Khóa luận Ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch

Tóm tắt Mã vạch ngày nay đã trở nên phổ biến với mỗi người trong chúng ta, không chỉ đem lại sự thuận tiện cho người sử dụng, nó còn mang lại một phong cách mới trong mua sắm và tra thông tin về sách sản phẩm. Không dừng lại ở đó, tiềm năng của mã vạch còn rất lớn khi xuất hiện các loại mã vạch hai chiều, ghi được nhiều thông tin hơn các mã vạch một chiều trước kia. Khóa luận sẽ trình bày về mã vạch nói chung và mã vạch QR nói riêng, giới thiệu về thư viện mã nguồn mở Zxing để đọc mã vạch, cách sử dụng thư viện này để phát triển phần mềm. Khóa luận cũng đi nghiên cứu về các nền tảng di động và đặc biệt là nền tảng Android. Ở phần cuối, khóa luận sẽ trình bày ứng dụng thư viện Zxing vào việc xây dựng “Ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch” trên nền tảng Android. Ứng dụng này xuất phát cho phép mã hóa các tệp nhỏ bất kỳ thành một chuỗi các mã vạch, và giải mã chúng để trở lại thành tệp ban đầu. Cơ sở này cho phép ta truyền số liệu giữa hai thiết bị thông qua màn hình (hoặc các thiết bị hiển thị được hình ảnh như giấy) và camera. Phần phụ lục cung cấp một số thuật ngữ thường dùng của Android. Mục lục Mở đầu 1 Chương 1: Các nền tảng di động 3 1.1 Brew 5 1.1.1 Giới thiệu 5 1.1.2 Ưu nhược điểm 5 1.2 Java ME 6 1.2.1 Giới thiệu 6 1.2.2 Ưu nhược điểm 6 1.3 Symbian 7 1.3.1 Giới thiệu 7 1.3.2 Ưu nhược điểm 7 1.4 BlackBerry 8 1.4.1 Giới thiệu 8 1.4.2 Ưu nhược điểm 8 1.5 Windows Mobile 8 1.5.1 Giới thiệu 8 1.5.2 Ưu nhược điểm 9 1.6 iPhone 9 1.6.1 Giới thiệu 9 1.6.2 Ưu nhược điểm 9 1.7 Android 10 1.7.1 Giới thiệu 10 1.7.2 Ưu nhược điểm 10 Chương 2: Nền tảng Android 12 2.1 Khái niệm 12 2.2 Đặc điểm 13 2.2.1 Tính mở 13 2.2.2 Tính ngang bằng của các ứng dụng 13 2.2.3 Phá vỡ rào cản phá triển ứng dụng 13 2.2.4 Dễ dàng và nhanh chóng xây dựng ứng dụng 13 2.3 Kiến trúc của nền tảng Android 14 2.3.1 Kiến trúc tổng quát 14 2.3.2 Hệ điều hành 14 2.3.3 Thư viện và các giao diện lập trình ứng dụng 14 2.4 Các thành phần của ứng dụng 16 2.4.1 Hoạt động (Activity) 17 2.4.2 Dịch vụ 20 2.4.3 Broadcast receivers (bộ nhận quảng bá) 21 2.4.4 Content provider 21 2.4.5 Các thành phần kích hoạt (các Intent) 22 2.4.6 Ngắt một thành phần 23 2.4.7 Tập tin khai báo (manifest) 23 2.4.8 Bộ lọc Intent 24 2.5 Công cụ hỗ trợ lập trình Android 25 Chương 3: Mã vạch, mã QR và thư viện Zxing 27 3.1 Mã vạch 27 3.1.1 Khái niệm 27 3.1.2 Ứng dụng 27 3.2 Mã QR 28 3.2.1 Khái niệm 28 3.2.2 Khả năng lưu trữ 29 3.3 Thư viện Zxing 29 3.3.1 Khái niệm 29 3.3.2 Cách sử dụng 30 Chương 4: Xây dựng ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch 34 4.1 Đặt vấn đề 34 4.2 Giải pháp 34 4.3 Phân tích 34 4.3.1 Các chức năng của hệ thống 34 4.3.2 Xác định tác nhân và ca sử dụng 35 4.3.3 Mối quan hệ giữa tác nhân và các ca sử dụng 35 4.3.4 Biểu đồ tuần tự 37 4.4 Thiết kế 43 4.4.1 Thiết kế lớp 43 4.5 Thiết kế giao diện 46 4.6 Kiểm thử chương trình 46 4.6.1 Kiểm thử ca sử dụng 46 4.6.2 Kết quả thực nghiệm 49 Kết luận 55

doc74 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2763 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khóa luận Ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
tất cả các tài nguyên cần sử dụng trong phương thức onCreate() và giải phóng chúng khi phương thức onDestroy() được thực thi. Thời gian sống có thể nhìn thấy của một hoạt động bắt đầu từ lời gọi tới phương thức onStart(), cho tới khi phương thức onStop() của nó được thực thi. Toàn bộ các tài nguyên đang được sử dụng bởi hoạt động vẫn tiếp tục được lưu giữ, người dùng có thể thấy giao diện nhưng không tương tác được với hoạt động do trong qua trình này hoạt động không ở trạng thái chạy tiền cảnh. Thời gian sống tiền cảnh của một hoạt động là quá trình bắt dầu từ khi có lời gọi tới phương thức onResume() và kết thúc bằng lời gọi tới phương thức onPause(). Trong thời gian này, hoạt động chạy ở tiền cảnh và có thể tương tác với người dùng. Dịch vụ Khái niệm Một dịch vụ (service) là các đoạn mã được thực thi ngầm bởi hệ thống mà người sử dụng không thấy được. Ví dụ như một chương trình chơi nhạc, sẽ có vài hoạt động cho phép người dùng duyệt danh sách các bài hát và lựa chọn bài nào để phát. Tuy nhiên, chức năng chơi nhạc không được thiết kế như một hoạt động bởi chúng ta sẽ muốn chuyển qua cửa sổ khác, như khi soạn tin nhắn thì bài nhạc vẫn tiếp tục được chơi. Trong trường hợp này, ứng dụng chơi nhạc sẽ khởi tạo một dịch vụ bằng cách sử dụng phương thức Context.startService(). Một ứng dụng có thể dễ dàng thực hiện liên kết tới một dịch vụ đang chạy (thậm chí khởi động nếu nó chưa thực thi) bằng phương thức Context.bindService(). Khi đó dịch vụ này sẽ cung cấp cho ứng dụng cơ chế để giao tiếp với chúng thông qua giao diện gọi là IBinder (đối với dịch vụ chơi nhạc có thể cho phép dừng hoặc chuyển qua bài nhạc kế tiếp). Vòng đời của một dịch vụ Vòng đời của một dịch vụ được hiểu là quá trình hoạt động từ khi nó được tạo ra cho tới khi bị loại khỏi hệ thống. Có hai cách thức để một dịch vụ có thể được chạy trong hệ thống: Khi hệ thống có lời gọi tới phương thức Context.startService(). Trong trường hợp này, dịch vụ sẽ được thực hiện liên tục cho tới khi hệ thống gọi phương thức Context.stopService(). Khi các ứng dụng gọi phương thức Context.bindService() để tạo kết nối với dịch vụ (dịch vụ sẽ được khởi tạo nếu tại thời điểm đó nó đang không hoạt động). Ứng dụng sẽ nhận được một đối tượng IBinder do dịch vụ trả lại để có thể gọi các phương thức Callback phù hợp để truy cập tới các trạng thái của dịch vụ. Nếu do lời gọi Context.bindService() mà dịch vụ được khởi tạo thì nó sẽ được thực thi cho tới khi nào kết nối trên (tức là đối tượng IBinder) vẫn còn tồn tại. Bộ nhận quảng bá (Broadcast receivers) Khái niệm Bộ nhận quảng bá là một thành phần không làm gì cả nhưng nó nhận và phản hồi lại các thông báo quảng bá. Nhiều quảng bá có nguồn gốc từ mã hệ thống, ví dụ thông báo thay đổi múi giờ, pin yếu, ảnh đã chụp hay thay đổi ngôn ngữ. Các ứng dụng có thể khởi động quảng bá, ví dụ để các ứng dụng khác biết rằng dữ liệu đã được tải về xong trên thiết bị và sẵn sàng sử dụng. Một ứng dụng có thể có bất kỳ số lượng bộ nhận quảng bá nào để nhận những thông báo quan trọng với nó. Tất cả các bộ nhận quảng bá được kế thừa từ lớp BroadcastReceiver. Bộ nhận quảng bá không có giao diện. Tuy nhiên, chúng có thể khởi động một hoạt động để đáp lại thông tin mà nó nhận được, hay chúng có thể sử dụng NotificationManager để thông báo người dùng biết. Các thông báo có thể được sự chú ý của người dùng theo các cách các nhau như là sáng màn hình, rung thiết bị, bật âm thanh nào đấy… Thông thường, chúng đặt thông báo trên thanh trạng thái, nơi người dùng có thể nhận được thông báo. Content provider Khái niệm Các ứng dụng có thể lưu trữ dữ liệu của mình trong các tập tin hoặc sử dụng cơ sở dữ liệu SQLite sẵn có v.v… Content Provider có chức năng cung cấp một tập hợp các phương thức cho phép một ứng dụng có thể lưu trữ và lấy dữ liệu được quản lý bởi content provider đó. Content Provider là một đặc trưng riêng của Android, nhờ đó mà các ứng dụng có thể chia sẻ dữ liệu với nhau một cách dễ dàng Các thành phần kích hoạt (các Intent) Content provider được kích hoạt khi chúng được gọi từ một ContentResolver. Ba thành phần khác (hoạt động, dịch vụ và bộ nhận quảng bá) được kích hoạt bởi thông điệp không đồng bộ từ các intent. Một intent là một đối tượng có kiểu Intent chứa nội dung của thông điệp. Với các hoạt động và dịch vụ, nó gọi tên hành động được yêu cầu và xác định URI của dữ liệu tác động tới ở giữa. Ví dụ, nó có thể truyền tải một yêu cầu cho một hoạt động hiển thị một ảnh cho người dùng hay cho phép người dùng sửa văn bản. Với bộ nhận quảng bá, đối tượng Intent gọi tên của hành động được thông báo. Ví dụ, bộ nhận quản bá có thể thông báo các phần nó quan tâm là nút chụp ảnh đã được bấm. Có vài phương thức cho việc kích hoạt mỗi thành phần: Một hoạt động được khởi chạy thông qua một đối tượng Intent Context.startActivity() hay Activity.startActivityForResult(). Hoạt động đáp lại có thể theo dõi intent được tạo ra đó bằng phương thức getIntent() và cập nhật thông qua phương thức setIntent(Intent). Android gọi phương thức onNewIntent() để bỏ qua các intent đến trước nó. Một hoạt động thường bắt đầu hoạt động khác. Nếu nó muốn trả lại kết quả hoạt động nó đã khởi chạy, nó sẽ gọi phương thức startActivityForResult() thay cho phương thức startActivity(). Ví dụ, nếu nó khởi chạy một hoạt động mà cho phép người dùng lấy một ảnh, nó có thể muốn lấy kết quả của ảnh được chọn. Kết quả được trả về trong một đối tượng Intent thông qua phương thức onActivityResult(). Một dịch vụ được bắt đầu thông qua một đối tượng Intent là Context.startService(). Android gọi phương thức onStart() của dịch vụ và thông qua đối tượng Intent của nó. Tương tự, một intent có thể thông qua Context.bindService() để thiết lập một kết nối liên tục giữa các thành phần và dịch vụ đích. Dịch vụ nhận đối tượng Intent qua lời gọi onBind() (nếu dịch vụ chưa được chạy, bindService() có thể chọn bắt đầu nó). Cho ví dụ, một hoạt động có thể thiết lập kết nối với dịch vụ chơi nhạc đề cập ở phần trước để nó có thể cung cấp cho người dùng giao diện sử dụng để điều khiển chơi lại. Hoạt động sẽ gọi bindService để thiết lập kết nối và sau đó gọi phương thức đã định nghĩa bởi dịch vụ để áp dụng chơi lại ca khúc. Một ứng dụng có thể khởi tạo một quảng bá thông qua đối tượng Intent bằng phương thức như Context.setBroadcast(), Context.setOrderedBroadcast() và Context.sendStickyBroadcast(). Android chuyển những intent tới tất cả các bộ nhận quảng bá nào quan tâm bằng việc gọi phương thức onReceive() của nó. Ngắt một thành phần Một hoạt động có thể bị ngắt thông qua việc gọi phương thức finish(). Một hoạt động có thể tắt một hoạt động khác (hoạt động đó được khởi động với lời gọi startActivityForResult()) bằng việc gọi finishActivity(). Để ngắt một dịch vụ chúng ta có thể sử dụng phương thức stopSelf(), hoặc bằng cách gọi Context.stopService(). Content provider được kích hoạt chỉ khi nó đáp lại yêu cầu từ một ContentResolver. Bộ nhận quảng bá được kích hoạt chỉ khi nó đáp lại một thông điệp quảng bá. Chúng ta không cần thiết phải tắt các thành phần này. Tập tin khai báo (manifest) Trước khi có thể khởi chạy một ứng dụng thành phần, nó phải xem ứng dụng bao gồm những thành phần nào. Thêm nữa, các ứng dụng khai báo các thành phần của nó trong một tập tin khai báo để đóng gói lại vào trong gói Android (tập tin .apk chứa các mã nguồn, tập tin và tài nguyên). Tập tin này có cấu trúc của tập tin XML và luôn có tên là AndroidManifest.xml trong mọi ứng dụng. Nó làm một số thứ như thêm và khai báo các thành phần của ứng dụng, tên các thư viện ứng dụng cần liên kết tới (ngoài thư viện chuẩn của Android) và xác định các quyền cho ứng dụng. Tuy nhiên, nhiệm vụ chính của tập tin khai báo là khai báo các thành phần của ứng dụng. Một hoạt động có thể được khai báo như sau: <activity android:name="com.example.project.FreneticActivity" android:icon="@drawable/small_pic.png" android:label="@string/freneticLabel" . . . > . . . Thuộc tính “name” của phần tử là tên các lớp con lớp Activity đã được cài đặt, thuộc tính “icon” và “label” trỏ đến tập tin tài nguyên chứa biểu tượng và nhãn được hiển thị cho người dùng. Các thành phần khác được khai báo theo cách tương tự: dịch vụ, bộ nhận quảng bá và content provider. Các hoạt động, dịch vụ và content provider có thể cùng được khai báo trong tập tin khai báo hoặc có thể được tạo tự động trong mã (như đối tượng BroadcastReceiver) và được đăng ký với hệ thống bằng cách gọi Context.registerReceiver(). Bộ lọc Intent Một đối tượng Intent có thể có tên rõ ràng trong thành phần đích. Nếu có, Android sẽ tìm thành phần đó (dựa trên khai báo trong tập tin khai báo) và kích hoạt nó. Nhưng nếu đích có tên không rõ ràng, Android phải xác định thành phần nào thích hợp nhất để đáp lại intent. Nó thực hiện so sánh đối tượng Intent với bộ lọc intent trong các đích có khả năng. Một thành phần của bộ lọc intent cho Android biết loại intent thành phần nào cần xử lý. Giống các thông tin cơ bản, chúng được khai trong tập tin khai báo. Đây là một ví dụ để thêm hai bộ lọc intent cho một hoạt động. <activity android:name= "com.example.project.FreneticActivity" android:icon="@drawable/small_pic.png" android:label="@string/freneticLabel" . . . > <action android:name= "android.intent.action.MAIN" /> <category android:name= "android.intent.category.LAUNCHER" /> <action android:name= "com.example.project.BOUNCE" /> <category android:name= "android.intent.category.DEFAULT" /> . . . Bộ lọc đầu tiên – là sự kết hợp của hành động “android.intent.action.Main” và danh mục “android.intent.category.LAUNCHER” – là một ví dụ phổ biến. Nó đánh dấu lại một Intent và mô tả lại cho bộ khởi chạy ứng dụng, đặt vào trong danh mục các ứng dụng trên điện thoại. Nói theo cách khác, hoạt động làm lối vào cho ứng dụng sẽ được khởi chạy, người dùng sẽ thấy khi chọn khởi chạy ứng dụng. Bộ lọc thứ hai được khai báo để hoạt động có thể thực thi trên một kiểu dữ liệu đặc biệt. Một thành phần có thể có bao nhiêu số bộ lọc intent tùy thích, mỗi một cái lại được khai báo khác nhau cho các khả năng. Nếu nó không có một bộ lọc nào, nó có thể được được kích hoạt bởi các intent khác gọi đến. Để tạo và đăng ký một bộ nhận quảng bá trong mã nguồn, bộ lọc intent tạo thẳng một đối tượng giống đối tượng IntentFilter. Tất cả các bộ lọc khác đều được cài đặt trong tập tin khai báo. Công cụ hỗ trợ lập trình Android Bộ công cụ phát triển phần mềm Android SDK gồm nhiều công cụ trợ giúp cho việc phát triển ứng dụng di động trên nền tảng Android. Thành phần quan trọng nhất của bộ công cụ này là trình giả lập Android và bộ plug-in phát triển ứng dụng Android trên Eclipse ADT, bên cạnh đó bộ SDK cũng bao gồm các công cụ khác cho việc gỡ rối, đóng gói và cài đặt ứng dụng trên trình giả lập và trên thiết bị. Trình giả lập Android: Thực chất đây là một chương trình mô phỏng một thiết bị di động ảo trên máy tính. Chúng ta có thể sử dụng bộ giả lập này để thiết kế gỡ rối và kiểm tra ứng dụng của mình như trên thiết bị trước khi đưa chương trình vào thiết bị thật. Android Development Tools Plugin (cho Eclipse) viết tắt là ADT, Plugin này hỗ trợ cho việc tạo và gỡ rối các ứng dụng và sử dụng môi trường phát triển tích hợp Eclipse trở nên dễ dàng hơn. Trình gỡ rối Dalvik Debug Monitor Service (DDMS): giúp quản lý các tiến trình trong bộ giả lập hoặc thiết bị và trợ giúp việc gỡ rối ứng dụng. Có thể sử dụng công cụ này để hủy các tiến trình, chọn một tiến trình cụ thể để gỡ rối, sinh các dữ liệu truy vết, xem bộ nhớ heap và thông tin về các luồng, chụp ảnh màn hình của trình giả lập. Android Debug Bridge (adb): Công cụ này cho phép cài đặt các tập tin .apk trên bộ giả lập hoặc thiết bị, đồng thời hỗ trợ truy cập hai đối tượng này từ cửa sổ dòng lệnh. Android Asset Packaging Tool (aapt): Công cụ để tạo tập tin .apk chứa các mã nhị phân và tài nguyên của một ứng dụng Android. sqlite3: Đây là công cụ để truy cập các tập tin dữ liệu SQLite được tạo ra và sử dụng bởi một ứng dụng Android. dx: Đây là công cụ biên dịch các tập tin .class thành mã bytecode chạy trên máy ảo Dalvik (lưu trữ dưới dạng tập tin .dex). mksdcard: Giúp tạo một tập tin ảnh lưu trữ dữ liệu mà ta có thể sử dụng trên bộ giả lập, để mô phỏng sự có mặt của một thẻ nhớ ngoài (như thẻ SD). Android Virtual Devices (AVD): Cho phép chúng ta có thể tạo cấu hình thiết bị ảo, mô phỏng các đặc điểm của bộ giả lập Android. Với mỗi cấu hình, ta có thể xác định nền tảng cho nó chạy, tùy chỉnh phần cứng hay giao diện sử dụng. Mỗi tùy chỉnh của AVD sẽ như một thiết bị độc lập với dữ liệu lưu trữ của nó, thẻ nhớ SD, v.v… Mã vạch, mã QR và thư viện Zxing Trong nội dụng của chương này, khóa luận sẽ đi trình bày khái niệm về mã vạch, các ứng dụng của mã vạch ngày nay, tiếp đến là giới thiệu một mã vạch hai chiều rất mạnh, đấy chính là mã vạch QR, gọi tắt là mã QR. Chương này cũng giới thiệu về thư viện mã nguồn mở Zxing có thể đọc nhiều định dạng mã vạch. Mã vạch Khái niệm Mã vạch [10] là sự thể hiện thông tin trong các dạng nhìn thấy trên các bề mặt mà máy móc có thể đọc được. Nguyên thủy thì mã vạch lưu trữ dữ liệu theo bề rộng của các vạch được in song song cũng như của khoảng trống giữa chúng, nhưng ngày nay chúng còn được in theo các mẫu của các điểm, theo các vòng tròn đồng tâm hay chúng ẩn trong các hình ảnh. Mã vạch có thể được đọc bởi các thiết bị quét quang học gọi là máy đọc mã vạch hay được quét từ hình ảnh bằng các phần mềm chuyên biệt. Nội dung của mã vạch là thông tin về sản phẩm như: Nước sản xuất, tên doanh nghiệp, lô, tiêu chuẩn chất lượng đăng ký, thông tin về kích thước sản phẩm, nơi kiểm tra... Ứng dụng Mã vạch (và các thẻ khác mà máy có thể đọc được như RFID) được sử dụng ở những nơi mà các đồ vật cần phải đánh số với các thông tin liên quan để các máy tính có thể xử lý. Thay vì việc phải đánh một chuỗi dữ liệu vào phần nhập liệu của máy tính thì người thao tác chỉ cần quét mã vạch cho thiết bị đọc mã vạch. Chúng cũng làm việc tốt trong điều kiện tự động hóa hoàn toàn, chẳng hạn như trong luân chuyển hành lý ở các sân bay. Các dữ liệu chứa trong mã vạch thay đổi tùy theo ứng dụng. Trong trường hợp đơn giản nhất là một chuỗi số định danh được sử dụng như là chỉ mục trong cơ sở dữ liệu trong đó toàn bộ các thông tin khác được lưu trữ. Các mã EAN-13 và UPC tìm thấy phổ biến trên hàng bán lẻ làm việc theo phương thức này. Trong các trường hợp khác, mã vạch chứa toàn bộ thông tin về sản phẩm, mà không cần cơ sở dữ liệu ngoài. Điều này dẫn tới việc phát triển mã vạch tượng trưng mà có khả năng biểu diễn nhiều hơn là chỉ các số thập phân, có thể là bổ sung thêm các ký tự hoa và thường của bảng chữ cái cho đến toàn bộ bảng mã ký tự ASCII và nhiều hơn thế. Việc lưu trữ nhiều thông tin hơn đã dẫn đến việc phát triển của các ma trận mã (một dạng của mã vạch 2D), trong đó không chứa các vạch mà là một lưới các ô vuông. Các mã vạch cụm là trung gian giữa mã vạch 2D thực thụ và mã vạch tuyến tính và chúng được tạo ra bằng cách đặt các mã vạch tuyến tính truyền thống trên các loại giấy hay các vật liệu có thể in ấn mà cho phép có nhiều hàng. Mã QR Khái niệm Mã QR [11] là một mã ma trận (hay mã vạch hai chiều) được phát triển bởi công ty Denso Wave (Nhật Bản) vào năm 1994. Chữ "QR" xuất phát từ "Quick Response", trong tiếng Anh có nghĩa là đáp ứng nhanh, vì người tạo ra nó có ý định cho phép mã được giải mã ở tốc độ cao. Các mã QR được sử dụng phổ biến nhất ở Nhật Bản và hiện là loại mã hai chiều thông dụng nhất ở Nhật Bản. Hoa văn định vị Vùng dữ liệu Mô-đun Một ảnh mã QR Mặc dù lúc đầu mã QR được dùng để theo dõi các bộ phận trong sản xuất xe hơi, hiện nay nó được dùng trong quản lý kiểm kê ở nhiều ngành khác nhau. Gần đây hơn, phần mềm đọc mã QR đã được cài vào điện thoại di dộng có gắn camera (camera phone) ở Nhật. Điều này đưa đến các ứng dụng mới và đa dạng hướng về người tiêu dùng, nhằm làm đơn giản việc nhập dữ liệu vào điện thoại di động, vốn không mấy hấp dẫn. Mã QR cũng được thêm vào danh thiếp, làm đơn giản đi rất nhiều việc nhập dữ kiện cá nhân của người mới quen vào sổ địa chỉ trên điện thoại di động. Người dùng có chương trình thu tín hiệu (capture program) và máy tính có giao diện RS-232C có thể dùng máy quét ảnh (scanner) để thu dữ liệu. Tiêu chuẩn Nhật Bản cho các mã QR, JIS X 0510, được công bố vào tháng giêng năm 1999 và Tiêu chuẩn Quốc tế ISO tương ứng, ISO/IEC18004, được chấp thuận vào tháng sáu năm 2000. Khả năng lưu trữ Khả năng lưu trữ dữ liệu mã QR Số đơn thuần Tối đa 7.089 kí tự Số và chữ cái in Tối đa 4.296 kí tự Số nhị phân (8 bit) Tối đa 2.953 byte Kanji/Kana Tối đa 1.817 kí tự Khả năng sửa chữa lỗi Mức L 7% số từ mã (codeword) có thể được phục hồi. Mức M 15% số từ mã có thể được phục hồi. Mức Q 25% số từ mã có thể được phục hồi. Mức H 30% số từ mã có thể được phục hồi. Thư viện Zxing Khái niệm Zxing [12] (viết tắt của “zebra crossing”) là một thư viện mã nguồn mở, xử lý nhiều định dạng mã vạch 1 chiều và 2 chiều, được cài đặt bằng Java. Mục đích của thư viện này là sử dụng máy ảnh trên điện thoại di động để chụp và giải mã các mã vạch trên thiết bị, không cần phải kết nối với máy chủ. Hiện tại thư viện hỗ trợ các định dạng mã vạch sau: UPC-A và UPC-E EAN-8 và EAN-13 Code 39 Code 128 QR Code Data Matrix ITF Thư viện này được chia làm nhiều phần, các phần sau vẫn đang được hỗ trợ và phát triển thường xuyên: core: là phần lõi thư viện giải mã và là phần chính của toàn bộ dự án. javase: ứng dụng khách cho J2SE. android: ứng dụng khách cho Android. androidtest: chương trình demo trên Android. android-integration: thư viện hỗ trợ tích hợp Barcode Scanner (bộ quét mã vạch) thông qua Intent cho Android. zxingorg: mã nguồn của trang zxing.appspot.com: mã nguồn của trang web tạo mã vạch Các mô đun sau được đóng góp và phát triển không thường xuyên: javame: ứng dụng khách cho JavaME. csharp: thư viện cho C#. cpp: thư viện cho C++. rim: ứng dụng khách cho RIM/Blackberry. iphone: ứng dụng khách cho iPhone (chỉ hỗ trợ mã QR). bug: ứng dụng khách cho BugLabs's BUG. symbian: thư viện cho Symbian. Cách sử dụng Giải mã Việc sử dụng thư viện Zxing khá dễ dàng [13]. Đầu tiên, phải khởi tạo một đối tượng thuộc lớp com.google.zxing.Reader. Chúng ta có thể sử dụng đối tượng thuộc lớp MultiFormatReader để đọc tất cả các định dạng mã vạch mà thư viện hỗ trợ. Reader reader = new MultiFormatReader(); Nếu muốn đọc mã QR, ta có thể cài đặt để đọc theo mã QR. Ta có thể khởi tạo như sau: Reader reader = new QRCodeReader(); Tiếp đến ta cần xác định ảnh để giải mã. Reader sẽ đọc từ một đối tượng được cài đặt từ lớp com.google.zxing.MonchromeBitmapSource, đây là một lớp trừu tượng cho các lớp mô tả hình ảnh. Trong Java SE thư viện có sẵn lớp java.awt.BufferedImage, ta cài đặt như sau: BufferedImage myImage = ...; MonochromeBitmapSource source = new BufferedImageMonochromeBitmapSource(myImage); Trong thư viện Android không có lớp java.awt.BufferedImage, ta cài đặt như sau: Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource( getResources(), R.drawable.barcode); MonochromeBitmapSource source = newRGBMonochromeBitmapSource(bmp); Nếu ảnh là một resource (tài nguyên), R.drawable.barcode là đối tượng xác định tài nguyên đó. Hoặc ta có thể dùng như sau: Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeFile("file_path"); MonochromeBitmapSource source = new RGBMonochromeBitmapSource(bmp); Nếu ảnh là một tập tin ngoài, file_path là đường dẫn tới tập tin đó. Giải mã Result result = reader.decode(source); Trong đó: result: là đối tượng thuộc lớp com.google.zxing.Result. Lớp Result này cung cấp các phương thức để lấy giá trị byte hoặc chuỗi được mã hóa trong mã vạch nếu có. Ví dụ: String text = result.getText(); byte[] rawBytes = result.getRawBytes(); BarcodeFormat format = result.getBarcodeFormat(); ResultPoint[] points = result.getResultPoints(); Trong đó: result: là đối tượng thuộc lớp com.google.zxing.MonochromeBitmapSource. Cuối cùng, bộ giải mã hỗ trợ một hệ thống “gợi ý” giúp chúng ta giải mã hiệu quả hơn, hoặc giảm độ chính xác để tăng tốc độ. Ví dụ, gợi ý “TRY_HARDER” sẽ yêu cầu bộ giải mã tăng nhiều thời gian hơn cho việc nhận dạng mã vạch: Hashtable hints = new Hashtable(); hints.put(DecodeHintType.TRY_HARDER, Boolean.TRUE); Result result = reader.decode(source, hints); Mã hóa một chuỗi ra ảnh mã QR Tự gọi: để mã hóa một chuỗi ra ảnh mã QR, ta chỉ việc tạo một Intent xác định hành động mã hóa, xác định loại và dữ liệu mã hóa sau đó gọi phương thức startActivity(). Ví dụ: Intent intent = new Intent("com.google.zxing.client.android.ENCODE"); intent.addCategory(Intent.CATEGORY_DEFAULT); intent.putExtra("ENCODE_TYPE", "TEXT_TYPE"); intent.putExtra("ENCODE_DATA","HELLO WORLD"); startActivity(intent); Sử dụng lớp IntentIntegrator Lớp IntentIntegrator cung cấp một phương thức đơn đơn giản là IntentIntegrator.shareText() để mã hóa một chuỗi ra mã QR. IntentIntegrator.shareText(activity, text); Quét mã vạch từ một chương trình khác thông qua Intent Tự gọi: nếu Barcode Scanner (bộ quét mã vạch) đã được cài đặt trên điện thoại Android, ta có thể cho nó quét và trả lại kết quả, chỉ việc thông qua một Intent. Ví dụ: public Button.OnClickListener mScan = new Button.OnClickListener() { public void onClick(View v) { Intent intent = new Intent("com.google.zxing.client.android.SCAN"); intent.putExtra("SCAN_MODE", "QR_CODE_MODE"); startActivityForResult(intent, 0); } }; Đoạn mã trên bắt sự kiện của một nút và gọi tới Intent của Barcode Scanner để quét mã QR. public void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent intent) { if (requestCode == 0) { if (resultCode == RESULT_OK) { String contents = intent.getStringExtra("SCAN_RESULT"); String format = intent.getStringExtra("SCAN_RESULT_FORMAT"); // Handle successful scan } else if(resultCode==RESULT_CANCELED) { // Handle cancel } } } } Đoạn mã trên bắt sự kiện trả về kết quả khi Barcode Scanner quét xong. Nếu quét thành công mã resultCode sẽ là RESULT_OK, nếu Intent bị hủy thì mã resultCode sẽ là RESULT_CANCELED. Sử dụng lớp IntentIntegrator Lớp IntentIntegrator gọi Barcode Scanner rất đơn giản thông qua hàm sau: IntentIntegrator.initiateScan(Activity); Để lấy giá trị trả về, lớp IntentIntegrator có hàm parseActivityResult protected void onActivityResult (int requestCode, int resultCode, Intent data) { switch(requestCode) { case IntentIntegrator.REQUEST_CODE: if (resultCode == RESULT_OK) { IntentResult scanResult = IntentIntegrator.parseActivityResult( requestCode,resultCode, data); if (scanResult != null) { String strContent=scanResult.getContents(); //do here } } } Xây dựng ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch Nội dung của chương này sẽ đi xây dựng ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch, một ứng dụng dựa trên nền tảng Android, sử dụng thư viện Zxing cùng mã vạch QR. Đặt vấn đề Đặt cho chúng ta một tình huống muốn truyền dữ liệu giữa hai thiết bị di động thông minh nhưng lại không có bất kỳ một kết nối nào liên kết chúng lại với nhau (do thiết bị một thiết bị có thể bị hỏng các chức năng Bluetooth, Wi-Fi, thẻ nhớ…). Khi ấy chúng không có một giải pháp truyền tin nào giữa 2 thiết bị này. Hoặc đặt trong tình huống thứ hai, đó là khi chúng ta muốn tạo một dịch vụ giá trị gia tăng phục vụ nhu cầu giải trí như tải nhạc chuông (ringtone), chúng ta có thể tạo một đoạn nhạc chuông nghe thử, giới thiệu cho bản nhạc chuông chính thức, có dung lượng rất nhẹ, khoảng vài kB. Chúng ta sẽ xây dựng một chương trình có khả năng truyền dữ liệu giữ hai điện thoại sử dụng nền tảng Android (G1 HTC Mobile) dựa trên các ảnh mã QR. Giải pháp Một điện thoại sẽ mã hóa một tập tin muốn truyền sang cho điện thoại kia sang các ảnh mã QR và hiển thị ra màn hình. Sau đó, điện thoại kia sẽ chụp lại từng ảnh theo thứ tự để giải mã các bức ảnh đó thành tập tin ban đầu trước khi bên điện thoại kia thực hiện mã hóa. Phân tích Các chức năng của hệ thống Encode (mã hóa) Mã hóa một tập tin Decode (giải mã) Giải mã từ các ảnh Giải mã từ các tập tin Help (trợ giúp) Hiển thị thông tin chương trình và cách sử dụng hệ thống Xác định tác nhân và ca sử dụng Hệ thống của chúng ta rất đơn giản, chỉ có chỉ có duy nhất một tác nhân. Đó chính là người sử dụng. Tác nhân tham gia hệ thống để thực hiện mã hóa một tập tin, giải mã các ảnh mã QR và xem trợ giúp. Mối quan hệ giữa tác nhân và các ca sử dụng Xác định các chức năng của hệ thống, ta có bảng mối quan hệ giữa tác nhân và các ca sử dụng sau: Mối quan hệ giữa tác nhân và các ca sử dụng Tác nhân Ca sử dụng User Người sử dụng Encode: quản lý chức năng mã hóa Decode: quản lý chức năng giải mã Help: trợ giúp về thông tin chương trình và cách sử dụng của hệ thống Từ đó ta có được biểu đồ ca sử dụng của hệ thống. Biểu đồ ca sử dụng hệ thống Ca sử dụng Encode Mục đích: Hiển thị cửa sổ chức năng mã hóa, cho phép người dùng nhập đường dẫn tới tập tin cần mã hóa và thực hiện kiểm tra đường dẫn và mã hóa tập tin đó. Tác nhân: Người sử dụng. Luồng sự kiện: Bảng hành động của tác nhân và phản ứng của hệ thống với ca sử dụng Encode Hành động của tác nhân Phản ứng của hệ thống 1. Chọn chức năng Encode 2. Hiển thị cửa sổ của chức năng mã hóa 3. Nhập đường dẫn của tập tin cần mã hóa. Nhấn nút Encode 4. Kiểm tra đường dẫn của tập tin. Thực hiện mã hóa, hiển thị các ảnh đã được mã hóa ra màn hình Ngoại lệ: Nếu người dùng nhập tập tin không tồn tại hoặc tập tin quá lớn thì hệ thống sẽ thông báo cho chúng ta và không thực hiện xử lý tiếp đến khi chúng ta nhập tập tin thỏa mãn. Thông tin đầu vào: là đường dẫn tập tin cần mã hóa. Thông tin đầu ra: các ảnh QR đã được mã hóa. Ca sử dụng Decode Mục đích: Hiển thị cửa sổ chức năng giải mã. Cho phép người dùng có thể chọn một trong hai chức năng con của chương trình đó là giải mã theo ảnh hoặc giải mã theo tập tin. Tác nhân: người sử dụng. Luồng sự kiện: Bảng hành động của tác nhân và phản ứng của hệ thống với ca sử dụng Decode Hành động của tác nhân Phản ứng của hệ thống 1. Chọn chức năng Decode 2. Hiển thị cửa sổ của chức năng giải mã 3. Nếu giải mã theo tập tin, nhập đường dẫn của tập tin đầu tiên cần cần giải mã. Chọn chức năng Decode Files 4. Kiểm tra đường dẫn của tập tin. Thực hiện giải mã các tập tin mã hóa và thông báo kết quả giải mã. 5. Nếu giải mã theo ảnh, chọn chức năng Decode Images 6. Thực hiện quét các ảnh mã QR. Thông báo kết quả giải mã. Ngoại lệ: Trong trường hợp giải mã theo tập tin. Nếu người sử dụng nhập tập tin không tồn tại, hoặc trong quá trình giải mã xảy ra lỗi, hệ thống sẽ thông báo và không tiếp tục thực hiện giải mã. Trong trường hợp giải mã theo ảnh. Nếu trong quá trình quét mã QR bị lỗi, nó sẽ thoát ra khỏi chế độ quét mã QR. Thông tin đầu vào: là đường dẫn tập tin ảnh QR đầu tiên hoặc các ảnh mã QR được quét. Thông tin đầu ra: tập tin gốc ban đầu Ca sử dụng Help Mục đích: hiển thị các thông tin về chương trình và cách sử dụng của hệ thống. Tác nhân: người sử dụng. Luồng sự kiện: Bảng hành động của tác nhân và phản ứng của hệ thống với ca sử dụng Help Hành động của tác nhân Phản ứng của hệ thống 1. Chọn chức năng Help 2. Hiển thị cửa hộp thoại thông tin chương trình và cách sử dụng của hệ thống Biểu đồ tuần tự Từ bảng các phân tích trên chúng ta xây dựng được các biểu đồ tuần tự thực thi các ca sử dụng tương ứng. Biểu đồ tuần tự của hệ thống Biểu đồ tuần tự của hệ thống Ca sử dụng Encode Từ đặc tả chi tiết ca sử dụng Encode ta có biểu đồ tuần tự biểu diễn các hành động xảy ra thứ tự theo thời gian giữa tác nhân người sử dụng và hệ thống khi người dùng sử dụng chức năng Encode một tập tin. Tác nhân: người sử dụng Lớp demo: là lớp giao diện hiển thị giao diện màn hình chính. Lớp encode: là lớp chính của ca sử dụng này, có chức năng tạo giao diện, điều khiển và gọi đến các lớp có liên quan. Lớp Base64: là lớp có chức năng mã hóa một mảng byte ra một xâu và ngược lại Lớp Thread: lớp này tạo một luồng chạy trong chương trình. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng Encode Ca sử dụng Decode Tác nhân: người sử dụng. Lớp demo: là lớp giao diện hiển thị giao diện màn hình chính. Lớp decode: là lớp chính của ca sử dụng này, có chức năng tạo giao diện, điều khiển và gọi đến các lớp có liên quan. Lớp Base64: là lớp có chức năng mã hóa một mảng byte ra một xâu và ngược lại. Lớp Thread: lớp này tạo một luồng chạy trong chương trình. Decode files Từ đặc tả chi tiết ca sử dụng Decode files ta suy ra biểu đồ tuần tự biểu diễn các hành động xảy ra thứ tự theo thời gian giữa tác nhân người sử dụng và hệ thống khi người sử dụng chức năng Decode files. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng Decode files Decode images Từ đặc tả chi tiết ca sử dụng Decode images ta có biểu đồ tuần tự biểu diễn các hành động xảy ra thứ tự theo thời gian giữa tác nhân người sử dụng và hệ thống khi người sửu dụng sử dụng chức năng Decode images. Biểu đồ tuần tự ca sử dụng Decode Images Biểu đồ hoạt động Biểu đồ hoạt động cho thấy rõ dòng hoạt động của hệ thống, gồm các trạng thái hoạt động, trong đó mỗi trạng thái sẽ chuyển sang một trạng thái khác khi một hoạt động tương ứng được thực hiện. Biểu đồ hoạt động của hệ thống Thiết kế Thiết kế lớp Dựa trên các phân tích trên từng ca sử dụng phần trên, ta có có thể thiết kế các lớp của hệ thống như sau: Các lớp demo, encode, decode và help là lớp dẫn xuất của lớp cơ sở Activity. Lớp demo: tạo giao diện chính của chương trình liên kết với các chức năng khác của ứng dụng như Encode, Decode, Help. Phương thức: onCreate() là phương thức Overide của lớp Activity, được gọi khi lớp này khởi tạo. onClick() là phương thức Overide của lớp Activity, được gọi khi có sự kiện nhấn nút xảy ra. Lớp encode: tạo giao diện cho ca sử dụng Encode, nhưng chức năng chính của lớp này là mã hóa một tập tin thành các ảnh mã QR. onCreate(): phương thức Overide của lớp Activity, được gọi khi lớp này khởi tạo. myProcess(): phương thức thực hiện gọi tới các phương thức doEncode() và updateResult(). doEncode(): phương thức thực hiện việc mã hóa một tập tin thành các ảnh mã QR. updateResult(): được gọi khi phương thức doEncode() thực hiện xong. onClick(): phương thức Overide của lớp Activity, được gọi khi có sự kiện nhấn nút xảy ra. showDialog(): phương thức hiển thị một hộp thoại thông báo cho người dùng các thông tin. checkFilePath(): phương thức kiểm tra tập tin có tồn tại hay không. fillRect(): phương thức tô màu cho ảnh. generateQRCodeImage(): phương thức tạo ảnh mã QR. Lớp decode: tạo giao diện cho ca sử dụng Decode, chức năng chính của lớp này là giải mã các tập tin ảnh và quét các ảnh QR để khôi phục lại tập tin ban đầu. Phương thức: onCreate(): phương thức Overide của lớp Activity, được gọi khi lớp này được khởi tạo. myProcess(): phương thức thực hiện việc gọi các phương thức doDecode() và updateResult(). doDecode(): phương thức thực hiện giải mã các tập tin ảnh QR về tập tin gốc ban đầu. updateResult(): phương thức này được gọi khi thực hiện xong phương thức doDecode(). onClick(): phương thức Overide của lớp Activity, được gọi khi có sự kiện nhấn nút xảy ra (ở đây là nút Decode). onActivityResult(): phương thức này là phương thức Overide của lớp cơ sở Activity được gọi sau khi kết thúc một Intent gọi đến Barcode Scanner (quét mã vạch). showDialog(): phương thức hiển thị một hộp thoại thông báo cho người dùng các thông tin. checkFilePath(): phương thức kiểm tra xem tập tin có tồn tại không. Lớp help: lớp này có nhiệm vụ hiển thị thông tin chương trình và hướng dẫn sử dụng các chức năng. Lớp Base64: lớp này có nhiệm vụ chuyển một mảng byte thành một xâu ký tự và ngược lại. Phương thức: encode(): mã hóa mảng byte thành xâu. decode(): giải mã xâu thành mảng byte. Lớp Thread: được gọi đến để tạo luồng chạy khi mã hóa hoặc giải mã. Biểu đồ lớp của hệ thống Thiết kế giao diện Với những phân tích ở trên ta có thể thiết kế giao diện các ca sử dụng như sau: Giao diện chính của chương trình Giao diện Encode Giao diện chính Decode Giao diện Help Thiết kế giao diện chương trình Kiểm thử chương trình Kiểm thử ca sử dụng Ta có ba ca sử dụng chính tương ứng với ba ca kiểm thử sau: Ca kiểm thử sử dụng mã hóa tập tin Chức năng: mã hóa một tập tin thành các ảnh mã QR. Đầu vào: đường dẫn của một tập tin. Đầu ra mong muốn: các tập tin ảnh mã QR. Bảng ca kiểm thử mã hóa tập tin ID Tình huống Kết quả Tồn tại Kiểu tập tin Kích thước tập tin (byte) Kết quả mong muốn Kết quả đạt được E1 Tồn tại Văn bản (txt) ≤ 4096 Mã hóa thành các tập tin ảnh mã QR Thành công E2 Tồn tại Nhị phân (PNG, MID…) ≤ 4096 Mã hóa thành các tập tin ảnh mã QR Thành công E3 Tồn tại Bất kỳ ≤184 - độ dài tên tập tin gốc Mã hóa thành 1 tập tin ảnh mã QR duy nhất Thành công E4 Tồn tại Bất kỳ >184 - độ dài tập gốc Mã hóa thành nhiều tập tin ảnh mã QR Thành công E5 Tồn tại Bất kỳ > 4096 Thông báo lỗi Thành công E6 Không tồn tại - - Thông báo lỗi Thành công Ca kiểm thử sử dụng giải mã tập tin Chức năng: giải mã các tập tin ảnh mã QR thành tập tin gốc ban đầu. Đầu vào: đường dẫn của tập tin ảnh mã QR đầu tiên được tạo ra. Đầu ra mong muốn: tập tin gốc ban đầu. Bảng ca kiểm thử giải mã tập tin ID Tình huống Kết quả Tập tin tồn tại Kiểu tập tin gốc Số lượng tập tin ảnh Kết quả mong muốn Kết quả đạt được DF1 Tồn tại Văn bản (txt) Bất kỳ Giả hóa thành tập tin ảnh văn bản ban đầu Thành công DF2 Tồn tại Nhị phân (PNG, MID…) Bất kỳ Giải hóa thành tập tin ảnh nhị phân ban đầu Thành công DF3 Tồn tại Bất kỳ 1 Giải mã thành tập tin ban đầu Thành công DF4 Tồn tại Bất kỳ >1 Giải mã thành tập tin ban đầu Thành công DF5 Có tập tin ảnh nào đó bị lỗi hoặc không tồn tại Bất kỳ Bất kỳ Thông báo lỗi Thành công Ca kiểm thử sử dụng giải mã ảnh Chức năng: giải mã các ảnh mã QR được quét nhờ Barcode Scanner (bộ quét mã vạch) thành tập tin gốc ban đầu. Đầu vào: các ảnh mã QR được quét qua bộ quét mã vạch. Đầu ra mong muốn: tập tin gốc ban đầu. Bảng ca kiểm thử giải mã ảnh ID Tình huống Kết quả Quét ảnh Thứ tự quét ảnh Số lượng ảnh Kết quả mong muốn Kết quả đạt được DI1 Thành công Theo thứ tự 1 Giả hóa thành tập tin ảnh văn bản ban đầu Thành công DI2 Thành công Theo thứ tự >1 Giải hóa thành tập tin ảnh nhị phân ban đầu Thành công DI3 Thành công Không theo thứ tự bất kỳ >1 Thông báo lỗi Thành công DI4 Thành công Không theo thứ tự trừ các ảnh đầu tiên và cuối cùng >1 Giải mã thành tập tin ban đầu Thành công DI5 Lỗi Bất kỳ Bất kỳ Thông báo lỗi Thành công Kết quả thực nghiệm Mã hóa Chương trình có thể mã hóa một tập tin có định dạng bất kỳ, từ dạng thuần văn bản đến dạng nhị phân thành các tập tin ảnh PNG. Ví dụ mã hóa tập tin ringtone.mid 2.2 kB. Mã hóa tập tin ringtone.mid Dưới đây là các ảnh của tập tin ringtone.mid đã được mã hóa ra các ảnh mã QR. ringtone.mid_1.png ringtone.mid_2.png ringtone.mid_3.png ringtone.mid_4.png ringtone.mid_5.png ringtone.mid_6.png ringtone.mid_7.png ringtone.mid_8.png ringtone.mid_9.png ringtone.mid_10.png ringtone.mid_11.png ringtone.mid_12.png Các ảnh mã QR được chương trình tạo ra từ tập tin MID ringtone.mid Giải mã Chương trình đã giải mã thành công các tập tin ảnh mã QR hoặc quét các ảnh này để tạo lại tập tin ban đầu trước khi mã hóa. Nhập đường dẫn Màn hình chờ giải mã Giải mã thành công Mở lại tập tin đã giải mã Một số hình ảnh về giải mã các tập tin ảnh Ứng dụng Chương trình đã thực hiện thành công vào việc truyền nhận tập tin giữa máy tính và điện thoại Android và giữa hai điện thoại Android với nhau… Hiện tại thực nghiệm vẫn đang tiến hành để hoàn thiện chương trình và có thể chuyển hướng phát triển sang hướng tiếp theo đó là truyền dữ liệu giữa hai thiết bị di động sử dụng hai nền tảng khác nhau (có thể là BlackBerry, Android, iPhone, Window Mobile, Symbian…) với nhau. Kết luận Khóa luận đã giới thiệu một số nghiên cứu trong thời gian qua về nền tảng Android và mã vạch của em, xây dựng thành công “Ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch” trên nền tảng Android phiên bản 1.1. Về lý thuyết, khóa luận này đã trình bày một số nghiên cứu về các nền tảng di động, đặc biệt là nền tảng Android, so sánh thấy được những điểm mạnh điểm yếu của nền tảng này so với các nền tảng di động khác cũng như tương lai của nền tảng Android. Khóa luận cũng đã giới thiệu về mã vạch, các ứng dụng của mã vạch hiện nay, bộ thư viện mã nguồn mở Zxing và cách sử dụng bộ thư viện này như thế nào. So với các khóa luận trước về di động, khóa luận này đi nghiên cứu sâu hơn về tìm hiểu các nền tảng di động hiện nay, so sánh, đánh giá được tiềm năng của mỗi nền tảng. Về nền tảng Android, cách đây một năm Android vẫn chưa có loại sản phẩm nào chạy nền tảng này, do đó khóa luận lần trước mới chỉ dừng ở thực nghiệm trên trình giả lập, sau một năm nền tảng Android đã có những thay đổi đáng kể (do Android vẫn đang trong quá trình hoàn thiện để cạnh tranh được với đối thủ iPhone), khóa luận lần này tiếp tục nghiên cứu sự thay đổi của nền tảng Android, thiên về kiến trúc là chủ yếu. Khóa luận cũng đưa ra được đánh giá và sự so sánh với các nền tảng khác như iPhone và các nền tảng khác… Về thực nghiệm, khóa luận đã ứng dụng công nghệ mã vạch QR và sử dụng bộ thư viện Zxing vào xây dựng thành công “Ứng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch” trên nền tảng Android, triển khai tốt trên điện thoại G1 HTC Mobile. Ứng dụng có khả năng lưu trữ và truyền thông tin giữa hai điện thoại G1 với nhau và giữa G1 với máy tính hay các vật hiển thị ảnh khác. Hướng phát triển tiếp theo sẽ là khảo sát ý kiến, hoàn thiện, tối ưu các chức năng của chương trình. Điểm mạnh nhất của mã vạch trong lưu trữ thông tin là sử dụng ảnh, do đó nó không ảnh hưởng khi truyền thông tin bởi các nền tảng khác nhau. Tiếp tục phát triển ứng dụng trên các nền tảng di động khác (như iPhone, Palm OS, Brew, J2ME, Windows Mobile hay Symbian…) và trên máy bàn. Nhờ ứng dụng của mã vạch, chúng ta sẽ không còn bị phụ thuộc vào các nền tảng mà mình sử dụng. Phụ lục 1 Hướng dẫn sử dụng chương trình Khởi động chương trình Để khởi động chương trình ta chọn chương trình trong danh sách ứng dụng. Màn hình danh sách các ứng dụng Chương trình hiển thị một menu các chức năng chính: Encode, Decode, Help. Màn hình chính của chương trình Mã hóa Để vào chức năng mã hóa ta chọn [Encode] trong cửa sổ màn hình chính. Tiếp đó, ta thực hiện nhập đường dẫn tập tin muốn mã hóa và nhấn nút [Encode]. Cửa sổ chức năng mã hóa Giải mã ảnh Để vào chức năng giải mã ảnh, ta chọn [Decode] >> [Images]. Tiếp đó là ta thực hiện quét lần lượt các ảnh mã QR của tập tin cần giải mã (các ảnh có thể không theo thứ tự trừ ảnh và ảnh cuối). Cửa sổ giải mã Giải mã tập tin ảnh Để vào chức năng giải mã tập tin ảnh, ta chọn [Decode] từ màn hình chính của chương trình. Tiếp đến, ta thực hiện nhập đường dẫn tập tin ảnh đầu tiên cần giải mã, nhấn nút [Files]. Nhập đường dẫn tập tin ảnh đầu tiên được mã hóa Phụ lục 2 Một số thuật ngữ cơ bản của nền tảng Android Phụ lục này giải thích một số thuật ngữ về Android, dựa trên [14]. Tập tin .apk Là tập tin ứng dụng đóng gói Android. Mỗi ứng dụng Android được biên dịch và đóng gói lại trong một tập tin đơn. Nó bao gồm tất cả mã của ứng dụng (tập tin .dex), các tài nguyên (resources), (tài sản) assets và tập tin khai báo (manifest). Tập tin ứng dụng đóng gói có thể có tên bất kỳ nhưng nhất thiết phải có phần mở rộng là .apk. Ví dụ ten_tap_tin.apk. Để cho tiện, một tập tin ứng dụng đóng gói. Tập tin .dex Là tập tin đã được biên dịch từ mã chương trình ứng dụng Android. các chương trình được biên dịch ra các tập tin .dex (Dalvik Executable), sau đó được nén lại vào 1 tập tin .apk duy nhất trên thiết bị. Các tập tin .dex có thể được tạo ra nhờ ứng dụng biên dịch dịch tự động được viết trên ngôn ngữ lập trình Java. Action Là mô tả của một thứ mà một cái gửi Intent muốn hoàn thành. Một hành động là một giá trị kiểu xâu được gán cho một Intent. Các xâu có thể được định nghĩa bởi Android hoặc bởi một người phát triển thứ 3. Ví dụ, android.intent.action.VIEW cho một địa chỉ Web, hoặc com.example.rumbler.SHAKE_PHONE cho một ứng dụng tùy chỉnh để rung điện thoại. Activity Là một màn hình đơn trong một ứng dụng, hỗ trợ của mã JAVA và kế thừa từ lớp Activity. Thông thường, một activity được biểu diễn tự nhiên bằng một cửa sổ đầy màn hình mà có thể nhận và xử lý các sự kiện UI và thực thi các tác vụ phức tạp, bởi vì Window nó sử dụng để vẽ lại các cửa sổ của nó. Mặc dù một Activity thường là đầy màn hình, nó cũng có thể nổi hay trong suốt. Adb Viết tắt của Android Debug Bridge, một ứng dụng gỡ rối dòng lệnh đi kèm trong SDK. Nó cung cấp các công cụ để duyệt thiết bị, công cụ sao chép trên thiết bị và chuyển tiếp các cổng cho việc gỡ rối. Nếu triển trên Eclipse sử dụng ADT Plugin, adb được tích hợp sẵn trong môi trường phát triển. Application Xét về khía cạnh thành phần, một ứng dụng Android bao gồm một hay nhiều activity, services, listeners và intent receiver. Xét về khía cạnh tập tin nguồn, một ứng dụng Android bao gồm mã nguồn, các tài nguyên, các tài sản và một tập tin khai báo. Trong quá trình biên dịch, những tập tin này được đóng gói lại trong một tập tin đơn được gọi là tập tin ứng dụng đóng gói. Canvas Là một mặt vẽ xử lý phức hợp các bít hiện thời dựa theo Bitmap hay đối tượng Surface. Canvas là cách đơn giản nhất, dễ dàng nhất để vẽ các đối tượng 2D trên màn hình. Tuy nhiên, nó không hỗ trợ cảm nhận gia tốc phần cứng như OpenGL ES làm. Lớp cơ sở của nó là Canvas. Content Provider Là một lớp dữ liệu trừu tượng mà ta có thể sử dụng để giao tiếp dữ liệu ứng dụng của ta với các ứng dụng khác một cách an toàn. Một content provider được xây dựng trên lớp ContentProvider, lớp này xử lý nội dung xâu truy vấn của một dạng cụ thể để trả về dữ liệu theo một dạng cụ thể. Dalvik Là máy ảo của nền tảng Android. Máy ảo Dalvik là một máy ảo thông dịch mà chạy các tập tin định dạng tập tin thực thi Dalvik (.dex), một định dạng được tối ưu hóa hiệu quả lưu trữ và thực thi lập bản đồ bộ nhớ. Máy ảo là máy ảo dựa trên thanh ghi và có thể thực thi các lớp đã biên dịch bằng bộ biên dịch ngôn ngữ Java và được chuyển đổi sang định dạng .dx bằng cách sử dụng công cụ “dx”. DDMS Dịch vụ theo dõi gỡ rối Dalvik, là ứng dụng gỡ rối đi kèm với SDK. Nó cung cấp chụp màn hình, ghi lại sụp đổ và xử lý kiểm tra khả năng. Nếu phát triển trên Eclipse sử dụng ADT Plugin, DDMS được tích hợp vào môi trường phát triển. Dialog Là một cửa sổ nổi, thực hiện hành động ít quan trọng. Một dialog có thể chỉ có các nút và được chỉ định để thực hiện một hành động đơn giản (như là lựa chọn nút) và có thể trả về một giá trị. Android cung cấp một dialog mặc định, đơn giản cho ta với các nút chức năng, mặc dù ta cũng có thể tự định nghĩa bố trí dialog. Lớp cơ sở của các dialog là Dialog. Drawable Là một tài nguyên trực quan được biên dịch mà có thể sử dụng như hình nền, tiêu đề, hay phần khác của màn hình. Drawable thường được tải vào trong thành phần giao diện khác, ví dụ như một ảnh nền. Drawable không có khả năng nhận các sự kiện, nhưng lại gán các thuộc tính khác như là “trạng thái”, để kích hoạt các lớp con như các đối tượng hoạt họa hay các thư viện hình ảnh. Nhiều các đối tượng drawable được tải từ các tập tin tài nguyên − xml hay các tập tin ảnh nhị phân. Các tài nguyên drawable được biên dịch vào các lớp con của lớp android.graphics.Drawable. Intent Là một đối tượng thông điệp cho phép ta có thể khởi chạy hay giao tiếp không đồng bộ với các ứng dụng khác/các activity khác. Một đối tượng Intent là một trường hợp cụ thể trong lớp Intent. Nó bao gồm vài trường mà ta có thể cung cấp, để xác định ứng dụng/activity nhận Intent và làm gì khi xử lý Intent. Một ứng dụng có thể gửi Intent tới một ứng dụng đích hoặc gửi quảng bá và có thể được xử lý tuần tự bởi nhiều ứng dụng. Intent Filter Là một đối tượng mà một ứng dụng khai báo trong tập tin manifest của nó, cho hệ thống biết những loại Intent nào được chấp nhận. Thông qua intent, một ứng dụng có thể cho biết quan tâm những loại dữ liệu nào. Broadcast Receiver Là một lớp ứng dụng lắng nghe các Intent quảng bá, mà không phải được gửi đến một application/activity đích nào. Hệ thống cung cấp một Intent quảng bá cho tất cả các bộ nhận quảng bá được quan tâm, mà xử lý Intent theo tuần tự. Layout Resource Là một tập tin XML mô tả bố cục của một màn hình Activity. Tập tin Manifest Là một tập tin khai báo mà mỗi ứng dụng đều phải định nghĩa, để mô tả tên gói ứng dụng, phiên bản, các thành phần (các activity, intent filter, service), các thư viện được sử dụng và mô tả các activity khác nhau, v.v… OpenGL ES Adroid cung cấp bộ thư viện OpenGL ES để ta có thể sử dụng cho các ảnh 3D phức tạp 1 cách nhanh chóng. Nó khó sử dụng hơn đối tượng Canvas, nhưng lại tốt hơn cho cá đối tượng 3D. Resources Là các thành phần của ứng dụng không phải lập trình ngoài mã ứng dụng được biên dịch, nhưng lại có thể tải từ mã ứng dụng bằng cách sử dụng định dạng tham chiếu phổ biến. Android hỗ trợ nhiều loại resource, nhưng resource đặc trưng của chương trình bao gồm các xâu, các thành phần bố cục, đồ họa và các tập tin truyền thông, v.v…Resource của một ứng dụng luôn được lưu trong thư mục con res/* của dự án. Service Là một đối tượng của lớp Service chạy dưới nền (không có sự xuất hiện của giao diện người sử dụng) để thực hiện các hành động liên tục, như là chơi nhạc hay theo dõi hoạt động mạng. Surface Một đối tượng kiểu Surface miêu tả một khối bộ nhớ để lấy ra ngoài màn hình. Một Surface có một đối tượng Canvas để vẽ và cung cấp các phương thức trợ giúp khác nhau để vẽ các lớp và thay đổi kích thước của surface. Ta không nên dùng lớp này trực tiếp; sử dụng SurfaceView để thay thế. SurfaceView Một đối tượng View mà chứa một Surface để vẽ và các phương thức trình bày để xác định cỡ của nó và định dạng một cách tự động. Một SurfaceView cung cấp một cách để vẽ độc lập với luồng UI cho các hoạt động cần nhiều tài nguyên (như là các trò chơi hay xem trước của máy ảnh), nhưng nó sử dụng thêm bộ nhớ là điều tất yếu. SurfaceView hỗ trợ cả đồ họa Canvas và OpenGL ES. Lớp cơ sở là SurfaceView. Theme Đặt thuộc tính (cỡ chữ, màu nền, v.v…) gói lại cùng để định nghĩa các thiết lập hiển thị mặc định khác nhau. Android cung cấp vài theme chuẩn, được liệt kê ở R.style (bắt đầu bằng “Theme_”). URI trong Android Android sử dụng chuỗi URI như là cơ sở cho việc yêu cầu dữ liệu trong một content provider (chẳng hạn như lấy danh sách địa chỉ liên lạc) và các hành động yêu cầu trong một Intent (như mở một trang Web trong trình duyệt). Định dạng địa chỉ URI đặc trưng theo loại hình sử dụng, một ứng dụng có thể xử lý các địa chỉ URI xác định và các xâu theo cách nào nó muốn. Vài địa chỉ URI được dành riêng cho các thành phần của hệ thống. Ví dụ, yêu cầu về dữ liệu từ một content provider phải sử dụng “content://”. Trong một Intent, một URI sử dụng một “http://” sẽ được trình duyệt xử lý. View Là một đối tượng vẽ vào một vùng hình chữ nhật trên màn hình và xử lý chạm, nhấn phím và các sự kiện tương tác khác. Một View là lớp cơ sở cho phần lớn các thành phần bố cục của một màn hình Activity hay Dialog (các textbox, các cửa sổ, v.v…). Nó nhận lời gọi từ đối tượng cha của nó (xem Viewgroup phía dưới) để tự vẽ chính mình và cho đối tượng cha biết về vị trí và độ lớn của nó. Viewgroup Là một đối tượng chứa nhóm một tập hợp các View con. Viewgroup chịu trách nhiệm quyết định vị trí của các view con ở đâu và độ lớn của chúng là bao nhiêu, cũng như gọi đến từng cái để vẽ lại chính nó khi thích hợp. Vài viewgroup không nhìn thấy và chỉ là cho bố cục, trong khi các cái khác có UI bên trong. Các viewgroup đều nằm trong gói widget và là mở rộng của lớp trừu tượng ViewGroup. Widget Một tập hợp đầy đủ các lớp con đã cài đặt mà vẽ lại các mẫu phần tử và các thành phần UI, như là một textbox hay menu popup. Bởi vì một widget đã cài đặt đầy đủ, nó xử lý đo lường và tự vẽ lại chính nó và đáp ứng với các sự kiện màn hình. Các widget đều ở trong gói android.widget. Window Là một ứng dụng Android, một đối tượng thừa kế từ lớp trừu tượng Window mà xác định các phần tử của một cửa sổ chung, chẳng hạn như giao diện (chữ của thanh tiêu đề, vị trí và nội dung của các menu, v.v…). Dialog và Activity sử dụng một cài đặt của class này để vẽ lại cửa sổ. Chúng ta không cần phải cài đặt lớp này hay sử dụng các cửa sổ trong ứng dụng của mình. Tài liệu tham khảo Smartphone. (n.d.). Được lấy từ trang Wikipedia, the free encyclopedia: Mobile Development mindmap. (n.d.). Được lấy từ trang Mobile Development: Binary Runtime Environment for Wireless. (n.d.). Được lấy từ trang Wikipedia, the free encyclopedia: What is BREW? (n.d.). Được lấy từ trang Tech-FAQ.com: Symbian OS. (n.d.). Được lấy từ trang Answers.com: Blackberry. (n.d.). Được lấy từ trang Wikipedia, the free encyclopedia: iPhone. (n.d.). Được lấy từ trang Wikipedia, the free encyclopedia: What is Android? (n.d.). Được lấy từ trang Android Offical Website: Application Fundamentals (n.d.). Được lấy từ trang Android Offical Website: Mã vạch. (n.d.). Được lấy từ trang Wikipedia, the free encyclopedia: ã_vạch Mã QR. (n.d.). Được lấy từ trang Wikipedia, the free encyclopedia: ã_QR zxing - Google Code. (n.d.). Được lấy từ trang Google Code: Calling ZXing in a program. (n.d.). Được lấy từ trang Google Code: Glossary. (n.d.). Được lấy từ trang Android Developers: How to scan a barcode from another Android application via Intents. (n.d.). Được lấy từ trang Google Code: Burnette Ed. Hello, Android: Introducing Google's Mobile Development Platform. Nhà xuất bản Pragmatic Bookshelf, 2008. DiMarzio Jerome. Android a Programmer’s Guide. Nhà xuất bản McGraw-Hill Osborne Media, 2008. Haseman Chris. Android Essentials. Nhà xuất bản Apress, 2009. Mark L. Murphy. The Busy Coder's Guide to Android Development. Nhà xuất bản CommonsWare, LLC, 2008. Meier Reto. Professional Android™ Application Development. Nhà xuất bản Wrox, 2008.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docỨng dụng lưu trữ thông tin bằng chuỗi mã vạch.doc
Luận văn liên quan