鸿蒙系统app开发：运动监测app（一）

经过前四章的开发流程，能基本实现技术选择和设计、架构设计和层次设计。本章将对整个项目进行系统性总结，提炼关键技术经验。作为新手，在设计和实现上仍存在不足，一些地方可能还会有意想不到的问题，文中所涉及到的各种知识也还需要进行实践和理解，所以若有问题，也请批评指正。

zc_253536

503人浏览 · 2025-11-03 20:22:34

zc_253536 · 2025-11-03 20:22:34 发布

1. 技术背景与选型依据

1.1 鸿蒙技术生态分析

在项目启动初期，面临的首要问题就是技术栈的选择，我们采用鸿蒙系统作为开发基础，所以就要对鸿蒙技术生态的深入分析：

ArkTS作为项目的核心开发语言，其优势在于结合了TypeScript的类型安全性和鸿蒙系统的原生性能。在运动监测这种对实时性要求极高的场景中，静态类型检查能够在编译阶段发现大部分类型错误，避免在用户使用过程中出现数据计算异常。

ArkUI的声明式开发范式和传统的前端开发模式不同，不再需要手动操作DOM元素，而是通过描述"界面应该是什么样子"来构建UI。这种模式在运动数据实时更新的场景中表现尤为出色，当传感器数据变化时，界面会自动响应更新。

示例：

// 运动数据接口
export interface MotionData {
  steps: number;
  distance: number; 
  calories: number;
  duration: number;
  speed: number;
  pace: number;
  timestamp: number;
  activityType: string;
  heartRate: number;
  elevation: number;
}

核心API应用场景：

@ohos.sensor API：通过这个模块，我们可以直接访问设备的加速度计、陀螺仪等传感器，以50-100Hz的频率采集原始运动数据。

@ohos.router：提供页面导航。在应用中用户需要在注册、登录、运动监测、历史记录等多个页面间切换，路由管理器确保了页面跳转的流畅性和状态保持。

示例：在SensorService.ts中，实际使用了加速度计传感器的完整监听机制：

// 传感器监听实现
private async startAllSensors(): Promise<void> {
  this.sensorCallback = (data: sensor.AccelerometerResponse) => {
    if (data && this.isMonitoring) {
      this.processAccelerometerData(data);
    }
  };
  
  try {
    sensor.on(sensor.SensorId.ACCELEROMETER, this.sensorCallback);
  } catch (error) {
    console.error('启动加速度计失败:', error);
    throw error;
  }
}

2. 技术架构设计

2.1 系统架构层次

我们采用分层架构模式，将系统划分为四个明确的层次：

架构层次：

表现层负责所有的用户界面渲染工作。使用ArkUI的组件系统构建界面，每个页面都是一个独立的@Component组件。这种组件化开发方式提高了代码的复用性，比如运动数据展示卡片可以在多个页面中重复使用。

业务层处理所有的业务逻辑。当传感器采集到原始加速度数据时，业务层负责调用步数检测算法，计算当前的运动状态，并更新对应的数据模型。

数据层定义应用中的数据结构。我们为运动数据、用户信息、应用配置等创建了专门的Model类，确保数据类型的一致性和安全性。

服务层封装了所有与系统交互的功能，包括传感器数据采集、数据持久化、网络请求等。这种封装使得上层业务逻辑可以专注于核心功能，而不需要关心具体的系统实现细节。

示例：

// 页面组件结构 - Index.ets
@Entry
@Component
struct Index {
  @State currentTab: number = 0;
  
  build() {
    Column() {
      // 顶部导航
      this.BuildHeader()
      
      // 内容区域
      TabContent({ current: this.currentTab }) {
        // 各个功能页面
        MonitorPage()
        HistoryPage() 
        ProfilePage()
      }
    }
  }
}

2.2 MVVM架构实现

MVVM（Model-View-ViewModel）架构模式是我们选择的核心架构模式，能够契合鸿蒙系统的响应式编程理念：

示例：

// 运动监测页面状态管理 - Index.ets中的实现
@Entry
@Component
struct Index {
  // 状态管理
  @State isMonitoring: boolean = false;
  @State motionData: MotionData = new MotionData();
  @State sensorInfo: string = '';
  
  // 服务实例
  private sensorService: SensorService = SensorService.getInstance();
  private userManager: UserManager = UserManager.getInstance();
  
  aboutToAppear(): void {
    // 状态初始化
    this.sensorInfo = this.sensorService.getSensorInfo();
    this.checkLoginStatus();
  }
}

这种架构的最大优势在于数据绑定的自动化。当motionData中的步数发生变化时，界面上的文本会自动更新，无需手动操作UI。这运动监测数据频繁变化的场景中简化了开发复杂度。

3. 核心技术选型

3.1 传感器技术选型

运动监测应用的准确性直接依赖于传感器数据的质量。我们根据功能需求和性能要求，选择以下传感器组合：

传感器：

加速度计是整个运动监测的核心传感器。我们通过监听三轴加速度数据（x, y, z），结合专门的步数检测算法来识别用户的步伐。选择高精度的加速度计是因为步数检测对数据准确性要求极高，微小的误差在长时间累积后会产生显著影响。

而心率传感器用于监测用户在运动过程中的生理状态，虽然精度中等，但对于运动强度评估已经足够。考虑到功耗因素，我们采用智能采样策略：在用户静止时降低采样频率，运动时提高采样频率。

气压计主要用于海拔高度变化的监测，这对于徒步、登山等运动场景很有价值。陀螺仪则用于检测设备的旋转和方向变化，辅助识别更复杂的运动模式。

示例：

// 步数检测算法 - SensorService.ts
private processAccelerometerData(data: sensor.AccelerometerResponse): void {
  const x = data.x;
  const y = data.y; 
  const z = data.z;

  // 重力去除和向量计算
  const acceleration = Math.sqrt(x * x + y * y + z * z) - 9.8;
  const currentTime = Date.now();

  // 数据平滑处理
  this.accelerationBuffer.push(acceleration);
  if (this.accelerationBuffer.length > this.bufferSize) {
    this.accelerationBuffer.shift();
  }

  const smoothedAcceleration = this.calculateSmoothedAcceleration();

  // 运动状态检测
  this.detectMovementState(smoothedAcceleration, currentTime);

  // 步数检测
  if (this.isValidStep(smoothedAcceleration, currentTime)) {
    this.stepCount++;
    this.lastStepTime = currentTime;
    this.lastMovementTime = currentTime;
  }
}

3.2 数据存储方案

数据的持久化存储是应用的另一核心技术点。根据不同类型数据的特点，我们采用了分层存储策略：

PreferencesUtil适用于存储用户配置信息，如身高、体重、运动目标等小数据量且访问频繁的信息。其基于Key-Value的存储模式简单高效，读写速度极快。

示例：

// UserManager.ts中的存储实现
export class UserManager {
  private readonly CURRENT_USER_KEY: string = 'current_user';
  private readonly USERS_KEY: string = 'registered_users';
  private preferencesUtil: PreferencesUtil = PreferencesUtil.getInstance();

  // 用户注册实现
  register(username: string, phoneNumber: string, password: string, nickname: string = ''): boolean {
    if (this.findUserByUsername(username)) {
      return false;
    }

    const userId = this.generateUserId();
    const newUser = new User(userId, username, phoneNumber, password, nickname);

    const users = this.getAllUsers();
    users.push(newUser);
    this.saveUsers(users); // 调用PreferencesUtil存储

    return true;
  }

  // 数据保存
  private saveUsers(users: User[]): void {
    this.preferencesUtil.putObject(this.USERS_KEY, users);
  }
}

4. 开发环境与项目配置

4.1 真实项目配置

基于实际项目的开发环境配置：

示例：要根据具体的环境配置

// module.json5权限配置
{
  "module": {
    "requestPermissions": [
      {
        "name": "ohos.permission.DISTRIBUTED_DATASYNC",
        "reason": "$string:distributed_permission_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["EntryAbility"],
          "when": "always"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.ACTIVITY_MOTION",
        "reason": "$string:motion_permission_reason", 
        "usedScene": {
          "abilities": ["EntryAbility"],
          "when": "always"
        }
      },
      {
        "name": "ohos.permission.ACCELEROMETER",
        "reason": "$string:accelerometer_permission_reason",
        "usedScene": {
          "abilities": ["EntryAbility"], 
          "when": "always"
        }
      }
    ]
  }
}