摘要：随着移动设备的普及以及移动互联网产业规模的不断扩大，越来越多的用户群体可以通过智能手机、平板电脑等使用各式各样的移动应用，从而辅助工作、学习、衣食住行等生活中的方方面面，并从中得到极大的便利。多样的用户需求使移动应用市场掀起热潮，在技术不断发展，用户要求不断提高的趋势下，如何从设计入手实现一个优秀的移动应用，成为引人关注的焦点。本文首先引入移动互联网及移动应用的相关概念，再以设计思路为中心展开阐述移动应用在设计的各个阶段需考虑的问题，最后引入实际案例，论述了面向移动互联网的移动应用设计与实现。

关键词： 移动互联网 应用 设计

1 前言

移动互联网一般指用户使用智能手机、平板电脑等移动终端，通过2G/3G或者WiFi等移动网络接入互联网，可以在移动状态下使用互联网的网络资源，是移动通信与互联网的结合。随着移动互联网的出现和快速发展，传统的信息传递在时间与空间上的障碍得以排除，业界涌现出很多新的技术、应用模式，形成了更为开放、更加复杂的价值生态体系。移动应用的设计，不能简单地复制、模仿传统应用，要充分利用移动互联网的特性，以用户的个性化需求为导向，在新的技术平台上创新，以提高用户的体验度和使用粘性。

6600cc6公海彩船研究发展中心的移动互联网应用研发团队在移动应用项目实施过程中积累了丰富的设计、开发经验。在本文中将基于主流的移动终端平台论述移动应用在架构设计与开发技巧方面的心得。

2 移动应用

首先，让我们来认识一下什么时移动应用。移动应用，是以移动互联网为平台，以提供某种“服务”为核心，以智能手机或平板电脑应用程序为外在表现的服务型产品，其设计和开发的内容既有终端的应用表现也包含后端的内容服务。

2.1 移动平台

当前，业界主流的移动平台主要包含以下几类：

iOS：由苹果公司开发的手持设备操作系统。苹果公司最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布这个系统，最初是设计给iPhone使用的，后来陆续套用到iPod touch、iPad以及Apple TV等苹果产品上。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。原本这个系统名为iPhone OS，后改名为iOS。

Android：一种以Linux为基础的开放源码操作系统，主要使用于便携设备。Android 操作系统最初由安迪•鲁宾(Andy Rubin)创办，最初主要支持手机。2005年由Google收购注资，并拉拢多家制造商组成开放手机联盟(Open Handset Alliance)开发改良，现已广泛应用于智能手机、平板电脑、智能电视等设备。

其他：除iOS和Android平台以外，还有Windows Phone、Symbian、BrewMP、bada等小众的移动平台，有着各自的特点，但其综合市场占有率、成熟度都无法与iOS和Android平台媲美，所以目前主流的移动平台主要是指iOS和Android。

然而，由于多种独立操作系统间的限制，同一应用要能运行于不同移动平台之上，就需要面向多个平台开发、维护、发布，都需要耗费大量的成本。即使在同一平台上还存在着不同版本差异、设备适配、版本更新频繁的问题，这都为移动应用的设计、开发工作带来了挑战。

2.2 应用特点

面向移动互联网的应用概括来讲主要有如下几个特点：

1) 随时随地性：便携并随时随地地使用，是移动设备较之于PC的最大优势，用户利用移动终端能够随时随地访问互联网、获取各类信息、进行社交沟通及协作。在这种动态变化的场景下，用户碎片时间得到充分地利用。

2) 终端能力受限：虽然当前移动设备更新换代迅速，但总体上移动设备的计算能力和存储能力相对PC还有一定差距。尤其在显示上，既要考虑移动设备触控输入方式地有效、便捷，还要在方寸间尽可能保证清晰的屏幕输出。

3) 不确定的网络环境：在移动环境下，网络连接存在不确定性，而且受限于3G宽带接入成本高、WiFi覆盖不高等因素，目前带宽对于移动设备而言还是稀缺资源，所以必须为移动环境下的网络接入设定策略。

4) 数据形式多样化：移动设备能够产生个性化、多样化的数据或数据混合体，如通讯录、短信、位置、照片、声音，带有位置标签和拍照信息的图片，移动应用需要满足对这些数据的快速采集、处理、存储、传输等需求。

5) 用户体验要求高：移动终端的产品设计中，用户体验提高到了一个非常重要的位置，在移动终端的操作会比在PC上困难，通过触屏代替鼠标和键盘操作，带给用户的感受更加明显和直接，如果体验不好，必定造成用户放弃使用。

2.3 技术热点

现阶段移动应用的技术热点主要集中在以下几个方面：

1) 信息采集：利用移动设备上的多媒体模块、传感器模块、GPS模块等，协助用户将时间、空间、事件、人物、图像、声音、文字等多个维度的数据进行组织和关联，促进信息传递和信息表达。同时，数据采集框架可以将事件、人员、设备或一次工作流程等事物所相关的多个线索、多个要素进行梳理，将松散的数据组织成一套围绕事物核心的信息。

2) 场景感知：场景感知应用于根据用户所处的时空状态及个人偏好，提供个性化、自适应的业务和服务。场景感知主要取决于对用户所处的时空状态判断，如：地理位置变化、光照变化、环境音变化、震动检测、运动速度变化等，通过对数据变化进行规则设置和统计分析，判断用户所处的位置、动静状态，动态调整服务内容，及时为用户提供最需要的信息。

3) 移动多媒体：移动多媒体包含了在移动设备上进行的与视频、音频等多媒体相关的多种操作，通过对文件的压缩/解压缩、编解码、分析、流化等技术手段，实现在移动设备上浏览和播放本地和远程的多媒体文件；通过WiFi、蜂窝数据网络等将移动设备上的多媒体文件上传至服务器端，或从服务器端下载到移动设备本地等。移动多媒体在办公、医疗、娱乐等方面均得到大量运用，如移动视频会议、远程医疗、音视频采集、微视频、家庭云影音中心等。

4) 位置服务：位置服务调用移动设备的定位模块，为移动设备的使用者提供以定位、周边信息查询、路径导航等与移动设备的地理位置相关的服务。位置服务的核心是移动设备定位，通过定位获取移动设备的位置，位置服务的应用可帮助使用者辨识所处环境；查询附近可达的医疗救助等急需资源，餐饮、银行、派出所等设施；使用签到等社交类服务；从当前位置前往目的地的路径导航；位置监控、车辆/人员活动监管等。

5) 移动中间件：移动中间件的目的是在众多移动操作系统之间建立统一的中间件平台，屏蔽底层操作系统之间的差异性，提供统一的对外接口，降低移动开发过程中不同终端适配的工作量，缩短新业务开发周期并减少业务运营成本。对开发者而言，降低技术门槛，使其有更多精力集中在业务创新。

6) 安全和隐私保护：移动应用上的安全和隐私保护，主要针对移动设备依赖无线网络进行通信这一特征。包含隐私信息的数据在通过无线网络的传输过程中面临被拦截、监听、盗用、篡改的风险，安全和隐私保护很容易成为电子商务、移动办公等企业级应用的瓶颈。为保障数据安全，通过手机接入内外网隔离、SHTTP、对称密钥、PKI、口令等多种技术路线结合的方式，从接入、传输、存储、使用等多个环节降低数据被盗用的风险，同时加入完整性校验和冗余机制，确保数据正确传输，未被篡改，防止数据灾难。在用户隐私方面，口令和多重校验、位置匿名等技术用于确保用户身份不可被暴露、用户位置不可被跟踪、用户账号密码不可被、身份可确认。

3 应用设计

基于以上应用特点，就要求移动应用的设计与策划能从较高的层次上满足先进架构、交互行为、传输、存储、安全等各方面的综合需

3.1基本架构设计

在PC程序设计中已经广泛使用的分层架构，在移动应用的设计中同样可以采用，最基本的架构分层可以将移动应用分为移动服务层、逻辑控制层和交互展现层。

• 移动服务层：主要承担为移动应用提供基础服务的功能，这些服务包括存储服务、认证服务、位置服务等，还可以是这些服务的混合。这一层既包括在服务器端（云端）的服务提供，还包括移动终端的服务消费。

• 逻辑控制层：实现移动应用的主要逻辑控制操作，除了传输、状态、缓存、安全等通用的模块外，它的大部分关注点主要集中在业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统设计，与系统所应对的领域逻辑有关，如登录，查询等。

• 交互展现层：主要处理应用与用户的人机交互，获取输入提供反馈，输入与反馈中间的过程则交由逻辑控制层到服务层处理，然后返回。其包含以下内容：数据展现，以列表、图标、相册等形式展现各种类型数据；信息输入，文字、日期、数字、选择项等形式的信息输入；界面导航，界面之间的跳转切换；消息提示，冒泡、对话框等形式的通知和提示；手势交互，滑动、缩放等手势识别并进行相应的处理；动画特效，渐变、隐藏、高亮等动画和特效的显示；启动退出，应用启动和退出分别给出的欢迎、提示、提醒、引导等动作。

3.2交互设计

1) 应用美学特征：移动应用界面的色彩搭配和其他美学特征对可用性有显著影响，好的界面设计和色彩搭配会吸引用户，促进用户对网站或者应用的感知。如颜色比率较大的界面通常会产生较好的可读性，令人喜欢的颜色会产生较高的美感，更吸引用户使用。

2) 方便的导航：受到移动设备屏幕大小的限制，移动应用中信息的可读性降低，良好的导航设计显得尤为重要。导航设计最好与系统的保持一致，以照顾用户的使用习惯，降低学习成本，使有移动应用使用经验的用户可以把将其原有操作知识快速转移到新应用中。

3) 简化层级结构：层级结构应该尽量简洁、扁平化，以使得用户的使用更加容易。促进有效利用有限的显示区域的一种方式是透明性，通过这种方式，用户可以更清楚地看到屏幕上显示的对象以及它所包括的菜单内容，透明性使得用户可以同时看到多重级别的内容，这样可以帮助更充分地利用显示的空间。

4) 简化输入操作：为了保证用户能在移动过程及恶劣的户外环境中看清移动应用的界面并进行快速准确的操作，需尽量减少键盘输入，并设计用手势等便捷方式替代键盘输入，如滑动输入日期。如果不可避免的要使用键盘输入时，保证输入框足够大和突出，增加输入的自动补全。所有的操作一定要可以并方便用户单手完成。

5) 提示信息：提供必要的提醒、引导等提示信息，这些信息对用户非常重要，可以帮助用户有效地控制任务，从而选择继续或是放弃任务。

6) 查找和搜索：在移动互联网中用户遇到的主要问题是如何在狭长的页面中查找内容，因此，在应用中增加查找和搜索功能是必需的

3.3传输设计

面向移动互联网的应用中有大量的数据传输场景，对移动应用的传输设计要充分考虑到移动环境下网络接入的特点，需从以下几个方面进行设计：

1) 状态控制：选择最优的网络接入方式，在多网络并存的条件下进行优先级的选择，如选择成本较低的WiFi接入方式而非3G，在网络不稳定的情况下需要对状态自适应调整，对任务进行自动暂停、恢复处理；

2) 数据量优化：设计冗余少的数据传输格式，如用JSON格式替代XML格式，采用压缩方式传输数据，对多媒体数据选择在保证质量情况下较大的压缩格式；

3) 数据层级优化：对一批数据按层级设计分步传输策略，如在设计一个查询结果的展现时，先加载查询结果概要列表，再加载列表中每条的概要信息，最后加载每条的详细信息。此外还可以通过分页、分类等方式将单次传输的数据量最小化，使响应时间减少，提高用户体验。

4) 数据分片并行传输：为保证数据传输的完整性，当进行大文件传输时，将文件数据按一定大小进行分片，并将其按一定次序标记，并行发送文件分片，并行发送控制信息，指明数据所对应的分片序号以及文件相关信息。云端将接收到的文件分片保存到一临时目录，当接收到分片的数量与控制信息中的数量一致时，则表示数据接收完成，按相应次序合并文件分片，删除临时文件。通过分片并行传输可以高效利用网络，减少终端数据延时，也能够支持在传输过程中发生中断后的快速恢复。

5) 即时信息传输：对实时性要求较高的信息传输，如消息推送、即时通信等，一般采用维持长连接的方式，定时维护连接的状态。

3.4存储设计

在移动终端对配置信息、传输状态信息、账户信息等进行本地化管理，保证实时性，同时也减少服务端与移动终端的传输开销，并以服务端与移动终端的数据同步机制保证数据的一致性。移动应用的存储设计需要考虑：

1) 文件存储：普通文件在移动终端进行存储；

2) 多媒体存储：即声音、图片、视频等存储，需要在缩略图、共享方式等方式做一些特别的存储设计；

3) 嵌入式数据库存储：以成熟的嵌入式数据库为为载体，来存储和管理结构化的数据；

4) 存储机制：因移动终端的存储量有限，且不同的平台对存储的安全控制也不一样，所以在存储机制上要做良好的设计，包括缓存清除机制、数据同步机制、数据跨应用共享机制等等。

3.5安全设计

1) 设备和环境安全：主要是指应用服务器、Web服务器、数据库服务器、邮件服务器、网关、存储介质、移动终端等设备自身的安全性、所处环境符合标准要求等。

2) 业务应用安全：主要采用认证等技术手段确保合法用户可以正常使用，防止业务被盗用、冒名使用等。

3) 信息自身安全：包括业务应用相关信息完整性、机密性和不可否认性，通过采取一定的加密、隔离措施保障信息自身安全，主要是基于移动终端与移动互联网业务设备端到端来实施的。

4 开发与发布

4.1开发方式

现有移动开发的方式一般可以分为三类：原生开发、Web开发、混合开发。

1) 原生开发：使用操作系统自身提供的开发方式和语言进行开发，在Android平台上主要通过Java和C/C++进行开发，在iOS平台上主要通过Object C进行开发。这种开发方式的好处是程序运行效率高，对系统底层功能调用方便，缺点就是开发难度较大，且要分别针对不同的平台开发对应的程序。

2) Web开发：主要以HTML5、CSS3和JavaScript开发运行在移动终端浏览器上的Web应用，优点是开发难度低，开发周期短，缺点就是应用运行于浏览器之上，对系统底层接口调用能力受限，运行效率受到移动终端浏览器影响较大。

3) 混合开发：即以Web方式开发应用程序主体，然后在程序外包装一层对系统原生能力调用的适配层，这样既降低了开发难度又能满足访问系统底层接口的需要，而且对同一个应用不用每个平台都开发一个版本，只需要针对不同平台包装一下即可。缺点就是当前的技术条件下，这样开发出的应用比起原生开发的运行效率低很多。

4.2应用发布

Android版本的应用可以直接签名打包为APK文件供用户下载安装，也可以发布到各类Android市场供用户下载安装。
iOS版本的应用发布就比较苛刻一些，需要通过苹果公司发布，发布类型分两种：一种是使用企业级应用发布账号进行发布，另一种是使用个人发布者账号进行发布。前者适用于大型企业内部的应用发布，不受苹果对应用的审核限制，不会进入AppleStore；后者适合面向所有用户的，需要上架到AppStore的应用，需要接受严格的审核。两种方式都需要向苹果公司付费。

5 案例

移动应用的设计与实现，是密不可分的过程，从实现中可以体现出设计过程中的每一环。

在基本架构设计阶段，合理的设计应用结构，可以有着事半功倍的效果。例如，当功能模块之间较为独立的时候，可以将应用扁平化设计，避免复杂的层级结构让用户感到混乱和迷惑，如图2与图3的设计中，在结构上，将多个功能设计成并列的模块，在界面上，使用流行的Dashboard形式来体现，简易又直观，扁平的层级，也降低了用户的学习成本。

而在交互设计中，则要考虑目标用户群体的偏好和需求。以色彩为例，选择受众群体容易接受的色调，并且注意保持风格的统一。例如当用户群体属于受教育程度较高的群体，可以使用淡雅温和的色彩（如图4）；当目标用户群体属于思想较为活跃的年轻人，可以挑选明快艳丽的色彩，并在应用的不同场景中使用，避免整体色调过于单一；当目标用户群体专注于某一行业，则可以挑选该专业领域常见或与之相关、相近的色彩，增强应用对该用户群体的亲和力。

另外，在整个设计的过程中，也需考虑不同平台用户的操作习惯。针对不同平台设计的应用，充分考虑这些平台常用的组件以及回退、取消、增加、删除等常用操作的实现方式。在同时为一款应用设计多个平台的版本时，这一点更加需要注意。既保持功能的统一性，又要在操作方式上有所区别；既要符合各个平台的操作习惯，也要在总体上将操作惯性保持一致。

6 结语

在技术和商业的浪潮推动下，用户体验、信息结构、应用模式等方面产生巨大变革的移动应用必将成为信息化建设的主流之一。随着智慧城市建设不断深入，内容不断丰富，以移动应用作为便捷、友好、安全的应用入口，和云计算、物联网等技术深度结合，为用户提供无所不在的信息化服务，已成趋势。