基于iOS的压力传感器称重系统设计与实现

论文总字数：22112字

目 录

1 绪论 1

1.1 iOS简介 1

1.1.1 iOS发展 1

1.1.2 iOS系统架构 2

1.2开发背景及现状 3

1.2.1关于3D Touch 3

1.2.2关于电子秤手机应用 4

1.2.3 关于电子秤应用的开发平台 5

1.3开发目的及意义 5

1.4开发内容 5

1.5开发环境及主要技术 5

1.5.1开发环境 5

1.5.2主要技术 6

2需求分析 7

2.1功能需求 7

2.2性能需求 7

2.3可用性及可靠性需求 8

3系统设计 8

3.1系统架构设计 8

3.2总体设计 9

3.3 详细设计 9

3.3.1功能选择模块 9

3.3.2测量单个物体重量模块 10

3.3.2.1 测量物体重量 10

3.3.2.2 设置进度条 11

3.3.2.3 返回主界面 11

3.3.3 对比两个重量模块 11

4系统实现 12

4.1系统工程说明 12

4.2理论分析 13

4.3功能选择模块 15

4.4测量单个物体重量模块 17

4.5对比两个物体重量模块 21

5测试与评估 23

5.1功能测试 23

5.2性能测试 24

5.3可用性和可靠性测试 24

6总结 24

参考文献 24

致谢 26

基于iOS的压力传感器称重系统设计与实现

孙文

，China

Abstract：窗体顶端

Abstract：Last fall, Apple released a new generation of Apple's mobile products, namely the well-known iPhone 6S and iPhone 6S Plus, these two phones equipped with a special touch screen, 3D Touch is a touch screen. For this reason, the use of 3D Touch touchscreen developed a pressure sensor to measure the weight of the object placed on the screen applications. This article discusses the development process based on the iOS platform weighing system, use your phone at any time to solve the measurement of body weight requirements. The software enables users to measure the weight of the object using a mobile phone, the application implements a single object weighing function, while comparing the weight of two objects, so you can choose a larger component of the object. At present, for the latest Apple phone in the near future, 3D Touch touchscreen is certainly the main phone screen, so there are certain prospects for development.

Key words：3D Touch;iOS;Pressure Sensor;Weighing System

1 绪论

1.1 iOS简介

iOS系统是由苹果公司为iPhone等设备开发的移动操作系统，最初是设计给iPhone手机使用的，后来陆续使用到iPod touch、iPad以及Apple TV等产品上^[1]。接下来，我们将对它进行介绍。

1.1.1 iOS发展

苹果公司最早在2007年1月9日的Macworld大会上公布了iOS系统，这个系统最初叫做iPhone Runs OS X，后来逐渐发展，在2010年改名为iOS，并获得了思科iOS的名称授权。现在最新版本的iOS系统是iOS 9.3，本身先进的移动操作系统，加上优雅直观的界面，软硬件的搭配简直为天作之合。其实iOS系统以及iPhone的出来都要感谢乔布斯，一个完美主义者，从如此优秀的iOS系统和iPhone就可以看出来^[2]。iOS与苹果的Mac OS X操作系统一样，属于类Unix的商业操作系统，以Darwin为根底，两者有共同的基础架构和底层技术。但是iOS是为了满足移动环境而设计的，用户需要和一般的环境下略有区别。

iPhone手机的定位是面向高端用户，而且iOS系统是封闭式系统，不对外开放，因此iOS的市场占有率可能不及另一大手机主流系统Android。在2016年第一季度中，iOS的中国市场占有率仅有14.62%，Android和iOS两大移动平台分布情况如图1.1所示^[3]。但是iOS系统提供给用户的体验却是Android手机无法给予的，那种操作流畅感，界面的完美感，给人一种美的享受。而且在iOS这一平台上，由于App Store的存在，有超过150万款精品应用，供用户可以简单轻松的搜索下载自己想要的应用，同时这一数字还在与日俱增。

图1.1Android VS iOS在移动终端用户中的比例

其实苹果公司并不在乎市场占有率这个概念，它面向的是高端用户，从中获取的利润反而是Android系统所远远不及的。而且苹果公司一直是先进技术的代表，引领着先进技术的潮流，其所申请的专利技术往往是Android系统模仿的对象，例如苹果公司最新的3D Touch触摸屏，已经成为国内Android厂商所争相模仿制作的一个技术。

对于开发者而言，iOS系统虽然是封闭的，但是我们依然可以从苹果官方开发者文档（Apple Developer）中获取开发所需的最前沿资料，还可以在一些论坛里获取相应的技术，从而进行应用的开发。

1.1.2 iOS系统架构

我们通常称呼iOS的系统框架为Cocoa Touch框架，Cocoa Touch是一个框架的集合，里面包含了众多的子框架。每个子框架都是一个目录，包含共享资源库，用于访问该资源库中存储的代码的头文件，以及图像、声音文件等其他资源，共享资源库定义应用程序可以调用的函数和方法。框架中的所有类相互依赖成一个整体，提供完善的某一方面的服务或解决办法，多个框架一起实现了整个应用程序的结构。由于应用程序的结构是通用的，开发者通过框架提供的函数和方法，做细致个性化的处理，从而满足不同应用的不同需求。开发一个应用程序就是将需求细致化的代码插入到框架提供的设计中来组合成一个整体完成最终的应用设计。在iOS中采用大量的代理和协议的模式来实现应用的特性行为^[4]。

iOS提供许多可使用的框架，构成了iOS操作系统的层次结构，共分四层，从上到下依次是：可触摸层（Cocoa Touch layer）、媒体层（Media layer）、核心服务层（Core Services layer）和核心操作系统层（Core OS layer），如下图1.2。每层都包含很多系统框架，接下来对每一层的用途进行讲解：

• 可触摸层：本层提供应用基础的关键技术和应用的外观。
• 媒体层：本层提供应用中与图形与图像、声音、视频等视听方面相关的技术。
• 核心服务层：本层提供给应用所需要的基础的系统服务。
• 核心操作系统层：本层包含大多数低级别接近硬件的功能，它所包含的框架常常被其他框架所使用。

图1.2 iOS四层系统架构

1.2 开发背景及现状

大家在日常生活中一定有过这样的经历，就是从菜市场买了水果、蔬菜、肉食之类的物品回到家的时候，却忘记了这些东西的具体重量到底是多少，有的时候自己对重量的把握又不太准，而且家里也没有电子秤之类的工具，不免会有些苦恼。可能有的人的这个念头就这么一消而散，而有的人就会想方设法去得到自己想要的结果。现在智能手机的快速发展，也为各类手机应用提供了不错的推广平台，人们越来越离不开手机给我们带来的便利。如果将称重的需求和智能手机相结合的话，会产生怎样的化学反应呢？这就是我们接下来将要讨论的电子秤手机应用。

1.2.1 关于3D Touch

就目前来看，现在绝大多数手机的触摸屏只能感应手指的一次性触摸，例如触摸一下、连续触摸两下、一直触摸等行为，而不能感受到更多类型的触摸行为。而在去年的苹果手机iPhone 6S上，苹果公司为其搭载了一款最为先进的触摸屏，其最为亮眼的一个地方就是具有3D Touch触控技术。

3D Touch的触控技术，被苹果称为新一代多点触控技术。其实，就是此前在Apple Watch上采用的Force Touch，屏幕可感应不同的感压力度触控。通过Force Touch，设备可以感知轻压以及重压的力度，并调出不同的对应功能^[5]。而3D Touch在原有Force Touch轻按、轻点的基础上，新增了重按这一维度的功能，这个新功能，看起来就像是个人电脑上的鼠标右键，可以让用户更方便的对应用进行操作，丰富用户的操作体验。比如用力按一个图标会弹出一层半透明菜单，里面包含了该应用下的一些快捷操作，在邮件列表上用力按也可以快速弹开窗口查看邮件，在邮件列表当中，用力按邮件列表里的一条邮件就会显示完整邮件内容，松手就会关掉，无需左右滑动的打开关闭操作。轻点电话就可以查看最近联系人，按压相机可以快速自拍，按压图片库可以快速浏览大图，如下图1.3。

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