1、本科毕业设计（论文）基于安卓系统开发的移动天气预报系统Mobile Weather Forecast Software院 （系）计算机学院专 业软件工程班 级软件十班学 号16210121025学生姓名叶建军指导教师马世登提交日期2020年4月15日毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行的设计（研究）工作及取得的成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人已经发表或撰写的作品及成果。对本文的研究作出贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果
2、由本人承担。毕业论文作者（签字）：签字日期：年月日中文摘要自改革开放以来，人们的生活水平与经济情况比起以前有了翻天覆地的变化，再加上交通工具的高速发展使得人们的出行比以前更加的频繁。而时至今日，无论是日常工作或者是娱乐出行都已离不开天气预报了，因此本文开发了一套基于安卓开发平台的移动天气预报应用系统。本系统主要运用android studio软件进行开发与维护，其脚本语言是Java，后台数据库则是Litepal数据库。该系统主要是通过用户点击查询天气预报的城市，后台会自动从指定的网站上获取该城市实时的时间、温度、天气情况、空气质量、还有未来七天的气温与生活建议等一系列JSON数据信息，随后采用
3、GSON方法解析数据，并通过XML布局使天气预报的信息显示在应用系统上。另外本系统还实现了后台自动刷新功能与手动更新功能，使用户能够第一时间掌握最新的天气信息，极大地方便了用户的出行及行程安排，避免了恶劣天气带来的不必要麻烦。关键词：移动天气预报应用系统 Android Studio Litepal1.1.11.ABSTRACTSince the reform and opening up, peoples living standards and economic conditions have changed dramatically compared with the previous,
4、 coupled with the subway, bus convenience and other reasons make people travel more frequently than before. Today, people can not do without weather forecast, whether it is daily work or entertainment travel, so this paper has developed a mobile weather forecast application system based on Android d
5、evelopment platform. This system mainly uses the android studio software to carry on the development, its development script language is mainly Java, the background database which develops is the Litepal database. The system mainly by clicking want to query the city, the background automatically fro
6、m the designated website to obtain the citys real-time time, temperature, weather conditions, air quality, the next seven days of weather temperature, life advice and a series of JSON data information, and then use the GSON to parse the data, finally through the XML layout to make the weather foreca
7、st information display on the application system. In addition, the system also realizes the function of automatic background refresh weather information and manual update, so that users can grasp the latest weather situation in the first time, which greatly facilitates the travel and travel arrangem
8、ents of users, and avoids unnecessary trouble caused by bad weather.Keywords: Mobile Weather Forecast Application Android Studio Litepal 目录第一章 绪论11.1 系统研究背景11.2 研究的目的与意义21.3 国内发展现状21.4 系统结构2第二章 相关理论与技术42.1 开发环境的介绍42.2 相关技术的介绍42.2.1 Java技术介绍42.2.2 Android Studio开发工具介绍52.2.3 LitePal介绍5第三章 系统可行性需求分析63.
9、1 系统目标63.2 目标用户63.3 系统设计及作用6第四章 系统总体设计与开发84.1 系统总体设计思路84.2 系统总体开发过程与代码贴图84.2.1 第一阶段84.2.2 第二阶段134.2.3 第三阶段244.2.4 第四阶段414.3 数据库结构表514.4 系统界面与功能展示52第五章 系统性能测试595.1 系统测试环境595.2 系统功能测试595.3 系统测试结果59第六章 系统性能测试60参考文献61致谢62IV第一章 绪论1.1系统研究背景天气预报是利用近代科学知识与科技手段来预报未来某一地区的地球大气情况。在古代开始，人类就已经懂得开始利用天气预报来安排日常工作和生活
10、（如农业种植与战争行动等方面）。而今天我们所了解到的天气预报主要是通过收集大量的气压、风向、湿度、温度等气象信息数据来识别大气环绕的过程（气象学），并以此确定未来的天气变化异常。但是，由于大气过程的混乱和当今科学并没有能透彻地了解到大气运动的全过程，所以天气预报难免是会出现一些小误差的。 百度百科：https:/ 钱维宏天气学：北京大学出版社，2004：103-142此外，天气预报还是国民经济和国防建设服务的重要手段。天气预报按预报范围来划分，包括地方性天气预报与区域性天气预报。根据服务对象的需要，还可以提供每日公共天气预报和专业天气预报。根据时间限制，也可以分为短期、中期、长期天气预报。气象
11、台通过多种渠道及时准确发布天气预报，特别是灾害性天气预报，对保护人民群众生命财产安全，促进经济发展具有重要作用。天气预报技术还随着电报技术的强大而逐步发展起来。在20世纪50年代之前，天气预报都是以天气学原理为基础的。但随着计算探测技术的发展，我们国家在原有的数理统计方法和传统的天气图方法上，还将卫星探测数据和气象雷达应用到预报业务中，并同时发展了数值预报方法。该方法通过确定大气质量、能量和动量守恒原理，可以显著提高天气形势预报的质量，预测大气的物理过程，促进天气预报的客观量化。 大气科学辞典编委会大气科学辞典：气象出版社，1994：624总之，天气预报的诞生给人们带来了很多便利，可以使人们在
12、出门前做好准备。对渔业和农业而言更有意义，渔民、农夫可以借此减少由气象灾害所造成的各种损失。此外，它还可以防止由气象灾害引起的山体滑坡、洪水、泥石流等次生灾害造成的各种损失，提前预报可以让有关部门提前防范。但由于某些地方检测水平能力限制，一些地方性恶劣天气无法准确预测，这方面还是需要人们加强防范。1.2研究的目的与意义目的：这次以开发移动天气预报应用系统为选题，主要是想了解天气究极对我们日常生活有多大的影响，且我们为此能提前做出怎样的预防措施，通过翻查气象学的资料，我们可以知道，天气主要受风、云、雾、雨、闪、雪、霜、雷、雹、霾、气温、气压、湿度、风、等各种天气元素的影响 百度百科：https:
13、/ 意义：本移动天气预报应用系统的开发宗旨是便利人们的日常工作与娱乐出行，并延伸有关气象灾害信息的覆盖范围，这样广大人民群众就能够在最短的时间里获取到最新最快的气象灾害预警信息，以便群众提前做好预防措施，把由气象灾害带来的损失降到最低程度。1.3国内发展现状如今，天气预报不仅是方便了人们的出行还对我国的许多社会经济部门的发展都有很大贡献，具体可看以下信息：1.政府部门需要根据气象部门提供的气象预报警报信息，对可能出现的高温、雷暴、狂风、暴雨、台风等灾害提前采取措施，减少生命财产的损失。 2.气象信息对水利、电力、民航、运输等部门工作起着关键的作用。3.气象预报警报信息系统以及公共气象信息服务是
14、一种公益性的社会基础设施，利用该设施可以为人民生活或生产提供所需要的优质气象信息服务。4.气象信息是重要的经济来源。据有关部门的研究表明，企业若能有效利用气象信息，其经济效益会显著提高。例如电冰箱和空调器厂商可以根据气温变化与销售额增减的关系，借此整理出相关的销售与生产计划。 百度知道：https:/ 第三章：分析系统目标，构建需求用户分析图，明确本系统的设计。第四章：系统的总体代码设计与功能代码块的实现，保证系统的数据库功能的正常使用并构建结构图，最后展现系统功能。第五章：测试并分析系统。明确系统的运行环境，对系统的各方面性能展开评估，输出测试结果；第六章：对全文的概括和总结。 第二章 相关
15、理论与技术2.1开发环境的介绍开发环境：开发工具：android studio 3.0 开发系统：Microsoft Windows 10脚本语言：Java数据库：Litepal辅助网站及工具：辅助软件：夜神模拟器获取天气信息的网站：http:/guolin.tech/api/china获取背景图的网站：http:/guolin.tech/api/bing_pic2.2相关技术的介绍2.2.1 Java技术介绍在人类计算机的发展历史上，java已经发展成一门影响深远且面向全世界的编程语言。在某种意义上，它超越了编程语言的范畴，成为了一种开发的规范。不仅如此目前java已成为语言倡导开源的精神和
16、自由,并以此吸引着在世界各地无数优秀的程序员。事实上，没有任何一种编程语言能像java一样能吸引这么多程序员，或者派生出这么多开源框架。主要是由于java语言是一种具有解释性、高性能、面向对象、动态等特点的编程语言。它吸收了C+语言的所有优点并摒弃掉C+中让人难以理解的多重继承和指针的概念。java语言作为众多面向对象编程语言的代表，不仅面向对象理论得到了很好的实现，它还允许程序员以优雅的思维方式开发复杂的程序。 sunddenly，Java语言介绍，网址：https:/ EE规范包含了目前最流行的软件工程概念。在Java EE规范、平台和相关框架中总能找到各种先进的设计思想。在某种程度上，学
17、习Java语言相当于系统地学习软件开发知识，而不仅仅是学习编程语言。到目前为止，大部分银行、电信、证券、电子商务、电子政务等系统已经建立在Javaee平台上，或者正在逐步向javaee平台过渡。Java EE规范是目前最成熟、应用最广泛的企业应用开发规范。 sunddenly，Java语言介绍，网址：https:/ Android Studio开发工具介绍Android Studio是Google推出基于IntelliJ IDEA的Android应用开发集成开发环境（IDE），而且为提高Android应用的构建效率提供了以下9个功能：1.基于Gradle项目自动化构建开源工具的构建系统。2.自
18、带多种不同手机类型且功能强大模拟器。3. Instant Run运行机制可将变更推送到正在运行的应用中，无需重新构建Apk。4.使用Room将数据持久化数据库(SQLite)。5.可使用apkanalyzer分析工具对要预构建APK进行调试和分析。6.拥有丰富的网络监控工具、测试工具和测试工具。7.C+和NDK支持，以及LLDB可以调试原生代码。8.支持两大代码分别是：Lua编码和Koltin编码。9.强大的XML布局编辑器，让用户的UI开发更便捷。 牛八少爷，Android Studio简介，CSDN论坛：https:/ ，2018/07/15。2.2.3 LitePal介绍Litepal是
19、一个安卓数据库框架，它可以封装了一些正常开发中最常用的数据库功能，底层采取的是对象关系映射模式，使开发人员无需编写一行SQL语句就可以完成表的创建、添加、删除和查询等各种操作。 北极熊的微笑，Android中数据库开发之LitePal的基本用法（总结），CSDN论坛：https:/ ，2018/08/30。第三章 系统可行性需求分析3.1系统目标阳光明媚的天气，会使人心情愉悦。但是恶劣的天气情况下不仅会给交通带来严重的堵塞，且昼夜温差的大幅度变化也会使我们染上许多季节性疾病。在农业方面，更是靠天吃饭。什么时候播种，什么时候施肥，什么时候收获，都要密切结合天气情况来决定，气温和降雨量就决定了农民
20、的年收成。而在渔业上也是如此，渔民们受低温、降雨、阴雨、少日照等天气影响，鱼类活动范围缩小，生产效率就会下降。因此，本移动天气预报应用系统的目标旨在预测出最精准的天气预报信息，减少恶劣天气的变化带给我们的日常麻烦。3.2目标用户据调查，本天气预报应用系统的目标用户大致上可以划分以下三类：普通群众、农民、渔民，具体描述如表3.2.1所示。 表 3.2.1移动天气预报应用系统目标用户及影响表用户角色天气对他们造成的影响 普通群众下雨天会给人们的出行带来一定的麻烦且天气昼夜温差的大幅度变化也会使我们染上许多季节性疾病，因此如果有了天气预报就能有效的采取防护措施。农民农民们对于天气预报的需求比普通群众
21、的大，因为天气的气候条件会影响农业的产出，农作物的播种和收获与天气有关。天气的好坏影响着农作物的收成情况。因此，准确的天气预报对农业生产具有重大作用。渔民渔民们受低温、降雨、阴雨、少日照等天气影响，鱼类活动范围缩小，摄食量低于常年同期，生长减缓，造成单位面积产量下降，生产效率下降。因此如果有了天气预报渔夫们就能根据天气的变化做出相对应的防护措施。3.3系统设计及作用系统设计：通过上述的调查和分析，本移动天气预报应用系统设计主要是实现切换城市、显示实时的时间、选择地地名、气温、天气情况、pm2.5指数、空气质量指数，以及选择地未来七天的日期、最低温、最高温、天气情况等功能。作用：其中切换城市功能
22、是为了方便用户的出行，能够让用户看要去的地点或身处所在的城市的天气情况。然后显示实时时间是方便用户在本天气预报应用系统内也能查看时间。接着显示出选择地的地名、实时气温、实时的天气情况以及实时的pm2.5与空气质量指数等天气数据都是为了让用户能在第一时间准确了解到选择地的实时气象信息。而最后显示的选择地未来七天的时间、最低温、最高温、天气情况等功能是为了让用户能提前知道未来几天的气象信息后能够提前的安排好自己的工作与生活，如：天冷了多穿一件衣服能预防天气变冷所带来的感冒发烧，而农民与渔夫们则可以提前的安排好自己的工作避免天气变冷带来的经济损失。第四章 系统总体设计与开发4.1系统总体设计思路首先
23、我们要明确本天气预报应用系统要实现以下功能，分别是切换城市、显示时间、选择地地名、气温、天气情况、pm2.5指数、空气质量指数、未来七天的日期、最低温度、最高温度、天气情况等功能。以上功能共分四阶段完成，第一个阶段就是首先创建好接收网络获取到的气象JSON数据所需要的数据库和表 ,这样的话我们就能把气象数据存到我们自己创建的数据库表格里面。本文选择了Litepal数据库。第二阶段则是需要从网络上获取的所有的省、市、县的地名数据并全部遍历一次用于切换城市。第三阶段，从网络查询我们需要的气象JSON数据信息，随后采用GSON方法解析数据，并通过XML布局使天气预报的信息显示在应用系统上。第四阶段,
24、添加背景图并实现自动刷新功能这样用户就不需要手动更新了,当然必不可少还有切换城市和手动更新等功能。4.2系统总体开发过程与代码贴图4.2.1第一阶段1.首先先创建一个SunnyWeather项目具体请看看图1：图1 新建项目2.将该天气预报应用系统所需要的各种依赖库在gradle文件里先声明好，具体请看图2：图2 添加依赖库3.接着在com.SunnyWeather.android包里在创建几个包分别为DataBase_DB、Gson_GSON、Service_SERVICE、Util_UTIL，其中DataBase_DB包是存放有关数据库的代码，Gson_GSON包是GSON代码的、而Ser
25、vice_SERVICE包是服务代码，最后的Util_UTIL包则是工具的代码，具体请看图3：图3 新建四大包名4.由于是数据库中的表所以是在DataBase_DB的包下面创建三个类分别为province_、city_、county_分别来存放气象数据的省、市、县数据。具体请看图4：图4 创建三大类5.首先先编写DataBase_DB的包下省数据代码province_类，具体的代码请看图5：图5 province_类6.编写市数据代码city_类，具体的代码请看图6：图6 city_类7.编写县数据代码county_类，具体的代码请看图7：图7 county_类8.创建完三个表之后就可以新建一
26、个litepal.xml数据库类把三个表添加进去,最后再去清单文件配置一下Litepalapplication具体代码请看图8-图10：图8 新建数据库文件图9 Litepal文件图10 清单文件4.2.2第二阶段1.首先先在Util_UTIL包下新建一个httputil_类用于与服务器交互，具体代码请看图11：图11 httputil_类2.在util包下新建一个utility_类来专门处理省、市、县JSON数据，具体代码请看图12-图14：图12 utility_类图13 utility_类图14 utility_类3.接着开始编写遍历省、市、县的界面，在新建一个布局文件命名为choose
27、_area，具体代码请看图15：图15 choose_area布局文件4.新建一个choose_areafragment碎片类用来接收从服务器返回的省、市、县JSON数据并把数据传给utility_类中的方法进行解析具体代码请看图16-图22：图16 choose_areafragment碎片图17 choose_areafragment碎片图18 choose_areafragment碎片图19 choose_areafragment碎片图20 choose_areafragment碎片图21 choose_areafragment碎片图22 choose_areafragment碎片5.由
28、于刚刚定义的碎片不能直接在界面上显示，所以需要在主布局文件下修改代码添加刚刚碎片，具体代码请看图23-图24：图23主布局文件图24主布局文件6.由于我们在第三步碎片布局下已经定义了显示当前地方的标题了，所以需要把原来的标题栏给设置成noactionbar即去除标题栏，最后在清单文件中定义网络权限即可，具体代码请看图25-26 styles文件、图27-28 清单文件：图25 styles文件图26 styles文件图27 清单文件图28 清单文件4.2.3第三阶段1.由于从服务器返回有关气象信息的JSON数据结构会复杂一些，所以我们用GSON的方法进行解析，另外我们还需在Gson_GSON包
29、下创建basic_类具体代码请看图29：图29 basic_类2.接着继续在Gson_GSON包下创建aqi_类具体代码请看图29：图30 aqi_类3.接着继续在Gson_GSON包下创建now_类具体代码请看图31：图31 now_类4.接着继续在Gson_GSON包下创建suggstion_类具体代码如下图32：图32 suggstion_类5.接着继续在Gson_GSON包下创建forecast_类具体代码如下图33：图33 forecast_类6.在Gson_GSON包下创建weather_类，用来对刚刚定义的所有类具体代码如下图34：图34 weather_类7.在com.exam
30、ple.SunnyWeather包下创建一个名叫weather_acitivity的活动类来接收从服务器返回的天气JSON数据，并将其布局名改为activity_weather,创建完后就新建一个头部栏布局名叫title_，具体代码如下图35-图37：图35 weather_acitivity类图36 weather_acitivity布局图37 title_布局8.继续新建一个now_布局，用于显示当前实时气温、天气情况，具体代码如下图38：图38 now_布局9.分别创建一个forecast_布局与forecastitem子项目布局,用作显示未来7天天气预报的时间、最低温度、最高温度、天气
31、信息，具体代码如下图39-图40：图39 forecast_布局图40 forecast_item子布局10.创建一个aqi_布局，用来显示实时的pm2.5与空气质量指数，具体代码如下图41-图42：图41 aqi_布局图42 aqi_布局11.创建一个suggestion_布局，用于显示根据实时天气情况所反馈给用户的一些暖心实用小建议，具体代码如下图43：图43 suggstion_布局12.最后把我们刚刚创建的所有布局都引用我们一开始就创建好布局的activity_weather，具体代码如下图44：图44 activity_weather布局13.在util包下的utility_类里添加
32、一个方法专门用来解析气象的JSON数据，具体代码如下图44：图44 utility_类14. 接着返回到com.example.SunnyWeather包下的weather_acitivity类编写接收服务器返回的天气JSON数据代码，并将得到的数据传给刚刚定义的的方法，最后将所有得到的数据显示在应用程序的界面上，具体代码如下图45-图49 weather_acitivity类：图45 weather_acitivity类图46 weather_acitivity类图47 weather_acitivity类图48 weather_acitivity类图49 weather_acitivity
33、类15.接着修改com.example.SunnyWeather包下的choose_areafragment类，实现点击当前选择想要查看的县天气预报就能直接跳转到我们刚刚编辑好可以显示所有气象数据weather_acitivity类，具体代码如下图50：图50 choose_areafragment类16.最后在MainActivity添加缓冲数据判断，具体代码如下图51：图51 MainActivity类4.2.4第四阶段1.设置本天气预报应用系统的背景图片，由于只设置一张一成不变的图片太单调，这里我们通过一个接口去获取每天都会更新的一张图片，先修改activity_weather文件对图片
34、的大小进行设置，具体代码如下图52-图53 activity_weather布局：图52 activity_weather布局图53 activity_weather布局2.修改com.example.SunnyWeather包下的weather_activity类从服务器接口得到图片并把图片显示在应用程序的界面上，具体代码如下图53-图54：图53 weather_activity类图54 weather_activity类3.为了让我们的天气预报应用系统的背景图片与系统的状态栏达到相融的效果就要往com.example.SunnyWeather包下的weather_activity类中添加
35、一些代码，具体代码如下图55：图55 weather_activity类4.实现手动更新功能，方便用户第一时间了解天气资讯，先编辑activity_weather文件，给他添加一个下拉更新功能，具体代码如下图56：图56 activity_weather布局5.返回com.example.SunnyWeather包下的weather_activity类里添加设置下拉功能的监听代码，具体代码如下图57-图61：图57 weather_activity类图58 weather_activity类图59 weather_activity类图60 weather_activity类图61 weathe
36、r_activity类6.实现切换城市功能，接着首先返回到title_文件添加一个切换其他城市的按钮，然后返回activity_weather文件添加滑动显示全国所有的省、市、县功能，接着到com.example.SunnyWeather包下的weather_activity类里实现刚刚添加的所有代码逻辑，最后返回com.example.SunnyWeather包下choose_areafragment类进行页面跳转的判断，具体代码如下图62-63 title_布局、图64-66 activity_weather布局、图67-70 weather_activity类、图71-72 choose
37、_areafragment类：图62 title_布局图63 title_布局图64 activity_weather布局图65 activity_weather布局图66 activity_weather布局图67 weather_activity类图68 weather_activity类图69 weather_activity类图70 weather_activity类图71 choose_areafragment类图72 choose_areafragment类7.在Service_SERVICE包下创建的一个名叫auto_update_service的服务实现自动刷新功能，具体代码如
38、下图73-图74：图73 auto_update_service类图74 auto_update_service类8.最后一步修改图标，在清单文件上添加属于本天气预报应用系统的图标和名字，具体代码如下图75-图76：图75 清单文件图76 strings文件4.3数据库结构表根据我们从服务器中接收的气象数据，可得到以下4.3.1、4.3.2、4.3.3数据库结构表： 表4.3.1 province省结构表序号列名主外键数据类型是否可空描述1 id主键integer否自增长id2province_name外键text否省名字3province_code外键integer否省号码 表4.3.2 c
39、ity市结构表序号列名主外键数据类型是否可空描述1 id主键integer否自增长id2city_name外键text否市名字3city_code外键integer否 市号码4province_id外键integer否 省号码表4.3.3 county县结构表序号列名主外键数据类型是否可空描述1 id主键integer否自增长id2weather_id外键text否天气代号3county_name外键text否 县名字4city_id外键integer否 市号码4.4系统界面与功能展示app图标，具体如下图77：图77图标app界面，具体如下图78-79界面：图78界面图79界面切换城市的省列
40、表，具体如下图80：图80省列表切换城市的市列表，具体如下图81：图81市列表切换城市的县列表, 具体如下图82：图82县列表切换后的界面，具体如下图83：图83切换界面刷新功能,具体如下图84：图84刷新功能第五章 系统性能测试5.1系统测试环境本系统测试部署的硬件环境如下：PC机：惠普LAPTOP-305UU2OD处理器：Intel(R) Core i5-6300HQ cpu2.30Ghz硬盘空间：1T内存：8GB测试工具：测试软件：Android Stuodio模拟器：夜神模拟器（6.6.0.2）数据库：SQLite Studio（3.1.1）5.2系统功能测试功能响应时间结论手动更新1s满足需求 自动更新6h满足需求 切换城市0.3157s满足需求5.3系统测试结果本天气预报应用系统经测试功能均实现正常。第六章 总结与分析本次选择天气预报应用系统作为论文题材，主要是想运用所学的知识为自己的生活平添一份色彩，虽然各大软件平台已经有很多关于天气预报应用软件，但是我想创建一个独一无二的属于我自己的天气预报应用软件，我觉得这样做对我的意义很大，我也会因此加倍珍惜自己编写
