基于Android平臺(tái)的智能導(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0 引言

隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的推進(jìn)和人民生活水平的不斷提高，旅游業(yè)成為一項(xiàng)極富發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。然而我國(guó)旅游業(yè)現(xiàn)階段信息化水平低，旅游產(chǎn)品開發(fā)水平低，導(dǎo)游對(duì)旅游團(tuán)游客的管理還停留在依靠團(tuán)旗和喊話器來帶領(lǐng)旅游團(tuán)員，景點(diǎn)旅游團(tuán)交叉重疊，環(huán)境嘈雜。在智能嵌入式系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用的背景下，開發(fā)具有良好用戶體驗(yàn)、方便文件管理并且支持各種多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的智能導(dǎo)游系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)，并且國(guó)外出現(xiàn)了與人工智能技術(shù)結(jié)合，基于地理位置自動(dòng)播放多媒體的導(dǎo)游系統(tǒng)。

現(xiàn)有的智能導(dǎo)游系統(tǒng)平臺(tái)多種多樣，主要有WinCE 和Linux.WinCE 的使用需要微軟公司授權(quán)，實(shí)現(xiàn)成本很高； Android 系統(tǒng)本身是開源項(xiàng)目，源代碼可以免費(fèi)獲取，比起WinCE,選用Android 平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)游系統(tǒng)可以大大降低系統(tǒng)成本。另外Android操作系統(tǒng)基于Linux2. 6 內(nèi)核，具備高穩(wěn)定性和良好的移植性。應(yīng)用程序開發(fā)語言為Java,具備良好的可擴(kuò)展性，便于軟件升級(jí)和維護(hù)，加之系統(tǒng)本身提供了非常豐富的UI 組件，故可以設(shè)計(jì)出交互性好的系統(tǒng)應(yīng)用。此外，Google 公司提供了Google API 來支持Android系統(tǒng)運(yùn)行如Google maps 等應(yīng)用，極大地方便了應(yīng)用程序開發(fā)。

本研究提出一種基于Android 平臺(tái)的智能導(dǎo)游系統(tǒng)。

　　1 Android 操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介

Android 操作系統(tǒng)在2007 年由Google 公司發(fā)布，是一款專門面向移動(dòng)平臺(tái)的智能操作系統(tǒng)。Android系統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu)包括操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用程序，其層次結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

圖1 Android 軟件層次結(jié)構(gòu)

　　最底層為L(zhǎng)inux2. 6 內(nèi)核，Android 系統(tǒng)依賴其提供核心服務(wù)，如： 進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)、硬件驅(qū)動(dòng)和安全服務(wù)等。

庫(kù)和運(yùn)行環(huán)境包含一些C /C + + 庫(kù)，這些庫(kù)能被Android 系統(tǒng)中不同的組件使用。核心庫(kù)有： 系統(tǒng)C庫(kù)、媒體庫(kù)、圖形庫(kù)（ SGL,3D Libraries ） 、數(shù)據(jù)庫(kù)（ SQLite） .核心庫(kù)都針對(duì)嵌入式應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

應(yīng)用層框架提供了各種視圖組件、內(nèi)容提供器、資源管理器、活動(dòng)管理器等一系列的系統(tǒng)服務(wù)，方便開發(fā)交互性好的應(yīng)用程序。

　　2 智能導(dǎo)游系統(tǒng)平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)硬件平臺(tái)選用ARM 平臺(tái)，CPU 選用三星公司的S3C6410A.S3C6410A 為ARM11 內(nèi)核，具備智能能量管理器，功耗低并且采用ARM Jazelle（ R） 技術(shù)用以有效支持嵌入式Java 執(zhí)行。此外，S3C6410A主頻為533 MHz,可以流暢地運(yùn)行Android 系統(tǒng)。

液晶觸摸顯示屏采用NEC 公司的4. 3″的觸摸液晶屏，分辨率為480 × 272,完全滿足導(dǎo)游系統(tǒng)要求。
系統(tǒng)移植的Android 內(nèi)核版本為Android2. 1.

圖2 智能導(dǎo)游系統(tǒng)平臺(tái)框架設(shè)計(jì)。

智能導(dǎo)游系統(tǒng)通過Wifi 方式接入互聯(lián)網(wǎng)，通過Google maps 提供的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電子地圖的功能。Wifi模塊采用Marvell 8686,通過SDIO 接口與S3C6410 連接使用。

3 智能導(dǎo)游系統(tǒng)應(yīng)用功能模塊設(shè)計(jì)

智能導(dǎo)游系統(tǒng)的應(yīng)用程序通過Android 2. 1 SDK來開發(fā)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite.智能導(dǎo)游系統(tǒng)具有游客信息管理、多媒體應(yīng)用、電子地圖功能。智能導(dǎo)游系統(tǒng)功能模塊框架設(shè)計(jì)如圖3 所示。

圖3 智能導(dǎo)游系統(tǒng)應(yīng)用功能模塊設(shè)計(jì)

3. 1 游客信息管理模塊

游客信息管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)團(tuán)隊(duì)游客的信息進(jìn)行管理，支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、修改等功能，以隨時(shí)記錄游客信息，方便對(duì)旅游團(tuán)隊(duì)進(jìn)行管理。

Android 系統(tǒng)中可供選擇的存儲(chǔ)方式有如下幾種：

SharedPreferences、文件存儲(chǔ)、SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、內(nèi)容提供器（ CONtent provider） 和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。在該系統(tǒng)中，游客信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

SQLite 是Android 系統(tǒng)所帶的一個(gè)輕量級(jí)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，支持SQL 語句，實(shí)現(xiàn)了事務(wù)的原子性、一致性、獨(dú)立性及持久性（ ACID） ,最大支持2 TB 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

SQLite 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)方式： 首先實(shí)例化一個(gè)SQLiteDatabase 類，即得到一個(gè)SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)。SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象有3 個(gè)方法： ①onCreat（ ） : 在數(shù)據(jù)庫(kù)第一次生成的時(shí)候，系統(tǒng)調(diào)用這個(gè)方法用來生成數(shù)據(jù)庫(kù)表；
②onUpgrade（ ） : 當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)更新的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用這個(gè)方法將數(shù)據(jù)庫(kù)從舊版本跟新到新版本；③onOpen（ ） : 打開數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)的回調(diào)函數(shù)。通過在onOpen（ ） 方法中調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例的execSQL（ ） 方法，就可以在打開該數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候執(zhí)行一條SQL 語句，從而完成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)操作功能。

游客信息數(shù)據(jù)庫(kù)字段定義如表1 所示。

在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)游客信息進(jìn)行增加、修改、刪除等操作的設(shè)計(jì)方案，通過采用事件監(jiān)聽模型來完成，從而使應(yīng)用程序具有良好的交互性。筆者以查找功能的實(shí)現(xiàn)為例，來闡述智能導(dǎo)游系統(tǒng)對(duì)游客信息管理的查找事件處理的流程。


表1 游客信息數(shù)據(jù)庫(kù)字段

　　查找事件處理過程的事件源為查找按鈕findBut-ton.首先程序?qū)⒈O(jiān)聽器clickLiSTener 通過setOnClick-Listener（ ） 方法注冊(cè)到findButton.當(dāng)外部動(dòng)作觸摸到findButton 的時(shí)候，系統(tǒng)產(chǎn)生click 事件，并將其傳入到事件監(jiān)聽器clickListener.事件監(jiān)聽器調(diào)用事件處理器做出相應(yīng)動(dòng)作，即在onClick 方法中調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)startActivity,啟動(dòng)一個(gè)intent（ 意圖） ,從而實(shí)現(xiàn)界面的跳轉(zhuǎn)，再通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的execSQL（ ） 方法來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)查找操作功能。

3. 2 多媒體應(yīng)用模塊

多媒體應(yīng)用模塊主要完成3 個(gè)功能： 景點(diǎn)音頻解說、景點(diǎn)圖片預(yù)覽、景點(diǎn)視頻播放。利用解說音頻的播放可以有效降低導(dǎo)游的工作強(qiáng)度，而且通過景點(diǎn)圖片和視頻的預(yù)覽，可以補(bǔ)充展現(xiàn)景點(diǎn)珍貴的歷史圖片和特定時(shí)間段的景色，從而更加展現(xiàn)出景點(diǎn)的魅力。

3. 2. 1 多媒體應(yīng)用模塊的主界面設(shè)計(jì)

本研究以景點(diǎn)為西湖十景為例，多媒體功能主界面如圖5 所示。

圖5 多媒體應(yīng)用主界面。

多媒體應(yīng)用模塊的主界面采用組件ListView,以列表方式來展現(xiàn)。當(dāng)開發(fā)人員進(jìn)入多媒體應(yīng)用模塊的主界面后，在該界面的onCreate（ ） 方法中，使用newListView（ ） 語句新建一個(gè)ListView,通過setAdapter（ ）方法將其與數(shù)組適配器ArrayAdapter 進(jìn)行綁定，從而在ListView 界面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。數(shù)組適配器Array-Adapter 將數(shù)組里定義的數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)地顯示在List-View 組件。

本研究在多媒體應(yīng)用主界面需要實(shí)現(xiàn)在不同的選項(xiàng)選擇，并進(jìn)入相應(yīng)的界面功能。通過創(chuàng)建并綁定一個(gè)選項(xiàng)選擇監(jiān)聽器： itemSelectedListener,并通過setOnItemClickListener（） 方法來將其綁定到Lisview.當(dāng)選中相應(yīng)的景點(diǎn)時(shí)，就可以進(jìn)入對(duì)應(yīng)的功能界面。

3. 2. 2 多媒體功能的實(shí)現(xiàn)

Andriod 系統(tǒng)提供了常見的媒體編碼、解碼機(jī)制，如MP3, JPG,MPEG4,h. 264 等編碼格式，因此可以非常容易地集成音頻、視頻和圖片等多媒體到應(yīng)用程序中。播放音頻功能的實(shí)現(xiàn)需要實(shí)例化一個(gè)MediaPlayer類，然后調(diào)用setDataSource（ ） 方法來設(shè)置音頻文件的路徑，再調(diào)用start（ ） 實(shí)現(xiàn)音頻的播放。視頻播放的實(shí)現(xiàn)方法類似于音頻播放，借助VideoView 和Media-Controller 組件即可以實(shí)現(xiàn)。圖片預(yù)覽的實(shí)現(xiàn)采用網(wǎng)格視圖GridView,本研究通過調(diào)用網(wǎng)格視圖的setAdapter方法將待預(yù)覽的圖片的引用和該視圖對(duì)象進(jìn)行綁定，可以將很多圖片以一定的大小同時(shí)顯示出來，適合圖片預(yù)覽的應(yīng)用。

3. 3 電子地圖功能模塊

該系統(tǒng)的電子地圖功能借助Google maps 的API來進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過申請(qǐng)Google maps 的API key之后，本研究使用Android 系統(tǒng)提供的map 包（ com.google. android. maps） ,從而在顯示界面完成顯示電子地圖及其他應(yīng)用的功能。

電子地圖功能模塊的框圖設(shè)計(jì)如圖6 所示：

圖6 電子地圖功能框圖設(shè)計(jì)

視圖模式功能模塊根據(jù)選擇來分別顯示衛(wèi)星圖、街景圖、交通圖，并對(duì)地圖進(jìn)行放大和縮小操作。視圖功能的實(shí)現(xiàn)通過采用MapView 類來實(shí)現(xiàn)。MapView類是一個(gè)展示地圖的視圖，它可以獲取鍵盤事件（ on-KeyDown 和onKeyUp） 來支持地圖移動(dòng)和縮放功能。

本研究通過使用mapView. toggleSatellite （ ） 和map-View. toggletraffic（ ） 的兩個(gè)方法可以分別選擇顯示衛(wèi)星圖或者路況圖。電子地圖的設(shè)置大小的功能通過MapController 的setZoom（ ） 方法來實(shí)現(xiàn)。

地點(diǎn)查找功能通過輸入目的地名稱，調(diào)用get-FromLocationName（ ） 方法來返回查詢結(jié)果并在地圖上顯示，可以方便找到目的地的位置。目的地經(jīng)、緯度借助LocationManager 的getLastKnownLocation 方法來得到： 通過getLastKnownLocation 方法得到一個(gè)新的Location對(duì)象，那么該點(diǎn)的經(jīng)度和緯度分別由該類的get-Latitude（ ） 和getLongitude（ ） 方法來得到。

除此之外，景點(diǎn)周圍信息查詢功能模塊通過預(yù)先存儲(chǔ)的內(nèi)容，為游客提供周圍的交通和食宿信息。

　　4 結(jié)束語

Android 平臺(tái)因其優(yōu)異的性能和開放性，日益在智能手機(jī)、平板電腦、車載導(dǎo)航儀、數(shù)字電視等嵌入式終端系統(tǒng)獲得廣泛應(yīng)用。本研究提出了一種基于Android平臺(tái)的智能導(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，分析了各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，能提供豐富的多媒體應(yīng)用并具有良好的人機(jī)交互界面，在旅游業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。另外，該系統(tǒng)還可以結(jié)合地理位置信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇相應(yīng)的多媒體應(yīng)用的文件，該功能有待進(jìn)一步研究和實(shí)現(xiàn)。