陳智翔 吳黎明

（廣東工業(yè)大學信息工程學院）

0 引言

目前，高校信息化建設不斷發(fā)展，大多數(shù)高校都開發(fā)了用于教學管理的各種應用系統(tǒng)，例如：教務管理信息系統(tǒng)、學生選課系統(tǒng)、圖書館系統(tǒng)等。在這些系統(tǒng)中，師生與教務管理人員可以通過 Web網(wǎng)絡服務進行信息交流與互動，用以輔助日常的教務管理工作。然而，這些正在使用的信息系統(tǒng)存在不足：數(shù)據(jù)分散在各個異構的應用系統(tǒng)，系統(tǒng)間信息的交互非常困難；數(shù)據(jù)比較孤立，形成很多信息孤島，導致無法提供準確的個性化信息服務。例如教務管理部門在特殊信息發(fā)布或信息交流上比較被動，只能通過網(wǎng)上公告或層層轉達；舊的管理模式嚴重偏離“以人為本”的理念。以學生為例，一些個性化較強的信息，諸如補考通知、考試安排、評優(yōu)評選、學業(yè)預警等，教務管理部門無法為每個相關學生進行電話、短信通知，學生可能沒有及時查看公告或郵件，致使工作延誤或失去時機。

隨著信息技術的迅猛發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)催生的服務型校園移動信息系統(tǒng)將成為高校信息化建設的風向標[1-2]。針對目前信息系統(tǒng)面臨的困境，整合現(xiàn)有業(yè)務和數(shù)據(jù)后，充分與移動終端結合，根據(jù)邏輯業(yè)務需求，將業(yè)務需求、業(yè)務流程和數(shù)據(jù)存儲以服務的形式進行包裝并發(fā)布到一個標準化、開放性的平臺，可以達到既保留目前應用系統(tǒng)、又能適應業(yè)務變化及發(fā)展的目的。面向服務的體系結構（service-oriented architecture，SOA）以服務為核心，憑借其松耦合的特點，成為新一代軟件體系結構的主流模型[3-7]。SOA是一個組件模型，它應用于程序的不同功能單元（稱為服務），通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來，接口是采用中立的方式進行定義的。它獨立于實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。

基于SOA架構的校園移動信息服務系統(tǒng)，整合了目前的各種應用系統(tǒng)，在模塊設計中使用松散耦合，使原有在校園系統(tǒng)中的服務，通過統(tǒng)一的方式進行交互，建立開放性的高校教學管理平臺，并在移動終端開發(fā)相應的客戶端應用程序，使師生、行政人員等能夠實時了解相關學習、科研、教務信息，從而大大提高教學管理的效率。

1 系統(tǒng)設計

1.1 整體設計思想

基于SOA架構的校園移動服務信息系統(tǒng)總體設計思想是：結合成熟的移動互聯(lián)網(wǎng)相關技術和服務，把原有校園應用系統(tǒng)接口進行整合，作為平臺在服務器上提供給移動終端進行相關數(shù)據(jù)服務；并且為了滿足師生、行政人員的使用，平臺應根據(jù)用戶終端設置，提供主動式信息實時查詢和被動式信息推送提醒服務。

在校園移動服務信息系統(tǒng)中，用戶既可通過電腦，也可以通過手機接入與系統(tǒng)交互，從而使系統(tǒng)具有更高的實時性、交互性，提高系統(tǒng)的智能化和人性化程度。將終端從電腦擴展到智能手機的新型教務管理系統(tǒng)，增加了終端和用戶的數(shù)量，擴大了系統(tǒng)的覆蓋和應用范圍。教師與學生可以通過手機，及時將各種信息提交給系統(tǒng)，縮短了信息發(fā)布與接收的時間，提高了教學管理的效率。同時教務管理人員通過手機接入系統(tǒng)后臺，可以實時地了解系統(tǒng)運行的情況，掌握系統(tǒng)最新的狀態(tài)，確保系統(tǒng)的安全性。

首先整合現(xiàn)有應用系統(tǒng)，通過對已有校園應用系統(tǒng)進行接口開發(fā)或整合，并將相應接口統(tǒng)一接入移動信息系統(tǒng)，供移動信息系統(tǒng)在進行復雜信息處理時使用。例如發(fā)布補考或獎學金通知時，需要整合的相關系統(tǒng)有：發(fā)布通知信息的行政通知系統(tǒng)、查詢教務成績的教務成績系統(tǒng)、學籍電子檔案系統(tǒng)等。

校園移動服務信息系統(tǒng)與移動智能終端結合——整體架構為客戶端/服務器模式?？蛻舳嗽谥髁髦悄懿僮飨到y(tǒng)（IOS，Android，WP）上運行，通過客戶端訪問校園移動服務信息系統(tǒng)，并依靠移動智能終端定位等擴展系統(tǒng)平臺功能，最大限度地滿足用戶隨時隨地進行校園咨詢信息處理的需求。與移動終端通信的信息分為兩種：一種是主動式實時信息，即用戶在客戶端主動發(fā)起的信息請求；另一種是被動式推送信息，即用戶在客戶端訂閱相關信息后，可以在不打開情況下收到這類信息的提示通知。用戶通過這兩種信息可以完成與校園服務系統(tǒng)的所有業(yè)務交互。

在校園移動服務內部系統(tǒng)穩(wěn)定可靠后，通過接入第三方平臺來為更多校園服務提供個性化定制服務，例如相關云存儲服務，滿足資料表格等在線存入個人文檔；第三方在線支付服務，直接在線支付校園相關費用。

1.2 服務類型和內容

校園移動服務信息系統(tǒng)的服務對象包括行政用戶、教師用戶和學生終端，其服務類型和功能分別如如表1、表2、表3所示。

1.3 組成模塊及層次結構

校園移動服務信息系統(tǒng)平臺主要由5部分組成：1) Web服務接口與移動終端服務接口，這些接口負責響應終端發(fā)出的數(shù)據(jù)請求；2) 業(yè)務處理核心，它根據(jù)數(shù)據(jù)請求類型調用原有校園系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理；3) 平臺數(shù)據(jù)庫，負責存儲信息系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)；4) 第三方數(shù)據(jù)接口，根據(jù)系統(tǒng)核心需要與第三方平臺進行數(shù)據(jù)傳輸；5) 原有校園系統(tǒng)相應對接數(shù)據(jù)接口，以滿足系統(tǒng)平臺的不同類型服務。整體結構和層次結構如圖1所示。

表1 行政人員終端服務類型及功能

表2 教師終端服務類型及功能

表3 學生終端服務類型及功能

1.4 跨信息系統(tǒng)服務

在基于SOA架構的服務系統(tǒng)的核心服務中，可以很方便地調用外部信息系統(tǒng)協(xié)同工作，完成用戶的個性化信息服務。例如定制通知服務，當需要發(fā)布一條受眾人群明確的通知時（以獎學金申請為例），行政人員在發(fā)出公告時，通過移動信息服務系統(tǒng)接口可以選擇受眾人群（如成績系統(tǒng)中無掛科的學生）；在原有系統(tǒng)發(fā)出公告的同時，向校園移動信息核心發(fā)出申請，核心先調用教務服務接口查詢，然后再確定需要通知的人群，返回查詢結果后在平臺服務器端的通信服務模塊加入標識，如用戶上線或在線則通過被動推送方式推送到用戶終端，并將相應文檔轉發(fā)入該用戶的存儲中心（如第三方云存儲平臺）。

圖1 移動信息服務系統(tǒng)整體架構圖

基于SOA的校園移動服務系統(tǒng)中，通過校園智能支付可以在終端用第三方支付平臺（如支付寶）快捷完成校園內各類繳費服務，而不用到固定地點排隊充值。用戶在終端 APP上根據(jù)業(yè)務選擇相應充值服務，APP自動調用第三方支付平臺進行在線支付，支付完成后，支付平臺將跳轉到預先指定的信息平臺URL鏈接，通過POST方式將支付信息作為參數(shù)回調信息平臺，平臺根據(jù)預先指定密鑰解密參數(shù)，最終將支付信息錄入相應校園系統(tǒng)完成充值服務。

平臺整合前，原有系統(tǒng)各自獨立，校園用戶使用相關業(yè)務時需要單獨進入系統(tǒng)進行處理，并不能很好地滿足各類用戶的需求。平臺系統(tǒng)搭建后，在平臺上實現(xiàn)個業(yè)務關聯(lián)處理模塊，校園原有系統(tǒng)都可以按照接口規(guī)范等接入平臺，不僅能通過平臺推送機制滿足實時性信息需求，還能發(fā)揮出原有系統(tǒng)之間的業(yè)務關聯(lián)性，且用戶可隨時隨地使用智能終端就可完成原來耗時的業(yè)務服務。

2 移動終端與服務平臺通信關鍵技術

在基于SOA架構的校園移動服務系統(tǒng)中，各模塊功能可采用多種開發(fā)技術和框架完成。下面著重闡述該系統(tǒng)終端（以Android系統(tǒng)終端為例）與服務器端通信的實現(xiàn)。

所有的業(yè)務功能都是建立在移動終端與服務器通信之上的，與服務器交互的信息分為主動式實時信息和被動式推送信息。這兩種信息的實現(xiàn)機制側重點在于主動式信息強調用戶在終端主動去獲取，而被動式信息強調服務器在用戶有信息時自動推送到用戶終端，因此需要使用不同的實現(xiàn)技術完成該通信功能，通信整體結構圖如圖2所示。

圖2 移動終端與服務平臺通信圖

2.1 主動式實時信息

主動式實時信息機制是當用戶手動查詢相關業(yè)務時后臺自動調用。該方式采用HTTP的通信機制，交換的數(shù)據(jù)格式為 Json?？蛻舳藢⒄埱笮畔⒋虬蒆TTP并傳送給服務器端，服務器將請求信息發(fā)送至Servlet。Servlet根據(jù)客戶端的具體請求進行后臺數(shù)據(jù)庫查詢或原有系統(tǒng)模塊處理，動態(tài)生成響應內容并將其傳送給 Server，最后服務器端將該響應內容轉換成Json格式返回到客戶端。其主要流程如圖3所示。

圖3 主動式信息服務流程圖

當需要從服務器上主動獲取信息服務時，調用流程：

1) 從相應業(yè)務邏輯界面（如查詢成績界面）， 調用主動獲取模塊中的發(fā)起請求方法；

2) 請求方法開始連接服務器，傳遞相應請求參數(shù)，以Android開發(fā)為例，代碼如下：

HttpParams parms = new BasicHttpParams();

parms.setParameter("charset", HTTP.UTF_8);

HttpClient httpclient = new DefaultHttpClient(parms);

HttpPost httpPost = new HttpPost(uploadUrl);

httpPost.addHeader("charset", HTTP.UTF_8);

List params = new ArrayList();

params.add(new BasicNameValuePair("title",title));

httpPost.setEntity(new

UrlEncodedFormEntity(params, HTTP.UTF_8));

//向服務器發(fā)出請求

HttpResponse httpResponse = httpclient.execute(httpPost);

3) 服務器端判斷請求，調用相應服務模塊，完成后返回結果；

4) 客戶端接收結果，調用UI模塊進行相關數(shù)據(jù)顯示。

2.2 被動式推送信息

被動式推送信息采用的即時通信協(xié)議是 XMPP（可擴展消息處理現(xiàn)場協(xié)議）。XMPP是一種基于XML（可編程擴展語言），實現(xiàn)任意兩個網(wǎng)絡終端實時信息交換的通信協(xié)議。XMPP的基本網(wǎng)絡結構包括Client、Server、Gateway，通信能夠在這三者的任意兩個之間雙向發(fā)生。服務器同時承擔了客戶端信息記錄、連接管理和信息的路由功能。基本的網(wǎng)絡形式是單客戶端通過 TCP/IP連接到單服務器，然后傳輸XML。

當終端注冊以獲取被動式推送消息時，終端與服務器的主要流程如圖4所示。

圖4 推送信息流程圖

XMPP服務器之間、客戶與服務器之間采用的是TCP連接。它提供一種面向連接可靠的字節(jié)流服務。TCP將用戶數(shù)據(jù)打包構成報文段，當發(fā)送數(shù)據(jù)后啟動一個定時器，等待對端數(shù)據(jù)確認，另一端對收到的數(shù)據(jù)進行確認。對失序的數(shù)據(jù)重新排序，并丟棄重復數(shù)據(jù)。但是GPRS網(wǎng)絡對TCP鏈路存在一個限制，當鏈路在長時間無數(shù)據(jù)流量時，會自動降低此鏈路的優(yōu)先級直至強制斷開此鏈路，所以在應用中采用發(fā)送心跳的方式來維持此鏈路。

3 結論

傳統(tǒng)的簡單事務處理類型的信息系統(tǒng)無法適應不斷發(fā)展的業(yè)務要求，科技發(fā)展促進教育信息化變革與進步，基于SOA架構的校園移動信息服務系統(tǒng)，是移動互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字校園的緊密結合。本文分別從架構和實現(xiàn)上對該系統(tǒng)進行了闡述和分析，在評估我?，F(xiàn)有校園系統(tǒng)資源后逐步搭建實現(xiàn)該服務系統(tǒng)。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，高校信息化已從傳統(tǒng)的管理方式向主動服務的模式轉變，是學校與學生互動的一種新途徑，是數(shù)字校園擴大外延服務的新嘗試。

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