基于AppInventor的天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳利婷

摘要：Android目前是世界是最受歡迎的智能手機(jī)系統(tǒng)之一，2017年的市場(chǎng)占有率為85.9%，迫切需要一大批的開發(fā)者，而App Inventor是一款基于瀏覽器的完全在線的Android開發(fā)工具，采用搭積木的方式來編程，簡單有趣，是青少年學(xué)習(xí)編程入門的優(yōu)秀軟件。

關(guān)鍵詞：App Inventor；中職；天氣預(yù)報(bào)；Web服務(wù)API

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）11-0081-02

1 App Inventor在中職學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的實(shí)用性

說到計(jì)算機(jī)專業(yè)，很多人第一想到的就是編程，說明編程在計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要性。在中職學(xué)校，學(xué)生的外語水平普遍較低，決定了他們學(xué)習(xí)一門編程語言的不易性，很多同學(xué)都學(xué)得很辛苦，甚至厭學(xué)或棄學(xué)。而App Inventor的開發(fā)入門較簡單，學(xué)生不用編寫代碼，調(diào)試結(jié)果能直接在智能手機(jī)或平板上演示，對(duì)活潑好動(dòng)的中職生具有非常的吸引力。如果在學(xué)習(xí)中引起學(xué)生對(duì)程序開發(fā)的興趣，他們可以轉(zhuǎn)向功能更強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語言的學(xué)習(xí)，故App Inventor在中職計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中具有很強(qiáng)的引導(dǎo)性、實(shí)用性。

2 JSON格式數(shù)據(jù)

JSON是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，易于人閱讀和編寫，數(shù)據(jù)體積小，也易于機(jī)器解析和網(wǎng)絡(luò)傳輸。JSON對(duì)象表示為鍵值對(duì)，是一個(gè)“名稱/值”的集合，每個(gè)名稱后跟一個(gè)冒號(hào)，花括號(hào)保存對(duì)象，數(shù)據(jù)由逗號(hào)分隔。下面是一個(gè)用JSON格式表示個(gè)人信息數(shù)據(jù)的示例：

{“name”：”張三”， //值為字符串

“age”：”20”， //值為數(shù)值

“address”：{“province”：”廣東”， ”city”：”汕頭”} //值為JSON對(duì)象

}

3 百度地圖Web服務(wù)API

百度地圖Web服務(wù)API為開發(fā)者提供https/http接口，即開發(fā)者通過https/http形式發(fā)起檢索請(qǐng)求，獲取返回xml或json格式的檢索數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用百度地圖Web服務(wù)API中提供的逆地理編碼服務(wù)，該服務(wù)將提供的坐標(biāo)點(diǎn)（經(jīng)緯度）轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)位置信息（如所在行政區(qū)劃）功能。在系統(tǒng)開發(fā)之前，開發(fā)者先在百度地圖API平臺(tái)中申請(qǐng)“Web服務(wù)API”接口，新建一個(gè)“瀏覽器端”的應(yīng)用來獲取開發(fā)密鑰，每天可免費(fèi)使用6000次。本系統(tǒng)中使用的逆地理編碼接口地址為：

http：//api.map.baidu.com/geocoder/v2/？location=緯度，經(jīng)度&output=json&coord_type=wgs84ll&ak=您的密鑰

其中參數(shù)output=json表示返回?cái)?shù)據(jù)為json格式，參數(shù)coord_type=wgs84ll表示坐標(biāo)的類型為GPS經(jīng)緯度

4 京東萬象平臺(tái)

京東萬象平臺(tái)是大數(shù)據(jù)交易平臺(tái)，數(shù)據(jù)需求方在京東萬象平臺(tái)查找自己想要的數(shù)據(jù)，通過調(diào)用數(shù)據(jù)服務(wù)方提供的數(shù)據(jù)接口獲得數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)服務(wù)方的加工、處理、分析等，更深入地得到數(shù)據(jù)需求方所需的數(shù)據(jù)價(jià)值。本系統(tǒng)使用京東萬象平臺(tái)免費(fèi)提供的和風(fēng)“中國和世界天氣預(yù)報(bào)”API接口，它能提供全球5萬個(gè)城市的7天天氣預(yù)報(bào)、實(shí)況天氣、每3小時(shí)天氣等數(shù)據(jù)。和風(fēng)天氣采用JSON格式的數(shù)據(jù)，格式相對(duì)簡單，適合新手，每天有5000次的免費(fèi)請(qǐng)求，相對(duì)學(xué)習(xí)而言完全夠用。故新手需在京東萬象平臺(tái)注冊(cè)一個(gè)帳號(hào)并申請(qǐng)一個(gè)APPKEY即可使用該數(shù)據(jù)接口并獲取數(shù)據(jù)。調(diào)用和風(fēng)天氣API的鏈接地址為：

https：//way.jd.com/he/freeweather？city=城市名&appkey=您的密鑰

5 天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的功能及技術(shù)可行性分析

1）天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)在App Inventor軟件中開發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)的功能有：

① 定位在當(dāng)前城市，顯示所在城市實(shí)時(shí)天氣狀況；

② 顯示今天和未來2天所在城市的天氣預(yù)報(bào)信息；

③ 可以查詢?nèi)我獬鞘袑?shí)時(shí)、今天和未來2天的天氣信息；

④ 顯示相關(guān)的天氣狀況、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)力等信息。

2）技術(shù)可行性分析

① 城市定位：

在App Inventor軟件中內(nèi)置的位置傳感器組件可以用GPS全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)來獲取當(dāng)前設(shè)備所在的位置狀態(tài)，也可通過無線網(wǎng)線或基站等方式進(jìn)行定位，定位后位置傳感器組件返回所在位置的經(jīng)緯度、海拔等相關(guān)信息。

② 調(diào)用API接口：

在App Inventor軟件內(nèi)置的通信連接Web客戶端組件，可以實(shí)現(xiàn)在不出現(xiàn)瀏覽器窗口的前提下對(duì)網(wǎng)頁進(jìn)行瀏覽，本系統(tǒng)可以根據(jù)定位城市或查詢的城市名，調(diào)用Web客戶端組件來設(shè)置API的鏈接地址，調(diào)用百度地圖和京東萬象提供的API服務(wù)，并獲取返回?cái)?shù)據(jù)。

③ 數(shù)據(jù)的解析：

解析的數(shù)據(jù)主要有百度地圖Web服務(wù)API中解析逆地理編碼返回的城市信息，解析和風(fēng)天氣返回的天氣狀況、氣溫等信息，因這些信息都是用JSON格式返回，Web瀏覽器組件中有解碼JSON文本的方法，并返回列表數(shù)據(jù)，在列表中可以用查找“鍵值對(duì)”的方法返回所查找的數(shù)據(jù)的值。

6 界面布局和使用的組件

本系統(tǒng)的屏幕Screen布局設(shè)計(jì)如圖1、圖2所示，圖1是系統(tǒng)獲取GPS定們后顯示的界面，圖2是輸入城市名單擊“查詢”按鈕后顯示的界面。

1）屏幕上方顯示設(shè)備當(dāng)前所在城市的城市名或者查詢城市的城市名，接著顯示城市的實(shí)時(shí)天氣狀況，下面顯示今天和未來二天的天氣預(yù)報(bào)情況，最下方是查詢輸入框，輸入城市名后單擊按鈕可查詢天氣狀況。所使用的組件有水平布局、標(biāo)簽、文本輸入框、按鈕。

2）位置傳感器1個(gè)：獲取設(shè)備的GPS定位。

3）計(jì)時(shí)器1個(gè)：程序剛開始時(shí)，設(shè)備獲取GPS定位需要一定的時(shí)間，定時(shí)器可以循環(huán)查詢?cè)O(shè)備是否已成功GPS定位，成功定位后須將GPS定位的經(jīng)緯度信息傳遞給百度地圖逆地理編碼API查詢。

4）通信連接Web客戶端組件2個(gè)：一個(gè)網(wǎng)址設(shè)置為百度地圖逆地理編碼API的接口地址，另一個(gè)網(wǎng)址設(shè)置為和風(fēng)天氣API的接口地址，之所以用2個(gè)組件，是因?yàn)楂@取的返回信息不同，對(duì)它們的解析也不同。

7 程序設(shè)計(jì)

1）獲取GPS定位：設(shè)置計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔為10秒，如果未獲取位置信息，則10秒查詢一次，如果位置傳感器獲取了GPS經(jīng)緯度，將它的值嵌入到Web客戶端1的網(wǎng)址中，調(diào)用百度地圖Web服務(wù)API中的逆地理編碼服務(wù)地址，返回城市信息，并將計(jì)時(shí)器停用。

2）當(dāng)百度地圖Web服務(wù)API中的數(shù)據(jù)返回時(shí)，調(diào)用Web客戶端解析JSON文本，查看它的返回?cái)?shù)據(jù)狀態(tài)信息是否成功，如果成功繼續(xù)解析數(shù)據(jù)中包含的城市名信息，并將城市名嵌入到Web客戶端2的網(wǎng)址中，調(diào)用萬象平臺(tái)和風(fēng)天氣數(shù)據(jù)服務(wù)的API地址。

3）當(dāng)和風(fēng)天氣數(shù)據(jù)服務(wù)的API返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，解析JSON數(shù)據(jù)，獲取相關(guān)關(guān)鍵字的值，并顯示在屏幕上。下圖是解析“城市名“標(biāo)簽的程序，其它標(biāo)簽的值可參考“城市名”標(biāo)簽的解析。

4）當(dāng)輸入城市名，點(diǎn)擊“查詢”按鈕時(shí)，設(shè)置Web客戶端2的網(wǎng)址并向和風(fēng)天氣API發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求服務(wù)。

從本系統(tǒng)上可以看出，App Inventor簡單易學(xué)。2017年7月國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)“在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”，而本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)既結(jié)合當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用，又融合移動(dòng)終端開發(fā)，非常能吸引青少年的學(xué)習(xí)興趣，可作為編程入門的課程在中職學(xué)校中大力開展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 金叢軍.App Inventor開發(fā)訓(xùn)練營[M].北京：人民郵電出版社，2018.

[2] 劉載興，陳宏鏡.Android積木式編程開發(fā)[M].北京：高等教育出版社，2016.

[3] 白乃遠(yuǎn)，曾奕霖.App Inventor 2 Android應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017.

【通聯(lián)編輯：唐一東】