基於Android的物聯網應用開發（簡體書）

《基於Android的物聯網應用開發》編者總結了 10 多年的物聯網專業教學和指導學生參加競賽的經驗，精心選擇物聯網方面典型的項目展開分析，根據項目需求設計工作任務，採用任務式結構編寫，通過引導讀者完成不同的物聯網程序任務，對Android物聯網應用程序開發的各方面知識進行講解。全書共11個項目，包括智能園區系統項目概述、個Android應用程序、智能園區界面的實現、界面顯示與切換、數據存儲的實現、線程與消息處理、服務與廣播、媒體動畫的實現、室內環境采集系統和園區監控系統的實現、網絡與定位技術的使用、園區環境實時監測系統，建議課時為120學時。 《基於Android的物聯網應用開發》既可以作為高等院校本科和高職物聯網工程及相關專業學生的教材，又可以作為物聯網相關從業者和愛好者的參考書。

萬杰，重慶工程職業技術學院教研室主任，副教授，現從事專業物聯網應用技術，主授課程:C語言 軟件工程 單片機 物聯網綜合實踐

緊密結合物聯網開發。《基於Android的物聯網應用開發》以智能園區項目為中心，將Android物聯網應用程序開發的知識以知識解析的形式拆分到不同的物聯網開發情景中，讓讀者能夠及時的將所學的知識運用到實際開發中，提升學習興趣，培養動手能力。
項目拆解、分任務實現。將智能園區系統拆分成3個項目，分別是園區環境采集系統、園區監控系統、園區環境采集系統（云平臺實現），再將這三個項目拆分成若干個任務，一步步實現項目功能。
綜合運用、實戰檢驗。後通過智能園區的串口篇和云平臺篇的綜合開發，讓讀者將各部分知識綜合使用、融會貫通，充分掌握Android物聯網應用程序開發的知識。

物聯網被看作是繼計算機、互聯網與移動通信之後的又一次信息產業浪潮，將成為未來帶動中國經濟發展的主要生力軍。2009年，在美國總統奧巴馬與工商業領袖舉辦的圓桌會議上，IBM首席執行官首次提出了“智能地球”(Smart Earth)的構想。同年，歐盟發布了物聯網研究戰略路線圖(Internet of Things Strategic Research Roadmap)。在我國，物聯網同樣得到了高度重視，在2010年“兩會”期間，物聯網已經被寫入政府工作報告，確立為國家五大戰略新興產業之一。在2016年國務院印發的《“十三五”國家信息化規劃》中，特別提出要加快信息化和生態文明建設深度融合，利用新一代信息技術，促進產業鏈循環化。推進物聯網感知設施規劃布局，發展物聯網開發應用；實施物聯網重大應用示範工程，推進物聯網應用區域試點，建立城市級物聯網接入管理與數據匯聚平臺，深化物聯網在城市基礎設施、生產經營等環節中的應用。
本書編者總結了10多年的物聯網專業教學和指導學生參加競賽的經驗，精心選擇物聯網方面典型的項目展開分析，根據項目需求設計工作任務，採用任務式結構編寫，通過引導讀者完成不同的物聯網程序任務，對Android物聯網應用程序開發的各方面知識進行講解。
本書的特點如下。
(1) 緊密結合物聯網開發。本書以智能園區項目為中心，將Android物聯網應用程序開發的知識以知識解析的形式拆分到不同的物聯網開發情境中，讓讀者能夠及時將所學的知識運用到實際開發中，提升學習興趣，培養動手能力。
(2) 項目拆解、分任務實現。將智能園區系統拆分成3個項目，分別是室內環境采集系統、園區監控系統、園區環境實時監測系統，再將這3個項目拆分成若干個任務，一步步實現項目功能。
(3) 綜合運用、實戰檢驗。後通過智能園區實時監測系統的綜合開發，讓讀者將各部分知識綜合使用、融會貫通，充分掌握Android物聯網應用程序開發的知識。
全書共11個項目，建議課時為120學時。
項目1 智能園區系統項目概述。本項目介紹了智能園區項目的需求、功能模塊、運行結果以及技術選型等內容(建議課時：2學時)。
項目2 個Android應用程序。本項目介紹了Android在物聯網中的應用，帶領讀者認識Android，搭建Android開發環境，創建個Android工程，並簡單地介紹如何查看Android日志，包含4個任務(建議課時：4學時)。
項目3 智能園區界面的實現。本項目在學習Android UI基本知識的基礎上，完成智能園區的部分界面開發，包含4個任務(建議課時：16學時)。
項目4 界面顯示與切換。本項目介紹了Android中的活動與碎片，通過ViewPager實現引導頁的功能，通過DrawerLayout實現側滑菜單以及Toorbar標題欄的效果，包含4個任務(建議課時：20學時)。
項目5 數據存儲的實現。本項目介紹了文件存儲、SharedPreferences和SQLite數據庫等數據存儲技術，讓讀者掌握Android數據存儲技術的應用，包含3個任務(建議課時：12學時)。
項目6 線程與消息處理。本項目針對Android開發中必須掌握的線程和消息以及異步任務進行講解，後實現傳感器數據的實時更新，包含4個任務(建議課時：14學時)。
項目7 服務與廣播。本項目介紹了如何在服務中實時監測微動開關的狀態以及使用廣播觸發三色燈狀態的實時改變，包含兩個任務(建議課時：10學時)。
項目8 媒體動畫的實現。本項目講解如何利用手機媒體動畫編寫出豐富多樣的物聯網應用程序，包含4個任務(建議課時：16學時)。
項目9 室內環境采集系統和園區監控系統的實現。本項目在前面項目的基礎上，綜合所學知識，實現室內環境采集系統和園區監控系統，包含兩個任務(建議課時：4學時)。
項目10 網絡與定位技術的使用。本項目講解如何使用HTTP協議和物聯網云平臺端進行網絡交互，並對服務器返回的數據進行解析。同時講解了利用定位模塊進行定位的物聯網應用，包含4個任務(建議課時：10學時)。
項目11 園區環境實時監測系統。本項目實現園區環境的實時監測。監測的數據來源有兩種：種是采集到的傳感數據經LoRa網關上傳到物聯網云平臺；第二種是采集到的傳感數據經NB-IoT上傳到物聯網云平臺(建議課時：12學時)。
本書適用於物聯網工程以及相關專業的學生使用。
本書由廖忠智、王華、高曉惠、萬杰擔任主編，劉建峰、沈志華、馬祥、方武、洪順利、周勝利擔任副主編，彭坤容、魏美琴、蔡敏、黃非娜、鄒宗冰、葉寧、彭海玲參編。本書在編寫中得到了北京新大陸時代教育科技有限公司相關人員的大力幫助和支持，在此表示感謝。
由於編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，敬請各位讀者不吝賜教，以求共同進步，感激不盡。

編 者

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項目1 智能園區系統項目概述 1

【需求描述】 1
1. 室內環境采集 1
2. 園區監控 1
3. 園區環境實時監測系統 1
【需求分析】 2
1. 室內環境采集系統 2
2. 園區監控系統 3
3. 園區環境實時監測系統 4
【運行效果】 5
【技術選型】 9
【設備選型】 10
【知識前提】 10

項目2 個Android應用程序 11

【項目描述】 11
【學習目標】 11
任務1 認識Android 12
【任務描述】 12
【知識解析】 12
1. Andoird概述 12
2. Andoird系統架構 13
3. Android與物聯網 14
任務2 搭建Android開發環境 15
【任務描述】 15
【任務實施】 16
任務3 創建個Android項目 20
【任務描述】 20
【任務實施】 20
任務4 日志工具的使用 32
【任務描述】 32
【知識解析】 32
【任務實施】 33
項目總結 34
思考與練習 34

項目3 智能園區界面的實現 35

【項目描述】 35
【學習目標】 35
任務1 登錄界面開發 36
【任務描述】 36
【知識解析】 36
1. LinearLayout的使用 36
2. TextView的使用 38
3. EditText(輸入框)的使用 39
4. Button的使用 40
5. ImageView的使用 43
6. RadioButton的使用 44
7. CheckBox的使用 45
8. 邊距的使用 46
【任務實施】 47
任務2 監控系統界面開發 49
【任務描述】 49
【知識解析】 49
1. RelativeLayout(相對布局)的
使用 49
2. FrameLayout(幀布局)的使用 52
3. ConstraintLayout(約束布局)的
使用 52
【任務實施】 58
任務3 環境采集系統閾值設置對話框開發 61
【任務描述】 61
【知識解析】 62
1. 常見對話框的簡單使用 62
2. ProgressBar(進度條)的使用 68
3. SeekBar(拖動條)的使用 69
【任務實施】 70
任務4 圖片預覽界面開發 74
【任務描述】 74
【知識解析】 74
【任務實施】 78
項目總結 81
思考與練習 81

項目4 界面顯示與切換 83

【項目描述】 83
【學習目標】 84
任務1 Activity詳解 84
【任務描述】 84
【知識解析】 84
1. 創建Activity 84
2. Activity的跳轉 86
3. Intent傳遞數據 88
4. Activity的生命周期 91
【任務實施】 94
任務2 引導頁的實現 97
【任務描述】 97
【知識解析】 97
【任務實施】 98
任務3 側滑菜單的實現 102
【任務描述】 102
【知識解析】 103
1. Fragment介紹 103
2. Fragment實現頁面切換 104
3. DrawerLayout簡介 107
【任務實施】 107
任務4 標題欄的實現 111
【任務描述】 111
【知識解析】 112
1. Toolbar簡介 112
2. Toolbar的使用 112
【任務實施】 114
項目總結 119
思考與練習 119

項目5 數據存儲的實現 121

【項目描述】 121
【學習目標】 122
任務1 記住密碼 122
【任務描述】 122
【知識解析】 122
1. 用SharedPreferences存數據 122
2. 取SharedPreferences中的數據 123
【任務實施】 124
任務2 監控截圖 128
【任務描述】 128
【拓撲圖】 128
【知識解析】 128
1. 用openFileOutput保存數據 129
2. 用openFileInput讀數據 130
3. SD卡的數據存儲 130
4. 運行時權限 132
【任務實施】 134
任務3 登錄注冊功能 146
【任務描述】 146
【知識解析】 146
1. 創建數據庫 146
2. 更新數據庫版本 149
3. 添加數據 150
4. 更新數據 151
5. 刪除數據 151
6. 查詢數據 152
【任務實施】 153
項目總結 159
思考與練習 159

項目6 線程與消息處理 161

【項目描述】 161
【學習目標】 162
任務1 簡易計時器 162
【任務描述】 162
【知識解析】 162
1. UI線程 162
2. 不能在主線程中執行耗時操作 163
3. 線程的創建和啟動 164
4. 不能在子線程中更新UI 165
5. 使用runOnUiThread()方法更新
UI 166
6. Timer和TimerTask 166
【任務實施】 167
任務2 相冊輪播 168
【任務描述】 168
【知識解析】 169
1. 異步消息處理機制 169
2. 消息機制的工作流程 169
【任務實施】 170
任務3 後臺下載 172
【任務描述】 172
【知識解析】 172
1. AsyncTask異步任務的3個
參數 172
2. AsyncTask異步任務的4個
方法 173
3. 執行AsyncTask異步任務 174
【任務實施】 174
任務4 傳感器數據的實時更新 178
【任務描述】 178
【拓撲圖】 178
【知識解析】 179
【任務實施】 181
項目總結 186
思考與練習 186

項目7 服務與廣播 187

【項目描述】 187
【學習目標】 188
任務1 使用服務監測微動開關 188
【任務描述】 188
【拓撲圖】 188
【知識解析】 189
1. 服務的概念 189
2. 定義一個服務 189
3. Service的兩種啟動方式 191
【任務實施】 197
任務2 使用廣播觸發三色燈狀態的實時
改變 200
【任務描述】 200
【拓撲圖】 200
【知識解析】 200
1. 廣播的類型 200
2. 發送標準廣播和有序廣播 201
3. 廣播的靜態注冊和動態注冊
及其優先級 204
【任務實施】 206
項目總結 210
思考與練習 210

項目8 媒體動畫的實現 211

【項目描述】 211
【學習目標】 212
任務1 實現智能溫控預警 212
【任務描述】 212
【拓撲圖】 212
【知識解析】 213
1. 播放音頻 213
2. 播放視頻 220
【任務實施】 222
任務2 推送通知 227
【任務描述】 227
【知識解析】 227
1. 通知管理器 227
2. Notification物件 228
3. 發送通知 228
4. 更新與移除通知 228
5. 通知的單擊效果 228
6. 通知渠道 229
7. 通知渠道的適配 230
8. 通知渠道的使用 230
【任務實施】 231
任務3 製作圓形頭像 235
【任務描述】 235
【知識解析】 235
1. 調用系統照相機的Intent 235
2. 獲取拍照回傳的圖片 236
3. 調用圖庫的Intent 236
4. 獲取圖庫回傳的圖片 237
【任務實施】 237
任務4 降溫風扇的動畫實現 245
【任務描述】 245
【拓撲圖】 245
【知識解析】 246
1. 逐幀動畫 246
2. 補間動畫 248
【任務實施】 252
項目總結 254
思考與練習 254

項目9 室內環境采集系統和園區監控系統的實現 255

【項目描述】 255
【學習目標】 256
任務1 室內環境采集系統的實現 256
【任務描述】 256
【拓撲圖】 256
【任務實施】 257
任務2 園區監控系統的實現 261
【任務描述】 261
【拓撲圖】 263
【任務實施】 263
項目總結 268
思考與練習 268

項目10 網絡與定位技術的使用 269

【項目描述】 269
【學習目標】 270
任務1 使用WebView訪問網頁 271
【任務描述】 271
【知識解析】 271
【任務實施】 272
任務2 使用HttpURLConnection連接網絡
和獲取數據 273
【任務描述】 273
【知識解析】 274
1. HTTP協議 274
2. 添加網絡安全策略允許當前應用
使用htttp明文請求 275
【任務實施】 276
任務3 使用OkHttp登錄物聯網云平臺 279
【任務描述】 279
【知識解析】 279
1. RESTfulAPI簡介 279
2. 解析JSON格式的數據 279
3. OkHttp發送GET和POST
請求 283
【任務實施】 284
任務4 使用北斗定位模塊和高德SDK實現
定位 287
【任務描述】 287
【拓撲圖】 288
【知識解析】 288
1. 北斗導航系統簡介 288
2. GPS/北斗定位模塊簡介 289
【任務實施】 289
項目總結 308
思考與練習 308

項目11 園區環境實時監測系統 309

【項目描述】 309
【學習目標】 311
【項目實施】 312
1. 連接設備並進行調試 312
2. 搭建物聯網云平臺項目 312
3. 云平臺API在線調試工具的
使用 318
4. 實時監測園區環境的功能實現 321
5. 運行結果 337　
參考文獻 340