（信號與信息處理專業(yè)論文）基于3g移動終端的孩童平安信息系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

itytlltllllllllll9lllilll3lllll2llllll9tllllll7tllll6ltll1y 19 3 2 9 7 6 海南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。 對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人 承擔(dān)。 論文作者簽名：李住 日期：7 0 年歲月鄉(xiāng)。日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)說明 本人完全了解海南大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有 關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)海南大學(xué)可以將本學(xué) 位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和 匯編本學(xué)位論文。本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文成果，知識產(chǎn)權(quán)歸屬海南大學(xué)。 保密論文在解密后遵守此規(guī)定。 論文作者簽名：零撿 日期：力年5 月；口日 導(dǎo)師簽 本人已經(jīng)認(rèn)真閱讀“c a l i s 高校學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫發(fā)布章程”，同意將本人的學(xué)位論文提交 “c a l l s 高校學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫”中全文發(fā)布，并可按“章程”中規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。回盛途塞 論文作者簽名： 李儉 日期：乃f 年鄉(xiāng)月j 2 0 日 一名名磁 日期：夕矽，礦月鄉(xiāng)。日 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 捅要 在傳統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)之下，社會上的一些安全問題雖然得到了一定的解決，但是傳統(tǒng) 的平安信息系統(tǒng)主要是基于固定的終端的，它的固定性、非隨時隨地性等缺點(diǎn)已日益凸 顯出來。由于現(xiàn)在社會的發(fā)展速度較快，隨之而來的人們的活動性及活動范圍也是隨時 改變的，這就對安全方面的實時性要求較高。 基于移動終端的孩童平安信息系統(tǒng)便是針對這一問題進(jìn)行設(shè)計的，通過給監(jiān)護(hù)和被 監(jiān)護(hù)的雙方都佩帶經(jīng)過特殊設(shè)計的移動終端，持有一個終端的家長可以通過撥打電話的 方式去觸發(fā)其孩子的終端，然后自動接通并觸發(fā)視頻錄制的功能，這樣就能保證了及時 了解孩子的真實安全狀況。 本論文首先對課題的相關(guān)技術(shù)和知識進(jìn)行了討論，移動終端選擇的是大家熟悉的手 機(jī)，而a n d r o i d 系統(tǒng)是現(xiàn)在特別流行的手機(jī)操作系統(tǒng)，它的開源性給設(shè)計的開發(fā)提供了 很好的條件。 系統(tǒng)主體部分是分別從監(jiān)護(hù)端和被監(jiān)護(hù)端去設(shè)計實現(xiàn)的，其中，監(jiān)護(hù)端主要是監(jiān)控 模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，通過權(quán)限用戶的設(shè)置控制是否進(jìn)行實時狀況的查看。被監(jiān)護(hù)端主要 包括觸發(fā)模塊負(fù)責(zé)處理遠(yuǎn)程控制信號，并回報處理結(jié)果；攝像模塊負(fù)責(zé)錄制被監(jiān)護(hù)端的 實時信息；存儲模塊負(fù)責(zé)將錄制的視頻存儲至本地存儲器。這些目前只是在模擬器上進(jìn) 行的，為下一步移植到現(xiàn)實的終端上打了良好的基礎(chǔ)，具有實際意義。 關(guān)鍵詞：3 g ，移動終端，a n d r o i d ，平安信息系統(tǒng) 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t a b s t r a c t a l t h o u g hs o m eo ft h es e c u r i t yp r o b l e m si nt h es o c i e t yh a v eb e e nr e s o l v e du n d e rt h e t r a d i t i o n a lm o n i t o r i n gt e c h n o l o g i e s ，t h e r ea r es t i l ls o m ep r o b l e m s t h et r a d i t i o n a ls a f e t y i n f o r m a t i o ns y s t e m sa r em a i n l yb a s e do ns t a t i o n a r yt e r m i n a lt h e i rf a u l t so ns t a t i o n a r ya n d n o n - r e a lt i m ea r ea p p a r e n ti n c r e a s i n g l y w i mt h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h es o c i e t y , t h es c o p e o ft h ea c t i v i t i e so fp e o p l ea l ec h a n g e da ta n yt i m e ，i tr e q u i r e sh i g h e rr e a l - t i m ef e a t u r e so ft h e s e c u r i t y t h es a f e t yi n f o r m a t i o ns y s t e mo fc h i l d r e nb a s e do nm o b i l et e r m i n a li sd e s i g n e dt o a d d r e s st h ea b o v ei s s u e s b o t ht h eg u a r d i a n s h i pa n dt h em o n i t o r e de n dn e e dt oe q u i p 、歷mt h e m o b i l et e r m i n a lw h i c hw a sd e s i g n e d b ys o m es p e c i a ls t y l e s 1 1 1 ep a r e n t s w i t ht h e g u a r d i a n s h i pe n d sc a nt r i g g e rt h em o n i t o r e de n dt or e g u l a t et h e i rc h i l d r e nb yt h ew a yo fm a k e at e l e p h o n ec a l l t h e nt h em o n i t o r e de n dm u s tc o n n e c tt h ec a l l a u t o m a t i c a l l yw h e nt h e g u a r d i a n s h i pe n dc a l l i n gt h e i rc h i l d r e n t h u s ，w ec a nk n o wt h er e a ls a f e t yc o n d i t i o n si nt i m e t h et h e s i sd e s c r i b e dt h er e l a t e dt e c h n o l o g ya n dk n o w l e d g ei nt h ef i r s t l y w ec h o o s et h e m o b i l ep h o n e sw h i c ha r ef a m i l i a rb yp e o p l ea st h em o b i l et e r m i n a l si nt h i st h e s i s a n d r o i d s y s t e mi sp a r t i c u l a r l yp o p u l a ro p e r a t i n gs y s t e mn o w a d a y s i t so p e n s o u r c ep r o v i d e dag o o d c o n d i t i o nf o rt h ed e v e l o p i n go nt h es y s t e m t h em a i np a r to ft h es y s t e mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h es y s t e mf r o mt w op a r t s ：t h e m o n i t o r i n gc l i e n ta n dt h em o n i t o r e dc l i e n t t h em a i nc o n t e n ti sa c h i e v i n gt h em o n i t o r i n g m o d u l ei nt h em o n i t o r i n gc l i e n t w ec a nc o n t r o lw h e t h e rt ow a t c ht h er e a l - t i m es t a t u so ft h e i r c h i l d r e nb ys e t t i n gu pp e r m i s s i o nu s e r s i nt h em o n i t o r e dc l i e n tt h e r ea l et h r e em o d u l e s ：t h e t r i g g e rm o d u l em a i n l yd e a l i n gw i t l lt h er e m o t ec o n t r o ls i g n a l sa n dt h e nr e t u r n i n gt h er e s u l t s ； t h ec a m e r am o d u l ei si nc h a r g eo fr e c o r d i n gv i d e of r o mt h em o n i t o r e dc l i e n t ；t h em e m o r y m o d u l es t o r i n gt h ev i d e o st ot h el o c a lm e m o r yu n i t s t h e s ea r ed e s i g n e do nt h ep h o n e s i m u l a t o r s ；i tl a i dag o o df o u n d a t i o nf o rt r a n s p l a n t i n gt h es y s t e mo n t or e a l i t yt e r m i n a l s ，s o t h i ss u b j e c th a st h ep r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e s k e y w o r d s ：3 g , m o b i l et e r m i n a l ，a n d r o i d , s a f e t yi n f o r m a t i o ns y s t e m 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄 目錄 摘要i a b s t r a c t i i 1 序言l 1 1 課題背景及研究的目的和意義1 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1 3 論文的組織結(jié)構(gòu)3 2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹4 2 13 g 簡介4 2 1 13 g 移動通信技術(shù)的特點(diǎn)4 2 1 23 g 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4 2 1 33 g 對視頻業(yè)務(wù)的支持5 2 2a n d r o i dj i ：臺6 2 2 1a n d r o i d 平臺的特征6 2 2 2a n d r o i d 的系統(tǒng)架構(gòu)7 2 2 3a n d r o i d 應(yīng)用程序架構(gòu)8 2 2 4 a n d r o i d 與其它平臺的區(qū)別9 2 3j 筒從簡介1 0 2 4e c l i p s e 簡介。1 0 3 系統(tǒng)的需求分析及開發(fā)環(huán)境的搭建1 2 3 1 可行性分析12 3 2 需求調(diào)查與分析。1 2 3 3 環(huán)境搭建13 4 系統(tǒng)監(jiān)護(hù)端的設(shè)計與實現(xiàn)1 4 4 1 系統(tǒng)概述1 4 4 2 監(jiān)護(hù)端的設(shè)計與實現(xiàn)15 4 2 1 監(jiān)控控制模塊即電話呼叫的設(shè)計與實現(xiàn)一1 5 4 2 2 狀態(tài)查詢模塊16 4 2 3 視頻觀看模塊17 5 被監(jiān)護(hù)端的設(shè)計與實現(xiàn)1 9 5 1 結(jié)構(gòu)概述1 9 5 2 觸發(fā)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)2 0 5 2 1 來電接聽模塊2 0 5 2 2 短信反饋模塊2 1 5 2 3 合法用戶通訊錄及維護(hù)2 2 5 3 攝像模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。2 5 m 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄 5 3 1 c a m e r a 成像原理一2 5 5 3 2 a n d r o i d 中c a m e r a 概述一2 6 5 3 3c a m e r a 的接口與架構(gòu)2 7 5 3 4 視頻錄制的代碼實現(xiàn)2 9 5 4 存儲模塊3l 6 總結(jié)與展望3 3 6 1 論文工作總結(jié)3 3 6 2 下一步展望3 3 參考文獻(xiàn)3 4 讀研期間研究成果3 7 后記3 8 i v 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文1 序言 1 序言 1 1 課題背景及研究的目的和意義 g o o g l e 公司在2 0 0 8 年時宣布將要推出一套應(yīng)用程序超市( a n d r o i dm a r k e t ) ，并把 它定位成開放的平臺，作為內(nèi)容分享系統(tǒng)【i j 。配有該操作系統(tǒng)的移動終端的使用者可以 享用該系統(tǒng)下的任何手機(jī)應(yīng)用程序和其它項目。這一系統(tǒng)的好處是，不會像其它手機(jī)操 作系統(tǒng)那樣，這個系統(tǒng)沒有嚴(yán)格的監(jiān)管，實現(xiàn)的是開放性的系統(tǒng)【2 】。任何對此系統(tǒng)感興 趣的人員，都可以通過一些簡單的程序進(jìn)入到這個應(yīng)用程序超市，從而實現(xiàn)相對自由的 開發(fā)和利用。 我們從新聞可以了解到，第一款的擁有a n d r o i d 的操作系統(tǒng)的手機(jī)是在2 0 0 8 年的 十月份正式出現(xiàn)在市場上的【引。在這款手機(jī)出現(xiàn)的同時即配有一些非常常用的應(yīng)用程 序，這是在其開發(fā)的時候就已經(jīng)定制了的，例如：個人記事本、音樂下載、多款手機(jī)游 戲等等。此外，還可以結(jié)合現(xiàn)實生活中比較常見的一些應(yīng)用在相關(guān)的領(lǐng)域進(jìn)行a n d r o i d 開發(fā)。伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及社會的不斷進(jìn)步，此系統(tǒng)在社交領(lǐng)域和社會公益方面 的應(yīng)用日益凸顯；在通信尤其是實時通信方面；在日常的生活消費(fèi)領(lǐng)域等等方面，開發(fā) 者都可以去開發(fā)相應(yīng)的很具實用性的應(yīng)用程序，這樣能夠很好的適應(yīng)人們的工作和生 活，也自然的能夠推動這個操作系統(tǒng)更大的發(fā)展。 隨著3 g 無線網(wǎng)絡(luò)、無線通信技術(shù)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的平安監(jiān)控系統(tǒng) 的一些功能已經(jīng)不能滿足人們對任何時間、任何地點(diǎn)和通過任何設(shè)備獲取實時信息的需 求【4 】。固定終端的平安監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備的固定性、非隨時隨地性等缺點(diǎn)逐漸的凸顯出來， 因此對智能性和靈活性的需求越來越高了。 社會是不斷發(fā)展的，但任何事物都是具有兩面性的，發(fā)展給我們帶來了諸多的好處， 但也會隨之帶來些負(fù)面的東西。比如，隨著生活節(jié)奏的加快，人們的活動性及活動范圍 是越來越大了，而且對于安全性的保持也是越來越困難了。鑒于社會上偶爾會發(fā)生些不 安全的事件，尤其是對于處事能力還不是很強(qiáng)的小孩來說，一些可能存在的安全隱患是 所有家長們共同擔(dān)心的問題。畢竟家長們不可能隨時隨地的跟從照顧小孩，所以我們有 必要采取一些措施，通過這些措施盡量減少不安全事件的發(fā)生。基于3 g 移動終端的孩 童平安信息系統(tǒng)便是針對這一問題進(jìn)行設(shè)計的。可以通過給小孩配帶移動終端設(shè)備的 方式，待需要時將移動終端配帶者周圍的實時信息以視頻或是圖像的方式傳給其家長或 是監(jiān)護(hù)人，以達(dá)到隨時了解孩童平安與否的需要。伴隨著當(dāng)前飛速發(fā)展的3 g 技術(shù)的廣 泛應(yīng)用，并且在無線網(wǎng)絡(luò)帶寬的加寬以及智能移動終端的發(fā)展應(yīng)用1 5 j ，移動終端用于安 本論文受”海南大學(xué)2 1 1 工程中央專項資金項目( t h e2 1lp r o j o c tc e n t r a ls p e c i a lf u n do f h a i n a nu n i v e r s i t y ) ”資助 1 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文 l 序言 全監(jiān)控方面已經(jīng)越來越受到更多人的喜愛。 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 基于現(xiàn)實的社會狀況，我國大多數(shù)的家庭都是獨(dú)生子女的家庭，通常小孩的父母或 是監(jiān)護(hù)人每天又基本上沒有太多時間和自己的孩子在一起，所以不能隨時的了解他們的 實時情況。通過一般的通信設(shè)備( 比如打電話) 又不能得到準(zhǔn)確的信息，而傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān) 控設(shè)備的使用也存在著諸多弊端。例如，傳統(tǒng)的基于固定終端的監(jiān)控系統(tǒng)，首先，必須 要在某個或是某些固定的位置去安裝相關(guān)的視頻采集設(shè)備，比如常見的球型或是槍型攝 像頭，這樣去現(xiàn)場布線安裝非常地麻煩，而且有些地理范圍又不能夠?qū)崿F(xiàn)布線的可能； 其次，只有在安有攝像頭的地方才能采集到需要的信息，一旦小孩離開攝像頭的采集區(qū) 域便得不到任何想要的信息了；再次，在監(jiān)控端，只有去到監(jiān)控中心才能夠看到需要的 信息。 鑒于上面存在的主要問題，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)對于安全信息的監(jiān)控就基本上沒有太大 的意義了。因此要突破這些局限，采用基于移動終端的監(jiān)控系統(tǒng)去完成平安信息系統(tǒng)的 開發(fā)是非常具有實際意義的。隨著通信電子技術(shù)的發(fā)展，各種基于安全方面的移動終端 產(chǎn)品越來越多的被人們應(yīng)用到日常生活中。例如，手機(jī)是現(xiàn)在一種最普遍的移動終端， 隨著手機(jī)產(chǎn)品的不斷增多以及其功能的不斷增強(qiáng)，它與個人電腦之間的差別已經(jīng)越來越 小了i 引。最開始手機(jī)只是用于一般的通話或是短信通信，發(fā)展到后來可以通過手機(jī)瀏覽 網(wǎng)頁或是使用其他一些最基本的上網(wǎng)功能，如果能在手機(jī)上安裝操作系統(tǒng)那么手機(jī)就基 本可以具備個人電腦的功能。 當(dāng)前很多公司推出了多款具有手機(jī)操作系統(tǒng)的移動終端，例如，蘋果公司的i p h o n e ， 聯(lián)想公司的l e p h o n e 、o p h o n e 以及具有a n d r o i d 操作系統(tǒng)的手機(jī)。但是這些移動終端 各有其優(yōu)缺點(diǎn)，例如，i p h o n e 上的軟件只有蘋果公司的軟件才能用，而且不支持即時通 信、沒有g(shù) p s 功能；聯(lián)想公司的l e p h o n e 的操作系統(tǒng)版本比較低，w i f i 不是很好， 還有待改進(jìn)；o p h o n e 的手機(jī)穩(wěn)定性和可靠性不是很高，有待進(jìn)一步提高，和p c 上的 同步軟件的聯(lián)系人不能分組【7 】【8 】1 9 。而a n d r o i d 手機(jī)系統(tǒng)的集成性比較好，軟件更新速 度比較快而且是開放的平臺，并且大部分軟件是免費(fèi)的，綜合以上的原因，本文中選擇 a n d r o i d 手機(jī)作為本設(shè)計的移動終端。 a n d r o i d 系統(tǒng)是一個手機(jī)操作系統(tǒng)，它是開放手持終端聯(lián)盟和谷歌共同開發(fā)的基于 l i n u x 的移動系統(tǒng)，平臺構(gòu)成豐富：功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)、豐富的可應(yīng)用軟件、各式功 能的中間件和豐富多彩的用戶界面，可以說它是第一個給移動設(shè)備定制的開源的、功能 相對完整的可以移動的軟件【l0 1 。簡單地來說，a n d r o i d 作為手機(jī)操作系統(tǒng)，能夠很好的 滿足實時性，即能夠隨時隨地的為其使用者提供想要的信息。在手機(jī)操作系統(tǒng)領(lǐng)域， a n d r o i d 仍是處在不是特別的成熟階段，鑒于未來的發(fā)展以及該系統(tǒng)的開放性等優(yōu)點(diǎn)， 2 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 序言 a n d r o i d 正越來越快的發(fā)展，不久的將來通過安裝a n d r o i d 操作系統(tǒng)，移動終端( 手機(jī)) 的功能將會可以與一般的電腦相匹敵【l l 】。 1 3 論文的組織結(jié)構(gòu) 本課題設(shè)計一個基于3 g 移動終端的孩童平安信息系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)在開源的 a n d r o i d 系統(tǒng)上實現(xiàn)視頻或圖片信息的實時查看。本文的組織結(jié)構(gòu)如下： 第一章，主要介紹了基于3 g 移動終端的孩童平安信息系統(tǒng)的研究背景和目的意義， 簡單描述了此系統(tǒng)對國內(nèi)外現(xiàn)實生活中的必要性，最后對本論文的研究內(nèi)容進(jìn)行了簡要 的概述。 第二章，主要介紹了該平安信息系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)技術(shù)及相關(guān)的知識，比如3 g 通信 技術(shù)及3 g 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；a n d r o i d 的相關(guān)技術(shù)和知識；j a 、，a 的簡介；e c l i p s e 介紹及其組成 應(yīng)用等相關(guān)知識。 第三章，對基于3 g 移動終端的孩童平安信息系統(tǒng)實現(xiàn)的可行性及系統(tǒng)的需求性進(jìn) 行了簡要的分析，同時也對系統(tǒng)功能需求做了簡單的分析，最后詳細(xì)介紹了系統(tǒng)開發(fā)的 環(huán)境搭建過程。 第四章，本章主要介紹了監(jiān)護(hù)端的結(jié)構(gòu)。具體包括監(jiān)護(hù)方實行監(jiān)控查看前的監(jiān)控方 式的設(shè)計與實現(xiàn)；狀態(tài)查詢模塊的簡單介紹；視頻觀看模塊，主要是結(jié)合在線的音頻視 頻文件的播放設(shè)計。 第五章，本章詳細(xì)討論了被監(jiān)護(hù)端的整體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)方案和代碼結(jié)構(gòu)。具體包括觸 發(fā)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，攝像模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，存儲模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。 第六章，主要是對本論文的整體總結(jié)，對整個設(shè)計的系統(tǒng)地描述，同時也對下一步 要做的工作進(jìn)行了簡單的闡述。 3 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 2 13 g 簡介 2 1 13 g 移動通信技術(shù)的特點(diǎn) 3 g 相比2 g 的主要區(qū)別是在數(shù)據(jù)的傳輸速率和帶寬上，它的發(fā)展方向主要是趨向 于：媒體的多元化和復(fù)雜化，整個通信技術(shù)的多功能化，以及適合于特殊需要的個性化 方面發(fā)展的【1 2 】。3 g 是把無線通信和互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)結(jié)合起來的第三代移動通信技術(shù)， 目前3 種主流的3 g 技術(shù)主要有：我國本土的t d s c d m a 、北美的c d m a 2 0 0 0 和歐洲 的w c d m a 1 3 】0 4 ，這3 種主流技術(shù)各有各的特點(diǎn)： t d - s c d m a ( t i m ed i v i s i o n s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，時分同步 碼多址) ，采用的是時分?jǐn)?shù)字雙工( t d d ) 模式，它融合了很多技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：比如，接 力切換技術(shù)、智能天線技術(shù)和聯(lián)合檢測等，因此具有這些技術(shù)所帶來的優(yōu)點(diǎn)，如：減少 同小區(qū)或是不同的臨近小區(qū)間的干擾；解決了多用戶干擾問題；具有支持不對稱性業(yè)務(wù) 的特點(diǎn)因此頻譜利用率比較高l ”】。 c d m a 2 0 0 0 ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s2 0 0 0 ，碼分多址) ，采用頻分?jǐn)?shù)字雙工 ( f d d ) 模式并結(jié)合射頻信道帶寬、前向快速功率控制等技術(shù)，具有比較好的兼容性， 而且建設(shè)成本較低l l 州。 w c d m a ( w i d e b a n dc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，寬帶碼分多址) ，w c d m a 是 g s m 發(fā)展而來的3 g 技術(shù)，采用頻分?jǐn)?shù)字雙工( f d d ) 的模式同時結(jié)合了像信道編碼 技術(shù)、智能天線和多用戶檢測等技術(shù)，碼片速率高可以較好地解決多徑和衰落問題。擴(kuò) 頻增益高、全球漫游能力強(qiáng)是它的優(yōu)點(diǎn)。它具有軟切換的特點(diǎn)因此占用的信道資源比較 大【1 6 1 。 2 1 23 g 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 隨著網(wǎng)絡(luò)及3 g 技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體作為通信內(nèi)容便有了很大的發(fā)展空間，因 此，第三代移動通信技術(shù)主要是以寬帶多媒體通信為主要的發(fā)展方向，第三代移動通信 系統(tǒng)統(tǒng)稱是i t m 一2 0 0 0 ( i n t e r n a t i o n a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n 2 0 0 0 ，國際移動電信 2 0 0 0 ) 。3 g 時代的三大主流技術(shù)的發(fā)展各有其特點(diǎn)，其中t d s c d m a 標(biāo)準(zhǔn)的核心網(wǎng)就 是基于3 g p p 標(biāo)準(zhǔn)的1 1 7j 1 8 1 ，它和w c d m a 的標(biāo)準(zhǔn)基本一致，兩者的核心網(wǎng)都采用的是 u t m s ( u n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o i l ss y s t e m ，通用移動通信系統(tǒng)) 這一核心網(wǎng) 4 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 的技術(shù)。u t m s 的核心網(wǎng)是g s m g p r s 演變來的，能夠與之進(jìn)行很好的兼容，u t m s 網(wǎng)絡(luò)的演變經(jīng)歷了幾個過程，圖2 1 是u t m sr 9 9 版本的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，由圖我們可以知 道，3 g 網(wǎng)絡(luò)的組成部分為：用戶設(shè)備- ( u s e re q u i p m e n t , u e ) 、無線接入網(wǎng)( r a d i oa c c e s s n e t w o r k ，r a n ) 、核心網(wǎng)( c o r en e t w o r k ，c n ) 1 9 】。 u t r a n c n 圖2 1u m t sr 9 9 版本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 在u m t s 網(wǎng)絡(luò)中，用戶設(shè)備在整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到非常直觀的作用，使用者都是通 過這些用戶設(shè)備進(jìn)行通信的；無線接入網(wǎng)是所有的用戶接入網(wǎng)絡(luò)的方式都是通過無線的 方式1 2 ，尤其適合3 g 通信網(wǎng)絡(luò)，主要有無線網(wǎng)絡(luò)控制器( r n c ) 和多個基站( n o d e b ) 組成，負(fù)責(zé)呼叫管理、鏈接控制、移動性等方面的功能；核心網(wǎng)主要是將不同的接入網(wǎng) 之間進(jìn)行連接，主要包括分組交換( p s ) 和電路交換( c s ) ，例如，我們大家熟悉的 g p r s 就屬于分組交換域的功能應(yīng)用，而位置寄存器、網(wǎng)關(guān)或是移動服務(wù)中心方面的功 能主要是電路交換域在發(fā)揮作用【2 。 2 1 33 g 對視頻業(yè)務(wù)的支持 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展更新，在3 g 網(wǎng)絡(luò)的條件下多媒體業(yè)務(wù)便成了非常流行的 移動業(yè)務(wù)。例如，流媒體是將連續(xù)的內(nèi)容做出相關(guān)的處理之后上傳到服務(wù)器上的，然后 使用者經(jīng)網(wǎng)絡(luò)下載使用，流媒體傳送的內(nèi)容主要是音頻、視頻等【2 2 】。流媒體的好處是， 不需要再等到這類文件都下載完才可以觀看，可以在下載的同時觀看已經(jīng)下載部分的內(nèi) 容，達(dá)到了對信息實時獲取的需求，這種方式給生活在快節(jié)奏今天的人們節(jié)約了很多時 間幽】。從3 g 時代以來，網(wǎng)絡(luò)的帶寬的加大，給多媒體通信帶來了更大的發(fā)展空間，同 樣在移動的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體業(yè)務(wù)的通信是非常實用的一項業(yè)務(wù)，可以通過使多媒體很 好與寬帶網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)合，并用在無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸上，這樣對移動多媒體通信的發(fā)展會有 很大的支持作用，這樣便給本系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了很強(qiáng)大的基礎(chǔ)。 回回回 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 2 2a n d r ojd 平臺 2 2 1a n d r o i d 平臺的特征 a n d r o i d 的直接中文意思是機(jī)器人，它是基于l i n u x 平臺的，由g o o g l e 開發(fā)的一種 開源手機(jī)操作系統(tǒng)，她很好地繼承了l i n u x 的開源特性，便于理解和學(xué)習(xí)。并且a n d r o i d 操作系統(tǒng)的編程語言仍然是采用j a v a 語言，也就是說，只要懂得j 越，a 語言就可以進(jìn) 行a n d r o i d 的應(yīng)用開發(fā)。g o o g l e 公司在開放手機(jī)聯(lián)盟的支持下能夠更加完善a n d r o i d 系 統(tǒng)的開發(fā)，并且同開放手機(jī)聯(lián)盟開發(fā)了a n d r o i d 移動終端操作系統(tǒng)。g o o g l e 公司在初期 也就是在開發(fā)這個系統(tǒng)的時候就已經(jīng)在其內(nèi)部安置了一些常用的應(yīng)用軟件，比如：打電 話、發(fā)短信等，這樣使得該系統(tǒng)的功能很全面，能夠很好的滿足用戶的需求。雖然對于 這個開發(fā)平臺我們可能有點(diǎn)陌生，但是有我們熟悉的開發(fā)語言，這樣對于本系統(tǒng)設(shè)計開 發(fā)提供了很好的理論支持。 另外，a n d r o i d 平臺能夠支持3 d 的圖形和數(shù)據(jù)庫，并且擁有很強(qiáng)大的瀏覽器，因 此開發(fā)人員可以根據(jù)自己的構(gòu)想或是意愿充分的發(fā)揮自己的想象力，在a n d r o i d 平臺上 開發(fā)出非常豐富的使用的應(yīng)用。 a n d r o i ds d k ( s o f t w a r ed e v e l o p m e n tk i t ) 是a n d r o i d 的軟件開發(fā)工具包，她分別 能夠在w i n d o w s 系統(tǒng)、l i n u x 系統(tǒng)等系統(tǒng)上開發(fā)各種a n d r o i d 應(yīng)用，也可以說，我們可 以根據(jù)自己對每種系統(tǒng)的熟悉程度去選擇相對比較熟悉的系統(tǒng)，a n d r o i ds d k 同時提供 了在該平臺上開發(fā)應(yīng)用的多種工具1 2 4 】：a n d r o i d 模擬器、用來調(diào)試模擬器在安裝應(yīng)用的 工具、在e c l i p s e 上的a n d r o i d 工具開發(fā)插件a d t 。 a n d r o i d 模擬器是一個手機(jī)模擬器，運(yùn)行在計算機(jī)上，可以通過模擬器模擬實際手 機(jī)的大部分功能，同時在設(shè)計實現(xiàn)過程中要經(jīng)過多次的調(diào)試才有可能達(dá)到理想的效果。 如圖2 2 便是手機(jī)模擬器的運(yùn)行圖，從圖中我們可以明顯的看出，該模擬器由兩部分組 成：模擬的顯示器和模擬的鍵盤。 6 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 2 2 2a n d r o i d 的系統(tǒng)架構(gòu) 圖2 - 2a n d r o i d 模擬器 為了能夠很好的在該平臺上開發(fā)應(yīng)用，實現(xiàn)本文的設(shè)計要求，除了要了解并熟悉平 臺特征之外，還應(yīng)該了解她的系統(tǒng)架構(gòu)，避免由于不了解環(huán)境帶來不必要的問題。如圖 2 3 所示，是a n d r o i d 系統(tǒng)的架構(gòu)框圖： 應(yīng)用程序 主程序聯(lián)系人電話 l 瀏覽器 ii 其他程序 應(yīng)用程序框架 l 活動管理器| l 窗口管理器i 內(nèi)容提供者 i 視圖系統(tǒng) ll 通知管理器i i 軟件包管理il 電話管理器i 資源管理器 i 位置管理器i l 傳感器管理i l i n u x 內(nèi)核 顯示驅(qū)動 l i 藍(lán)牙驅(qū)動 相機(jī)驅(qū)動 il 閃存驅(qū)動 lib i n d e r 驅(qū)動i il w i f i 驅(qū)動l | 音頻驅(qū)動 ii 電源管理 i 鍵盤驅(qū)動 li u s b 驅(qū)動 圖2 3a n d r o i d 系統(tǒng)架構(gòu)框圖 由圖可知，該系統(tǒng)架構(gòu)包含了四個層次，這里僅對兩個重要的層次做簡要的介紹： 7 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序?qū)邮莂 n d r o i d 系統(tǒng)架構(gòu)中的最高層，該層主要是關(guān)于用戶界面的，終端使 用者可以通過這些應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對移動終端的直接操作。因為j a 、，a 語言是本課題中的 開發(fā)語言，即在a n d r o i d 的手機(jī)操作系統(tǒng)下的開發(fā)語言，a n d r o i d 在開發(fā)時自帶的主界 面元素主要是常用的程序，如：瀏覽器、通訊錄、短信息應(yīng)用等常用的應(yīng)用程序。正如 前面所提到的a n d r o i d 是一個開放的平臺，我們便可以很好地借助該層的a p i 開發(fā)需要 的應(yīng)用程序。 應(yīng)用程序框架 應(yīng)用程序框架層主要包括一些應(yīng)用的管理器，a n d r o i d 平臺的各種組件或是各種服 務(wù)，由于有應(yīng)用程序框架而可以多次使用相關(guān)的管理器，這是這一層的一個主要特點(diǎn)， 同時鑒于此層擁有的一些核心的應(yīng)用程序管理器，我們可以使用系統(tǒng)的a p i 進(jìn)行程序開 發(fā)。 2 2 3a n d r o i d 應(yīng)用程序架構(gòu) 我們開發(fā)a n d r o i d 的應(yīng)用首先應(yīng)該要清楚a n d r o i d 的程序結(jié)構(gòu)。它通常包含4 部分： a c t i v i t y ；b r o a d c a s ti n t e n tr e c e i v e r ；s e r v i c e ；c o n t e n tp r o v i d e r 。但是并不是每一個程序 都完整的包括這4 部分。下面就本系統(tǒng)開發(fā)中用到的如下部分分別加以簡述： a c t i v i t y a n d r o i d 的應(yīng)用程序當(dāng)中非常重要的一個活動就是a c t i v i t y 了。a c t i v i t y 即終端設(shè)備 顯示內(nèi)容的一屏。由于可以通過手機(jī)“瀏覽器 去瀏覽“網(wǎng)頁a c t i v i t y 上的內(nèi)容，因 此，a c t i v i t y 也兼有部分網(wǎng)頁瀏覽功能?？梢酝ㄟ^a c t i v i t y 加載w i d g e t 組件的方式來創(chuàng) 建華麗的手機(jī)程序界面，如圖2 4 所示。 8 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 圖2 4a n d r o i d 手機(jī)程序界面 在a n d r o i d 中每次打開一個新的a c t i v i t y ，原來的界面就暫時的被隱藏掉，也就是 當(dāng)前活動的界面只有一個，待到關(guān)掉或是隱藏掉一個界面之后就可以激活另一個【2 5 1 。 in t e n t 和in t e n tf i t e r s 一個i n t e n t 就是一個抽象描述【2 6 1 。i n t e n t 的兩個重要部分：動作( a c t i o n ) 、動作對 應(yīng)的數(shù)據(jù)( d a t a ) 。在a c t i v i t y 之間實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)就要用到這個抽象描述，如a c t i v i t y x 、 a c t i v i t y y ，就可以通過下面的程序進(jìn)行切換。 i n t e n ti n = n e wi n t e n t ( x t h i s ，y c l a s s ) ； s t a r t a c t i v i t y ( i n ) ； s e r v i c e 是一種程序，沒有用戶界面，這樣有利于多個程序的同時執(zhí)行。例如，可以在聽音 樂的時候瀏覽其他界面，兩者并沒有沖突，極具實用性。 c o n t e n tp r o vid e r 由于在a n d r o i d 中數(shù)據(jù)是私有的，c o n t e n tp r o v i d e r 類可以實現(xiàn)一組方法接口，這樣 就可以讓其他的應(yīng)用使用c o n t e n tp r o v i d e r 中的數(shù)據(jù)。下面是幾個常見的接口： q u e r y ( u r i ，s t r i n g ，s t r i n g ，s t r i n g ，s t r i n g ) 通過關(guān)鍵字查詢數(shù)據(jù) u p d a t e ( u r i ，c o n t e n t v a l u e s ，s t r i n g ，s t e i n g ) 更新數(shù)據(jù) i n s e r t ( u r i c o n t e m v a l u e s ) 將一組數(shù)據(jù)插入到指定位置 2 2 4a n d r o i d 與其它平臺的區(qū)別 1 a n d r o i d 與現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)的區(qū)別 j 2 m e 應(yīng)用是建立在j v m ( j a 、，av h - t u a lm a c h i n e ) ( 即j ，a 虛擬機(jī)) 上的，j v m 是基于堆棧的；而a n d r o i d 使用的是d a l v i k 虛擬機(jī)，d a l v i k 是基于寄存器的，對于比較 大的程序來說基于寄存器的虛擬機(jī)在編譯的時候花的時間相對較短，并且d a l v i k 虛擬 機(jī)經(jīng)過優(yōu)化可以在很小的內(nèi)存里運(yùn)行多個虛擬機(jī)【2 7 1 。對于應(yīng)用程序的使用，j 2 m e 的程 序不能直接使用內(nèi)部存儲器中的資源；而a n d r o i d 含有操作系統(tǒng)內(nèi)核，也有一些存在的 應(yīng)用軟件，并且a n d r o i d 是免費(fèi)開源的，可以直接開發(fā)，非常方便【2 8 】【2 9 1 ?；? g 移 動終端的孩童平安信息系統(tǒng)對于實時性的要求是必須的，因此就需要盡量縮短系統(tǒng)的運(yùn) 行時間，這樣才能盡可能的保障實時性，因此本文平臺下的a n d r o i d 的虛擬機(jī)就更具優(yōu) 勢。 2 a n d r o i d 與其他手機(jī)操作系統(tǒng)的比較 下面是a n d r o i d 手機(jī)操作系統(tǒng)和另外兩種常見的手機(jī)操作系統(tǒng)的幾方面的特點(diǎn)的簡 單比較，通過比較我們可以發(fā)現(xiàn)a n d r o i d 操作系統(tǒng)的優(yōu)勢【3 0 】 3 1 】。為了看起來更直觀， 這里以表格的形式表示 9 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 表2 - 1手機(jī)操作系統(tǒng)性能比較 比較條件a n d r o i dw i n d o w sm o b i l e s y m b i a n 基于標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)， 具備跨平臺的特性，開可以運(yùn)行于不同的平 對其他制造商的軟 p o r t a b i l i t y 發(fā)者可以在此基礎(chǔ)上自臺，但有些應(yīng)用程序必 件開放，但s y m b i a n 由的進(jìn)行開發(fā)須要于特定的硬件平臺大部分應(yīng)用于特定 的手機(jī)上 g s m t e l e p h o n y , g s m t e l e p h o n y ,g s mt e l e p h o n y , r e l i a b i l i t yw i f i ，b l u e t o o t h , w i f i ，b l u e t o o t h , w i - f i ，b l u e t o o t h , 3 d ，e d g e i n f r a r e d i n f r a r e d o p e np l a t f o r m 開放封閉 封閉 好，基于j a 、，a 跨平臺 s t a n d a r d s較好較好 的特點(diǎn)，有很大的優(yōu)勢 開源的w e b k i t 引擎，優(yōu)在計算機(jī)和手機(jī)之間同 s p e c i a lf e a t u r e s 無 化的d a l v i k 步比較容易 綜合以上的一些特點(diǎn)a n d r o i d 相比其他的手機(jī)操作系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢，而且其功能 優(yōu)勢非常強(qiáng)大的，因此會有很好的開發(fā)空間，對于本設(shè)計的開發(fā)很有幫助。 2 3j a v a 簡介 本系統(tǒng)的開發(fā)語言是j 趟，a 語言，這里對j a 、，a 加以簡要的描述，j a v a 平臺構(gòu)成： j a 、，a 虛擬機(jī)( j v m ) 和它的應(yīng)用編程接口( a p i ) 3 2 】。j 烈，a 的操作系統(tǒng)接口是由其應(yīng)用 程序接口支持的，它是獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)的接口，由常用的基本模塊和兼容的可擴(kuò)展模塊組成。 j a v a 程序經(jīng)過一次編譯后就可以在很多操作系統(tǒng)上執(zhí)行，因為j a v a 平臺是很實用的 也很簡單現(xiàn)在非常普遍，它能夠支持很多的操作系糾3 3 】。 j a v a a p p l e t ：j a v a 可以通過把應(yīng)用程序嵌套到網(wǎng)頁里而簡化和美化界面，這一優(yōu) 勢的實現(xiàn)就是借助于j 慫，a 的小的應(yīng)用程序( j a v a a p p l e t ) 的。其豐富美觀的頁面當(dāng)然 需要多種元素的點(diǎn)綴，如：繪圖、插入音頻文件、視頻文件和網(wǎng)絡(luò)交流等。a p p l e t 提供 的環(huán)境開發(fā)工具可以借助p c 實現(xiàn)友好的人機(jī)交互的圖形交互界面，比如，窗口的操作、 按鈕的操作等等p 4 】【3 5 】。由于a n d r o i d 操作系統(tǒng)采用的編程語言主要還是j a v a 語言，因 此本設(shè)計就是采用j a 、，a 語言在e c l i p s e 平臺下進(jìn)行開發(fā)的【3 6 】。 2 4e ci p s e 簡介 e c l i p s e 是跨平臺的軟件，是基于j a v a 的可擴(kuò)展平臺，支持多種操作系統(tǒng)并具有開 l o 海南大學(xué)碩士學(xué)位論文2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)和相關(guān)知識介紹 源模式。本論文只介紹在w i n d o w s 操作系統(tǒng)下使用e c l i p s e ，因為本論文的系統(tǒng)開發(fā)環(huán) 境是搭建在w i n d o w s 下的。為了能夠?qū)崿F(xiàn)需要的應(yīng)用或者想要開發(fā)更多的應(yīng)用，我們 可以借助e c l i p s e 的插件來實現(xiàn)【3 6 】。e c l i p s e 的開發(fā)過程：根據(jù)應(yīng)用需求編寫程序，然后 根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試成功后即可以運(yùn)行程序了。其體系結(jié)構(gòu)框圖如圖2 5 所示。 圖2 5e c l i p s e 體系結(jié)構(gòu)框圖 由圖可知，e c l i p s e 體系結(jié)構(gòu)主要包括e c l i p s e 基礎(chǔ)平臺和s d k