【《基于Android平臺的智慧城市客戶端設計》7700字】

基于Android平臺的智慧城市客戶端設計摘要隨著城市化的進程人們的生活越來越好，但是目前關于衣食住行的相關服務發展還有些緩慢，比如人們要求更加方便的出行環境，更高效的辦事流程，更公平的教育環境，因此，開發實現一個基于Android平臺的智慧城市顯得尤為重要，該系統可以讓人們隨時隨地查詢生活服務的相關信息，提高了人們的辦事效率，改善了人們的生活。[1]本系統將使用Python語言，MongoDB數據庫，HTML語言，Tomcat服務器等技術，用戶端實現了實時查詢城市公交停車時間地點、未來幾天天氣預報、當天餐飲信息，線上購買長途汽車票，在線上預約掛號的功能，滿足不同用戶的各種需求。管理員端通過后臺智慧城市管理網站，進行日常公交，長途汽車等信息的管理，實現智慧城市APP信息管理的自動化、信息化。[2]關鍵詞：Android，智慧城市;管理;MongoDB目錄TOC\o"1-3"\h\u10586一、緒論 5189501.1研究背景及意義 5106291.2國內外研究現狀 213931.2.1國外研究現狀 214481.2.2國內研究現狀 2161711.3論文結構安排 325222二、系統相關技術 3213952.1react框架 4103662.2Mongodb數據庫 4177212.3HTML 525222三、系統需求分析 385803.1可行性分析 698263.1.1技術可行性 6304543.1.2經濟可行性 687973.1.3操作可行性 6115103.2功能需求分析 7312333.3系統用例分析 784773.4非功能需求分析 88256四、系統總體設計 9102134.1系統功能結構設計 967794.1.1管理員登錄 94.1.1用戶登錄 1071944.1.3公交信息管理 11269534.1.4長途信息管理 12269534.1.5繳費單信息管理 13269534.1.6預約單信息管理 14115404.1.7用戶注冊 15166204.1.8用戶登錄 16166204.1.9公交出行 17166204.1.10長途汽車 18166204.1.11水電煤氣 18166204.1.12天氣預報 19166204.1.13餐飲信息 19166204.1.14預約掛號 20300924.4數據庫設計 211754.4.1數據庫E-R圖設計 21200954.4.2數據表的設計 2229307五、系統實現 24147675.1APP首頁的實現 2412245.2登錄模塊的實現 25211965.3公交出行的實現 26262455.4長途汽車的實現 27202275.5水電煤氣的實現 2850555.6天氣預報的實現 29203115.7餐飲信息的實現 30127605.8預約掛號的實現 3129288六、系統測試 33165566.1測試方法與目的 3325616.2系統測試流程 3337286.2.1注冊功能測試 33270236.2.2登錄功能測試 34227846.2.3公交出行測試 3566796.2.4長途汽車測試 35139526.2.5水電煤氣測試 35226306.2.6天氣預報測試 3627536.2.7餐飲信息測試 36294946.2.8預約掛號測試 3792716.3測試結果 3722343七、總結及展望 3824879參考文獻 39一、緒論1.1研究背景自深入經濟體制創新以來,我國推進城鎮化的建設已經取得了一系列舉世矚目的突破性成就,尤其是在進入了21世紀以后,城鎮化建設的速度和發展步伐也在不斷地加快,每年都會有超過數千萬的中國鄉鎮和農村人口涌向城市。隨著我國城市居民數量不斷的增長,"城市病"已經成為了困擾各個城市的建設和管理的首要問題,資源短缺、環境污染、交通擁擠、安全隱患等問題也是越來越多。為了破解“城市病”的困局，智慧城市應運而生。[5]智慧城市最初的設計目的就是城市管理的智慧化，隨著互聯網等技術的發展，目前對于智慧城市的要求也有了更多的變化，涉及到的領域也逐漸向醫療、教育、出行、工業生產、社區管理等領域拓展。[7]智慧城市發展的目的也從早期的提升效率和促進生產力發展，逐漸向綠色發展和可持續發展方向轉變。城市管理的智慧化涉及到非常多的細節，而且站在不同的角度來看待智慧城市也會有不同的理解和定義，從管理者的角度來看，智慧城市要能夠做到和諧發展，同時通過智慧城市來引導城市向可持續發展的方向發展，同時通過智慧城市要能夠降低管理成本和管理難度，尤其在一些應急處理方面。[8]從普通市民的角度來看待智慧城市，則會從諸多生活的細節上來理解智慧城市，比如更加方便的出行環境，更高效的辦事流程，同時要求教育和醫療更，而這些內容都是普通市民比較關心的內容。[9]1.2國內外研究現狀1.2.1國內研究現狀目前，中國有六百六十多個城市，兩萬多個鄉鎮。隨著城市化進程的不斷加快，城市中的許多問題也逐漸浮出水面，如環境問題（土地污染、空氣污染、水資源短缺等）、社會問題（交通堵塞、住房緊張、社會混亂等）、經濟問題（地價、成本上漲等），等等就是糧食問題（農民種地問題越來越嚴重，不利于國家發展）。這些城市問題現在越來越嚴重。因此，現在需要利用計算機、互聯網等高新技術，大力開展智慧城市的建設，使城市走上可持續發展的道路。[12]1.2.2國外研究現狀紐約是美國最大的城市，也是世界經濟中心之一。21世紀初，紐約市提出了“智慧城市”計劃，推動城市信息基礎設施建設，提高公共服務水平，并且在2009年啟動“城市互聯互通”行動。在智慧城市建設方面，除紐約市外，日本在2009年推出了“i-JapansmartJapanstrategy2015”；基于網絡，韓國將建設綠色、數字化、無縫移動的生態智慧城市；新加坡于2006年啟動了“智慧國家2015”計劃；2006年，瑞典斯德哥爾摩開展了具有代表性的智能交通建設實踐。[10]1.3論文結構安排本文由以下七個模塊構成：第一章，緒論。本章介紹了本文的開發背景和意義。第二章，系統相關技術。本章介紹了開發所使用的數據庫和技術。第三章，系統需求分析。本章分別從各個可行性的角度進行分析，其次從非功能和功能兩個角度進行規劃。第四章，系統總體設計。本章主要介紹系統的功能和數據庫的一些內容。第五章，系統實現。本章主要描寫了各個功能模塊的實現方法第六章，系統測試。本章對系統測試用例以及過程進行了描述。第七章，總結與展望。本章主要對該系統的制作過程的總結和對未來的展望。二、系統相關技術系統使用的技術及工具有Python語言、MongoDB技術、HTML5設計技術、Tomcat服務器等。2.1react框架React框架里面使用了簡化的組件模型，但更徹底地使用了組件化的概念。React將整個UI上的每一個功能模塊定義成組件，然后將小的組件通過組合或者嵌套的方式構成更大的組件。2.2Mongodb數據庫Mongodb是一個非關系數據庫（NoSQL），屬于文檔數據庫。文檔是mongodb中數據的基本單位。它類似于關系數據庫的行。多個鍵值對以有序的方式放置在一起以形成一個文檔。語法有點類似于JavaScript面向對象查詢語言。它是面向集合、面向模式的。2.3HTMLHTML5是一種非常強大的網頁編譯技術。規范了無序網頁的編譯，方便開發者學習和使用。對于本系統來說，app的開發采用了非常強大的界面，我們可以利用其界面功能進行開發，受app布局的限制，開發人員只能在線調試和改，而HTML可以提供這樣的編譯和調試方式，極大的方便了系統的開發。三、系統需求分析3.1可行性分析3.1.1技術可行性本系統采用Python語言進行平臺設計，使用mongodb庫來存儲數據，這兩種技術皆為目前主流的app開發框架，對于開發人員而言擁有優秀的響應速度以及設備支持，而對于系統而言則擁有優秀的穩定性和可靠性。考慮到家用和商用電腦、手機的整體硬件配置水平比較先進，該系統在硬件方面是可行的。[13]3.1.2經濟可行性本系統使用Android平臺開發。Android平臺是當前市面上主要的操作系統，已經逐漸完善并趨于成熟，且用于開發使用的mongodb和python等技術以及工具皆為免費使用所以，本系統具有良好的經濟可行性。3.1.3操作可行性本系統通過研究調查各類手機應用以及類似產品的使用狀況和反饋態度，并以此為基礎，秉持簡潔，便捷的宗旨設計并實現了本系統的頁面以及相對應的功能。對于目前智能手機及其應用十分普及的情況，該系統對于用戶使用操作無任何壓力。3.2功能需求分析本系統主要分為管理員和用戶兩個角色。管理員端口可以實現用戶管理、公交信息管理、長途管理、繳費單管理、預約管理等功能；用戶部分包括注冊登錄、公交出行、長途汽車、水電煤氣、天氣查詢、餐飲查詢、預約掛號等功能。[14]3.3系統用例分析用戶的功能主要點有注冊登錄、公交出行、長途汽車、水電煤氣繳費、天氣查詢、餐飲查詢、預約查詢等功能。普通用戶用例圖如圖3.1所示圖3.1普通員工用例圖管理員的主要功能有登錄、用戶管理、公交信息管理、長途信息管理、繳費單管理、預約單管理。具體管理員用例圖見如圖3.2所示。圖3.2管理員用例圖3.4非功能需求分析系統的非功能性需求主要包括以下幾個方面：1.安全性：系統需要注冊登錄，要盡可能的做到單點登錄。2.容錯性：對關鍵的異常數據有一定的容錯性，大量數據操作不影響核心業務流程，批處理業務在非工作時間執行。3.可管理性：記錄所有關鍵功能的響應時間等。

四、系統總體設計4.1系統功能結構設計本系統主要分為管理員和用戶兩個部分：管理員后臺主要實現用戶管理、公交信息管理、長途信息管理、繳費單管理、預約單管理。用戶前臺主要實現長途汽車、公交出行、水電煤氣繳費、天氣查詢、預約查詢、餐飲查詢等功能，參考下圖4.1。圖4.1系統功能結構圖4.1.1管理員登錄管理員寫入正確的用戶名和密碼，系統進行驗證，驗證是否正確，如正確則登錄至管理員主頁。如下圖4.2所示。圖4.2登錄流程圖4.1.2用戶管理管理員點擊用戶管理，可以進行修改用戶信息，添加和刪除用戶等功能如下圖4.3所示。圖4.3用戶管理流程圖4.1.3公交信息管理進入公交管理界面，查看當前公交信息，也可以修改或刪除公交；點擊添加公交信息，按要求輸入公交信息，就能添加新的公交，如圖4.4所示。 圖4.4公交信息流程圖4.1.4長途信息管理進入長途管理界面，查看當前長途信息，也可以修改或刪除系統內的長途信息；點擊添加長途信息，按要求輸入長途信息，可以添加新的長途，如圖4.5所示。圖4.5長途信息流程圖4.1.5繳費單信息管理管理員進入繳費單管理界面，可以查看當前繳費單信息，可以同意或拒絕所選的繳費單。如圖4.6所示圖4.6繳費單信息流程圖4.1.6預約單信息管理管理員進入預約單管理界面，可以查看當前預約單信息，可以同意或拒絕所選的預約單。如圖4.7所示圖4.7預約單信息流程圖4.1.7用戶注冊用戶點擊注冊，輸入未被使用的用戶名，即可完成注冊，具體如下圖4.7所示。圖4.8用戶注冊流程圖4.1.8用戶登錄用戶進入登錄界面，填寫賬號、密碼，系統驗證是否正確，正確便能進入用戶界面，查看并使用功能，如下圖4.9所示。圖4.9用戶登錄流程圖4.1.9公交出行用戶點擊公交出行，選擇要乘坐的公交，查看其路程圖，如圖4.10所示圖4.10公交出行流程圖4.1.10長途汽車用戶點擊長途汽車，選擇要乘坐的長途汽車，提交用戶信息進行購票，如圖4.11所示圖4.11長途汽車流程圖4.1.11水電煤氣用戶點擊水電煤氣，選擇要繳納費用的項目，提交用戶信息，如圖4.12所示圖4.12水電煤氣流程圖4.1.12天氣預報用戶點擊天氣預報，進入天氣預報界面，查看天氣信息，如圖4.13所示圖4.13天氣預報流程圖4.1.13餐飲信息用戶點擊餐飲信息功能，進入餐飲信息界面，查看飯店的信息，如下圖4.14所示圖4.14餐飲信息流程圖4.1.14預約掛號用戶點擊預約掛號，選擇要去的醫院，選擇科室，選擇醫生進行預約，如圖4.15所示圖4.15預約掛號圖4.4數據庫設計4.4.1數據庫E-R圖設計經過研究，本系統的實體主要有：用戶、管理員、公交、支付等，如圖4.16所示。圖4.15系統E-R圖系統的用戶有賬號、姓名、性別、年齡、密碼、密碼、居住地、支付等屬性，如下圖4.16所示。圖4.16用戶屬性圖公交有起點、終點、出發時間、到達時間、路線等屬性。如下圖4.17所示圖4.17公交屬性圖支付有種類、名字、數量、卡號等屬性，如下圖4.18所示圖4.18支付屬性圖4.4.2數據表的設計對系統來說，數據庫是非常重要的，因此設計出一個好的數據庫是制作系統必須要做的事情。表4.1管理員表序號名稱數據類型長度（字符）1idint112adminnamevarchar2553passwordvarchar255表4.2用戶表序號名稱數據類型長度（字符）1idint112namevarchar2553passwordvarchar2554ageint115sexvarchar2556reservationvarchar2557Payvarchar255表4.3公交表序號名稱數據類型長度（字符）1Departurevarchar2552Terminalvarchar2553departuretimetime4Arrivaltimetime5Routevarchar255表4.4支付表序號名稱數據類型長度（字符）1typevarchar2552namevarchar2553Amountint114cardnumberint11五、系統實現5.1APP首頁的實現本系統的界面主要通過不同的模塊進行展示，對相關的主題進行闡述。智慧城市APP的主要是針對公交出行，長途汽車，水電氣暖繳費，天氣查詢，餐飲信息，預約掛號進行開發，便于用戶的使用。圖5.1系統主頁面模塊5.2登錄模塊的實現該模塊的主要目標功能是：只有登錄成功之后才能進入用戶頁面，進行長途車票的購買和醫院的預約。圖5.2系統登錄模塊5.3公交出行的實現普通用戶在注冊登錄后，可以在選擇公交出行查詢公交車的起始到達時間，相關的出發到達地，以及途徑的各個站點。圖5.3公交信息模塊5.4長途汽車的實現長途汽車模塊主要展示長途汽車的車牌號，荷載人數，出發時間等。同時用戶在登錄后，還可以進行買票等操作。圖5.4長途汽車模塊5.5水電煤氣的實現針對用戶的水費，電費，煤氣費進行充值繳納。用戶在登陸后，可以看到當前賬戶的余額，在輸入卡號和金額后，管理員對相關申請進行審核，通過后，余額更新。圖5.5水電煤氣模塊5.6天氣預報的實現天氣預報是針對未來幾天的天氣，溫度等信息進行展示。圖5.6天氣預報模塊5.7餐飲信息的實現餐飲信息主要是展示當前正在營業和以關店的商鋪，便于用戶獲取餐飲信息的相關內容。圖5.7餐飲信息模塊5.8預約掛號的實現針對不同醫院，不同科室，不同醫生實現相關的預約掛號功能。在預約成功后，可以在個人信息處查詢相關的預約信息，圖5.8預約就診模塊六、系統測試6.1測試方法和目的本次系統測試選擇黑盒測試來進行，該測試方式為目前較為普遍的測試方式，能夠在達到測試系統完整性的目的下，極大程度的節省人力物理[21]。在開發過程中或多或少都會產生一些錯誤，而這些錯誤就是常說的BUG，而這些錯誤極有可能會導致系統運行不流暢REF_Ref1081\r\h[14]。所以需要對系統整體功能進行完善的功能性測試，才能夠避免這些錯誤導致產生系統問題，保證系統的正常運行[15]。6.2系統測試流程6.2.1注冊功能測試用戶第一次使用系統需要先注冊自己的賬號，提交相關信息，提交成功后跳轉到登錄界面。信息填寫過程中，要求用戶名不能重復，否則會提示“用戶名占用”；且必須保證賬號與密碼不為空，如下表6.1所示。表6.1注冊功能測試用例表測試要求測試用戶注冊是否成功前提條件新用戶第一次使用系統，且已存在用戶123測試用例與執行步驟用例1：賬號輸入：111，密碼輸入：123，點擊注冊。用例2：賬號輸入：123，密碼輸入：123，點擊注冊。用例3：賬號為空，密碼輸入：123，點擊注冊。用例4：賬號輸入：111，密碼為空，點擊注冊。預期效果測試結果注冊成功，進入登錄界面。通過提示用戶名占用。通過6.2.2登錄功能測試用戶按填寫正確的賬號、密碼，提交，通過后，即可進入系統的主界面。密碼輸入有誤時，系統顯示“密碼錯誤”；賬號（或密碼）未填寫時，系統提示“請輸入賬號（或密碼）”，如下表6.2所示。表6.2登錄功能測試用例表測試要求測試用戶登錄是否成功前提條件管理員賬號：qqq，密碼：qqq；系統已注冊用戶：444，密碼：444測試用例與執行步驟用例1：賬號輸入：qqq，密碼輸入：qqq，點擊登錄。用例2：賬號輸入：444，密碼輸入：444，點擊登錄。用例3：賬號輸入：qqq，密碼輸入：777，點擊登錄。用例4：賬號為空，密碼輸入：444，點擊登錄。用例5：賬號輸入：444，密碼為空，點擊登錄。預期效果測試結果登錄成功，跳轉至管理員界面。通過登錄成功，跳轉至用戶界面。通過彈出密碼錯誤。通過彈出請輸入賬號。通過彈出請輸入密碼。通過6.2.3公交出行測試公交出行功能需要測試：用戶點擊公交出行，選擇要乘坐的公交，查看它的路程時間表，如下表6.3所示表6.3公交出行功能測試用例表測試要求測試公交出行相關功能前提條件進入主界面，并且系統存儲公交出行的信息測試用例與執行步驟點擊公交出行，選擇要乘坐的公交預期效果測試結果看到要乘坐公交的路程時間表通過6.2.4長途汽車測試長途汽車功能需要測試：用戶點擊長途汽車，選擇要購買的車票，輸入用戶姓名和身份證，點擊提交，顯示預約成功，如下表6.4所示表6.4長途汽車功能測試用例表測試要求測試長途汽車相關功能前提條件進入主界面，并且系統存儲長途汽車的信息測試用例與執行步驟點擊長途汽車，選擇要購買的車票，輸入用戶姓名和身份證，點擊提交預期效果測試結果預約成功通過6.2.5水電煤氣測試水電煤氣功能需要測試：用戶點擊水電煤氣功能，選擇需要充值的功能，輸入卡號和金額，點擊提交，顯示余額發生變化，如下表6.5所示表6.5水電煤氣功能測試用例表測試要求測試水電煤氣相關功能前提條件進入主界面，并且系統存儲水電煤氣的信息測試用例與執行步驟用例1：進入水電煤氣，點擊水費，輸入卡號和金額，點擊提交用例2：進入水電煤氣，點擊電費，輸入卡號和金額，點擊提交用例3：進入水電煤氣，點擊煤氣費，輸入卡號和金額，點擊提交預期效果測試結果余額發生變化通過余額發生變化通過余額發生變化通過6.2.6天氣預報測試水電煤氣功能需要測試：用戶點擊天氣預報，出現今天和未來幾天的天氣和溫度，如下表6.6所示表6.6天氣預報功能測試用例表測試要求測試天氣預報相關功能前提條件進入主界面，并且系統存儲天氣預報的信息測試用例與執行步驟點擊天氣預報預期效果測試結果出現今天和未來幾天的天氣和溫度通過6.2.7餐飲信息測試餐飲信息功能需要測試：用戶點擊餐飲信息，查看今天本城市每個飯店是否營業如下表6.7所示表6.7餐飲信息功能測試用例表測試要求測試餐飲信息相關功能前提條件進入主界面，并且系統存儲餐飲信息的信息測試用例與執行步驟點擊餐飲信息預期效果測試結果看到今天本城市每個飯店是否營業通過6.2.8預約掛號測試預約掛號功能需要測試:用戶點擊預約掛號，選擇要去的醫院、科室、醫生。點擊預約，顯示預約成功，如表5.8所示表6.8預約掛號功能測試用例表測試要求測試預約掛號相關功能前提條件進入主界面，并且系統存儲預約掛號的信息測試用例與執行步驟點擊預約掛號，選擇要去的醫院、科室、醫生，點擊預約，預期效果測試結果顯示預約成功通過6.4測試結果本系統全部功能模塊都使用測試用例完成基本測試，且在測試過程中經過反復的對比糾錯，來確保了系統的完整性，可用性。整體來看，本系統功能相對完善，界面友好性、操作便捷，能夠給用戶帶來較好的體驗。[19]七、總結及展望在本系統開發之前，通過自己對于當前背景的研究以及老師的耐心指導，總結出來系統所需要的主要功能以及效果，并且又結合市場上大多數的類似應用，公眾號進行功能的細微調整，最后決定出最終功能結構。而在開發中，自己實現了數據庫設計，前后端交互，同時也借鑒了一些應用的頁面以求本系統開發完成后達到預期目標。最后通過一系列的測試用例，來驗證的系統的可行性，完整性，確保了其質量可以進行正常使用。當前系統雖說已經完整，但我相信隨著我技術的不斷提升，該系統還可以繼續進行優化，為高校就業提供便利。

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