源必须连接网络在线访问,这样上网的耗时和费用之大可想而知。 而相对于老版手机,如今的智能手机可以通过移植 J2ME来实现智能化,但是需要向 J2ME的开发 商购买使用版权 [1]。 Java 的应用程序兼容性强,适用范围广,用 J2ME 编写的手机软件可以在大部分的 Java 手机上使用,安装后的手机软件会自动更新,增加新功能只要通过安装新的软件就能达成。而且 Java 技术在网络带宽的应用方面的提升更加明显, Java 应用程序下载到手机上安装之后,可以在本地运行,只会在连接到服务器时才会占用网络带宽。 这几年的 Java 技术发展迅速, JAVA 已经从一种最初用来编写与硬件无关的嵌入式系统的编程语言变成了一种与厂商、硬件无关的强大的服务器端技术,它使手机应用软件在无线移动方面得以飞 速的发展。随着 JAVA 技术的继续发展, J2ME 技术将会不断完善,将会有越来越多的智能手机应用软件被开发出来被广大的用户使用。而且 J2ME 强大的跨平台性将渐渐使它夺得开发软件王者的地位。 下面在本篇文章中就将详细的介绍基于 J2ME 环境下手机应用程序制作的具体过程以及其重要的作用。 1.2 J2ME 介绍 在 1999 年, Sun 公司宣布了以 Java 2 平台为核心的 J2EE、 J2SE 和 J2ME 三大平台。其中 J2ME 被称为 Java 微型版,主要用于开发具有有限连接、内存以及用户界面能力的设备应用程序,即被定为在消费性的电 子产品应用上。 J2ME 版本为资源有限的消费性电子产品设置了精简核心类库,并提供了一些模块化的架构用来开发软件,使得开发软件时的思路更明确。由于 J2ME 应用程序惊人的广泛性,使它将会成为未来 Java 技术发展的重点。 J2ME 在首次亮相的时候就很明确地将目标指向智能无线设备和小型计算机设备的开发。它在开发时有一个明显的优点,就是它兼容于所有支持 Java 的设备。所谓支持 Java的设备,简单来说就是任何能运行 Java 虚拟机器的计算机。在如今的电子市场中,几家大型电子产品公司例如 Motorola、 Nokia 等都在生产 支持 Java 的设备。 J2ME 的硬件平台与其它 Java 平台的相比有很大的差异。在 J2ME 的硬件设备中 ,根据其性能主要可以分为连接设备和受限连接设备两种。 J2ME 的体系结构也是基于这个设备的类2 别的 [2]。其中连接设备相对高端,具体例子有电视机的机顶盒等。受限连接设备相对低端,例如寻呼机、手机等。由于有两种不同的设备,它们的开发需求也不一样,为了解决这方面问题。 J2ME 提出 了 配置( configuration) 的概念, 它是提供给设备使用的最小类库集合,这个概念 对不同级别的硬件所使用的 JVM 和基础 API 集合方面做了 规定。 如较高端的连接设备会采用 CDC( Connected Device Configuration),所使用的 JVM 被 称为 CVM; 而 对于低端 的受限连接 设备,则 会 采用 CLDC( Connected Limited Device Configuration), 并且由于受到内存资源和执行速度的影响,使用的虚拟机为 KVM。 在实际应用中,虽然 CDC 和 CLDC 为那些 各类设备中最具共性的配置提供了基本的功能集合 ,但在不同的设备之间仍存在着很大的差异。为了解决这个问题,开发人员在原来配置的基础上, 又 提出了 简表( Profile) 的概念 ,与配置类似的简表即是一系列针对特定设备的类库 。 简表在不同级别硬件的基础上,又 针对某一类设备制订 了 规范和 API,这个概念提出之后,开发人员终于可以建立一个相对完善的 J2ME 开发环境。 第一个可供使用的 J2ME应用程序运行环境 为 MIDP( Mobile Ination Device Profile) ,同时它也是 第一个制订完成 的简表。 手机属于受限连接设备,因此手机上的 J2ME 程序是基于 CLDC 和 MIDP 的,这些程序也被称为 MIDlet( Mobile Ination Devices applet)。 MIDlet 是近年来应用最广的 J2ME应用程序,主要运行于各种移动终端中 [3]。 3 第二章 J2ME相关技术概览 2.1 Java 语言特点 Java 语言无疑是一种优秀且功能强大的编程语言,它与平台无关的特性使它拥有巨大的普及率和广泛性。与其它开发程序语言相比, Java 语言有许多特有的性质和优点使得它更适于程序的开发。对软件开发人员来说,它主要有以下几个优势 [4] 易于学习开发。 Java 程序设计语言是一种强大的面向对象的语言,但是学习起来却有着平缓的学习曲线,对广大新开发技术人员来说上手极快。 代码量更少。从编写一个程序时使用的方法和类的数量上进行比较的话,用 Java 语言编写同样的一个程序的代码量通常比用 C编写的少 75左右。 代码更健壮。 Java 语言会使用泛型等的方式进行编写程序,使得程序出现 BUG 的概率更低。 Java 软件附带大量的包和类,程序开发人员在编写程序时可以不断重用这些已经经过测试的类和方法,从而减少了程序的错误率。 开发程序速度更快。 Java 编程语言相对 C来说更简易,当用它编写程序时,开发人员的开发实践的速度将会快两倍,而要求的代码量却更少。 强大的跨平台性 .Java程序可 以很轻松地在不同的平台上进行移植。在 Windows、 Linux、Solaris、 MacOS 等平台上都能使用同样的代码。 轻易地移植或迁移。用 Java 语言编写的应用程序被编译到机器独立的平台上,这让系统的移植和平台的迁移变得非常简单。 软件升级更容易。如果使用 Java 编写的软件,用户可以只用鼠标单击这样简单的操作启动 Java 应用程序。 Java 应用程序在启动时会自行检查当前版本,如果有 Java 软件的其他最新版本,软件将自动地下载更新并进行安装。 2.2 关于 ECLIPSE Eclipse 是一个开放源 代码的 强大的 Java 开发平台,与它相关的许可证大多都是基于CPLCommon Public License, CPL 是一个被 OSI( Open Source Initiative)认可的许可证。 Eclipse 是和 Sun ONE Studio、 NetBeans、 Borland JBuilder 类似的一种整合型可扩展开发平台,它是目前最著名的开源项目之一 [6]。 Eclipse 是用 Java 语言编写的,它本身只是一个框架和一组服务,通过插件组件来构建开发环境。但是 Eclipse 还附带了一个标准的插件集,其中就包括了 Java 开发工具( Java Development Tools,JDT) 。 Eclipse 还包括插件开发环境( Plug-in Development Environment, PDE),这个组件允许 那些 希望扩展 Eclipse 的软件开发人员构建与 Eclipse 环境无缝集成的工具。 Eclipse 未来的发展目标不只是成为专门开发 Java 程序的 IDE 环境,根据它的体系结构,通过一些开发插件,它能扩展到任何语言的开发,甚至能成为图片绘制工具 [7]。 由于 Eclipse 中 基本上 都是插件, 各种不同类型的插件让各 种 工具开发人员都 可以在 Eclipse这个 场所 中有所发挥。虽然 Eclipse 是使用 Java 语言开发的,但它的用途 却 不限于 Java 4 语言 ,它还 支持 C/C、 COBOL 和 Eiffel 等编程语言, 只要安装相应插件即可。 2.3 关于 SDK SDKSoftware Development Kit,即软件开发工具包,对于开发 J2ME 程序来说是必不可少的。选择一款合适的 SDK 对开发软件来说是十分重要的, 而本次设计选择的是 Nokia S40 5th FP1 SDK。 SDK 简单来说就 是 Eclipse Plat、 JDT 和 PDE 所生产的组件 的 合并, 这些组件组合之后将 提供一个具有丰富特性的开发环境, 并 允许开发者建造 一些 可以无缝集成到 Eclipse Plat 中的工具。 Eclipse SDK 由 Eclipse 项目生产的 软件 和 第三方插件 组合而成。 其中 Eclipse 项目生产的软件以 GPL 发布, 而 第三方 插件 有 其 自身的许可协议。 SUN 公司作为 Java 技术的先行开发者和主要的推广者,它开发的 WTK 集成的 JSR 规范最多,功能也最全面 [8]。但是各大手机厂商为了产品的独特性都自行开发了属于自己的J2ME 开发包 ,所以 WTK 开发包在实际中的应用性会差很多。因为在 WTK 中调试正常的程序,却不一定能够放到真机中正常运行,有些甚至根本无法启动。所以在实际的工作中,为了使辛苦开发的软件最后不至于落得一无是处的下场,在开发软件的初始阶段就要根据目标机型选好合适的 SDK。 5 第三章 程序结构及其实现 3.1 MusicOnline 本设计的程序是一个手机音乐应用程序,名为 MusicOnline,中文名即在线听歌。由于是一款音乐软件,所以在设计的初始阶段首先考虑到的便是音乐列表和音乐播放时的界面,然后在逻辑模型上,需要处理音乐 数据,连接网络等,仔细思考后,发现客户端程序需要涵盖 UI 组件设计、 RMS 管理、 HTTP 通信、 XML 解析等多个与 J2ME 相关的技术。而且在实现网络模拟时还要设计服务器端的程序,将两者放在一起,整个 MusicOnline 程序就是一个以C/S 模式开发的商务软件系统,它主要实现的功能为软件的客户端可以从服务器端下载音乐的详细信息,将信息存储在本地后并展示给用户。当用户选择列表中某一首音乐后,软件的客户端能够连接到服务器端进行在线播放音乐。 为了将这些功能完全的实现,需要进行进一步的流程分析。最后决定的具体程序流程 大致如下首先是要实现客户端从服务器端下载一些音乐的详细信息。如果是文字信息就将以XML 格式组织,这些文字信息具体包括音乐的标题、简介、图片 ID 和音乐 ID 等;接着软件的客户端完成解析后,需要将下载的信息保存到 RMS 中。另外根据图片 ID 下载的图片可以选择保存在本地;然后是客户端以列表的形式展示音乐信息;最后是当用户选择某一首音乐后,进入音乐播放界面,显示音乐信息的同时进行在线播放。 分好详细的步骤之后,就可以开始架构每一步程序的具体结构了。 3.2 MVC 模式 MVC( Model-View-Controller)中文翻译为“模型 -视图 -控制器”。使用 MVC 模式设计程序的核心思想就是将设计程序的主体分离成模型和视图两个部分,其中模型部分的程序实现了逻辑处理,视图部分程序实现了用户界面展示,然后两者通过控制器来实现同步。采用MVC 模式有众多优点,主要为高重用性、低耦合性、可适用性、较低的生命周期成本以及快速的开发和部署。当然,采用 MVC 模式来设计程序也会带来一些麻烦。但总的来说 MVC设计模式是一个创建应用程序的很好途径,它所提倡的一些原则,例如用户界面和逻辑处理互相分离的概念非常容易理解,可以帮组软件开发者理清思 路。并且使用 MVC 可以使软件程序在代码健壮性、代码重用以及程序结构方面变得更加完善 [5]。 本设计程序的客户端就是采用 MVC 设计模式。主程序根据 MVC 模式分成视图和模型两个部分,加上控制器一共分为三个模块。各个模块的具体分类如下 视图模块本设计中主要实现了两个视图,即音乐列表视图( MusicListUI)和音乐播放视图( MusicPlayerUI)。 控制器模块本设计采用的是单控制器模式,只有一个控制器类( UIController)。 模型模块设计中实现了多个模型类,其中包括 XMLManager、 RMSManager、 RMSManager、HTTPManager 等。 分配完类之后,整个 MusicOnline 程序的类框架也出来了,如图 3.1 所示。
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