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基于Android的移动终端的智能信息集成系统的设计与实现

摘要：移动终端3G网络的发展为基于移动互联网的应用的开发带来了强劲的势头和广阔的前景^[1][2][3]。另一方面，用户希望随时随地通过移动设备获得他们想要的信息，而不是依赖于电脑。本文提出了一种基于Android移动设备的智能信息集成系统，使用中间件技术^[4][5]、Web服务技术^[6]和轻量级的XML解析技术，该系统以客户的个人需求为中心，为每个用户建立“数字应用移动箱”，为用户提供满足个人需求的各种移动多媒体应用和服务。智能信息集成系统已经在Android平台上实现，而且运行良好，为用户的个性化服务提供了智能的空间。

关键字：移动互联网；中间件；网络服务；智能信息集成系统

Ⅰ、引言

移动终端的小型化、智能化和多媒体化，给用户带来了越来越多基于移动互联网的应用体验。移动互联挖的发展，为大数据和丰富的业务支持功能提供了强大承载能力。另一方面，越来越多的商业模式为移动互联网应用的发展提供了强大的推动力。移动终端不仅仅是传统的电信设备；他们可以在移动互联网的发展中扮演更重要的角色。本文提出了一种基于Android移动设备的智能信息集成系统，建立“客户服务智能空间”，将所有的个人应用集成到一个移动设备无缝连接的扩展桌面办公自动化系统上。

该平台分为两条线路：第一，服务器端线路采用流行的B/S架构和现有的Oracle10g后台数据库，实现了一个强大的Java开发语言跨平台战略。具有MVC^[7]框架的平台可以提高系统的健壮性、效率、清晰的框架级别，并减少移动终端用户的等待时间。CSS技术用于调整样式，使得呈现给移动终端用户的界面更加友好。

第二，客户路线：以流行的Android系统为平台支持，依托移动互联网技术、数据融合引擎和中间件技术，建立“数字应用移动箱”，旨在提供“客户服务智能空间”。采用XML来实现服务器端和客户端信息的实时交互，轻量级数据库sqlLife优化了数据存储和数据管理，加快了客户端的运行速度，并改善了用户体验。极好的用户体验，都是在可掌握的情况下最终实现的。

与传统应用相比，该系统有三个不同的特点：个性化，客户可以根据自己的喜好选择和定制业务，取消和删除不满意的应用程序。智能化，系统基于各种类型的信息进行智能推理，利用数据挖掘技术提取有效数据，自动为客户选择最需要的服务，精确化，管理平台可以方便地精准监控用户应用程序的使用情况，根据准确的统计分析跟踪用户的消费行为，并为有效的营销策略提供数据支持。

Ⅱ、结构

该智能信息集成系统由数据库服务器、中间件服务器、管理平台和基于Android的智能移动终端组成。

数据库服务器用来存储和管理系统中使用的所有数据，例如用户的身份信息、个人数据和从网络上抓取的其他数据。客户端通过GPRS和WiFi将个人数据传输到数据库服务器，并从服务器接收数据。管理平台直接与数据库服务器进行交互，确保平台和客户端数据同步。中间件服务器用于为客户提供个性化和智能化的服务。

图1 系统的结构

图1显示了基于移动设备的智能信息集成系统的基本结构，智能移动终端从数据库服务器接收个人数据，以显示指定的应用程序和服务，中间件服务器^[4][5]具有用户身份和参数信息，访问服务器来获得不同的数据，然后将封装的数据推送到客户端。用户可以轻松地定制、更改和取消应用程序和服务。此外它还被用来帮助管理者追踪客户的踪迹，分析客户的偏好，以制定营销和促销策略。

Ⅲ、模式

该智能信息集成系统允许客户根据自己的喜好管理自己的应用和服务。它由三个功能层组成，即应用层、中间件层和数据层。图2显示了系统的层次结构。

图2 系统的功能模块

数据层

数据层是系统的核心组件，它存储物理数据文件和系统中使用的所有数据，并提供客户端调用的接口，数据库采用双机热备（DMHS）技术来提高系统的安全性和可靠性。数据库中间件混合了动态搜索引擎技术，以提高个人数据的读取速度和准确性。客户端使用跨平台。轻量级、容错性和易于迁移性的SqlLite数据库，可以提高系统的通用性和运行速度，并使得与管理平台的交互更加方便。

Web服务^[6]技术用于提供一个接口，通过该接口，管理平台可以从远程数据中获取用户的详细信息，如姓名、出生日期、地址和电子邮箱等。远程数据库服务器被置于受防火墙保护的内部网络上，web服务的数据交换方式可以通过防火墙，确保数据和数据库服务器的安全。

中间件层

中间件层^[4][5]在移动设备和数据库服务器之间工作，用户看不见它，它提供个性化和智能化的应用程序和服务。例如，两个人安装了智能信息集成系统，而主界面可能是完全不同的，智能服务对每个人也不尽相同，它是由具有不同身份信息和参数的中间件层实现的，中间件技术将在下面详细说明。

应用层

应用层是用户与用户获取和上传信息的界面。它向用户显示了每个功能模块，它是由用户身份验证模块、我的应用模块和新的推荐模块组成。

用户身份验证模块是为验证用户身份而设计的。用户的身份不仅通过用户名和密码进行验证，而且还通过电话号码以及从智能终端硬件获得的IMSI号码（国际移动用户识别号码）进行验证。IMSI号码是在个人数据丢失时获取个人数据的唯一标识，比如用户通讯录的丢失。客户可以很容易地得到他的电话费用、交通费用和其他的费用。用户可以随时随地通过它控制自己的消费信息。用户还可以查看最新的通知，使用Socket技术从管理平台上下载办公文件，实现移动办公的最终目标。

我的应用模块是系统的核心功能模块。它是一个只针对你自己的移动互联网应用盒子。智能信息集成系统提供了四种默认类型的应用程序，我的娱乐、我的生活、我的业务、我的社交。你可以根据四种类型添加和删除应用程序，如QQ、MSN等。基于Android系统的客户端，提供了良好的用户体验。您可以直接将应用程序拖到废纸篓中，这意味着删除。你也可以将你的个人数据转移到服务器，以便与管理平台交互。

智能信息集成系统支持在启动设备时自动运行。如果你选择它，你可以得到一个你喜欢的主屏幕，而不取决于你设备的固化ROM。自动更新功能允许用户接收在后台运行的服务器信息。由此，新的主题服务和应用程序将被及时发送给你。客户可以通过管理平台向朋友推荐该系统，并向潜在客户发出使用邀请。

精彩推荐是应用层的另一个重要模块，该管理平台基于用户的偏好参数和不同的IMSI，智能地分析用户的兴趣和爱好，然后将用户最需要的相关应用和服务推给不同的用户。例如，如果你经常网上购物，系统会智能地告诉你最近的购物中心促销活动。中间件服务器、数据库服务器和管理平台共同提供智能服务信息。

移动终端与服务器之间的完整通信

首先，客户端通过GPRS或者WiFi发送请求，包括用户信息和参数。管理平台和中间件服务器都将接收请求。然后，中间件服务器和管理平台处理请求并以特定格式将所需数据返回给客户端。最后移动终端将数据解析为不同的显示界面，不同的界面提供不同的服务和应用。

管理平台通过Web服务器所提供的接口获取用户的费用数据，而不是直接访问数据库，以确保数据的安全性和隐私性，然后以html的格式将组装的数据返回给客户端，这样就很容易读取和分析。由于过量的数据，应用程序的信息通过XML发送到客户端，移动设备中安全并且有效的XML解析技术将在“关键技术”中被介绍。

Ⅳ、关键技术

多线程和单线程技术

当两个不同的进程共享数据时，使用多线程技术^[10]。例如，用户想要在系统中打开个性化的应用程序，客户端就会从服务器接收新数据。在用户可能获得不正确的数据时。我们使用等待和唤醒方法来解决冲突。

图3展示了该方法的核心，只有新的数据被接收，用户才可以访问它。当等待时间超过30秒时，系统会认为服务器没有响应，允许用户读取旧的数据。

图3. 等待和唤醒方法的例子

单线程技术旨在确保用户界面更新的安全性。“处理机制”^[8][9]为其他线程提供了接口用来更新用户界面。其他线程通过处理器发送更新信息给用户界面线程，用户界面根据接收的更新信息更新用户界面。

Android用户界面的操作不是线程安全的，所以它必须在用户界面线程中完成。处理器被用来实现Android用户界面的更新。一个处理器允许你发送和处理信息，并且将可运行的对象和一个线程的消息队列相关联。当应用程序启动时，Android将首先打开一个主线程（即用户界面线程），主线程用于管理用户界面的控件，事件的分配，例如，如果你点击一个按钮，按钮上的事件将被分发以响应你的操作。如果你从网上读取数据需要一个耗时的操作，你就不能将此操作放在主线程上，而是放在子线程中。子线程不允许更新用户界面；处理器用来将包含用户界面数据的消息发送到主线的程消息队列，实现更新，图4显示了处理器的简单应用。

图4 处理器的一个例子

断点续传技术

当上传具有大量数据的个人信息时，移动端可能失去与服务器的链接，我们建立了一个机制，可以从传输中断的地方继续传输。大文件被分为10KB一块。如果管理平台成功接收到一个块，那么他会将10KB的大块写入硬盘。为了实现断点续传功能，客户端向服务器端发送一个信息来请求断点的位置。如果硬盘上不存在该文件，则服务器向终端返回一个0，否则返回文件的大小。移动终端根据断点的位置继续传输10KB块。

轻量级XML解析技术

大多数智能信息集成系统中客户端和服务器之间的数据以xml的形式传输。高效准确地解析xml数据在系统中起着重要作用。

我们使用SAX^[11]（XML的简单API）解析器来解析XML。解析器自动将大型XML数据划分为小块，因此，在解析过程中，当其他进程同时运行时，会占用一点内存，从而使整个系统运行得更快。还有另一个问题，以下是一个完整的节点。小块可能会终断节点的完整性。系统从“应用程序”的第一个标签开始开始解析XML，而最后一个“应用程序”可能不在内存中，这将导致数据不正确。为了解决这个问题，我们使用“应用程序”的第二个标签解析XML数据作为整体节点的标志。在发现第二个标签之前，所有属性都储存在临时变量中。当成功解析整个节点时，临时变量将分配给用户数据，然后等到接收下一个完整的节点时清除临时变量，直到XML流结束。

节点的属性是客户端与服务器之间的约定协议，是用于他们之间的实时通信。一个完整的节点包括一个应用程序或者一个服务所需的所有信息。“操作”的属性是固定格式的字符串，即“操作代码$操作内容$应用程序编号”。“操作代码”表示操作的类型，例如，0：通过“操作内容”打开一个网页；1：通过“操作内容”打开或者安装一个新的应用程序；“应用程序编号”是用于在客户端和服务器之间同步数据的唯一标识。图5展示了XML节点的例子。

图5 XML节点的例子

中间件技术

中间件技术是个人应用和智能服务的基础。它不仅节省了用户的流量，还提供了更友好的界面来吸引大量用户。

系统中的中间件实际是一个被打包的虚拟浏览器。不同的客户端在不同的模式下访问相同的URL来获得不同的数据。首先，具有不同身份信息和参数的浏览器请求不同的第三方服务器获取各种原始数据。然后，浏览器根据一定的模板组装原始数据，删除一些无法识别的标签和快闪，缩放原始图像以节省用户流量，所有这些都使得新数据更好的显示在移动设备上。

例如，客户端A访问网址： http://localhost/myMiddleware/show.jsp?webUrl=test1.jsp，客户端B访问相同的网址，而参数“webURL”是test1.jsp。A从网站网址“test.jsp”获取数据，而B从“test2.jsp”获取数据，“show.jsp”是提供个人服务的中间页面。客户端A以一种方式获取天气数据，而客户端B以另一种方式获取旅行数据。同一个网址“show.jsp”可以获得其他网站上的所有信息。只有一个页面显示所有站点信息，这是中间件的核心。下图显示了中间件的基本组成。

图6 中间件的基本组成

其他

1）SharedPreference^[8][9]

SharedPreference用于保存用户的设置信息。当用户启动系统时，客户端从SharedPreference文件中读取设置信息，而不是读取数据库，来提高启动速度。

Service^[8][9]

Service是一个应用程序组件，可以在后台执行长时间运行的操作，并且不提供给用户界面，另一个应用程序组件可以启动服务，即使用户切换到另一个应用程序，它也将继续在后台运行。此外，一个组件可以绑定到一个服务上用来与之交互，甚至执行内部通信（IPC）^[8]。例如，一个服务可以处理网络事物、播放音乐、执行I/O文件，或者与内容提供商交互，所有这些都是从后台进行的。服务在系统中有两个主要功能，上传或下载大数据文件。服务属于主线程，而不是创建新线程，它消耗的资源更少而且优先级比子程序更高。这意味着如果后台有许多长时间运行的操作，系统会比子程序更晚地终止服务。如果不依赖一个Activity，可以随时通过持久稳固的套接字连接与服务器通信。Android系统自动管理活动，并通过活动组关闭不活跃的活动，当用户打开另一个应用程序时，智能信息集成系统将被动关闭，主活

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