杜傳紅 劉立才 宋遠(yuǎn)程 陽瑞新

（1、2、3、4.安順學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，貴州 安順市561000）

在高校教學(xué)過程中，課堂考勤是日常教學(xué)管理工作的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的紙筆記錄方法，不便于任課教師和相關(guān)管理部門做學(xué)生考勤統(tǒng)計(jì)。目前，替代傳統(tǒng)考勤登記的技術(shù)也日趨成熟，如采用刷卡、手機(jī)藍(lán)牙考勤和人臉識(shí)別等技術(shù)，但實(shí)踐證明此類方法不適合用在過著集體生活的在校學(xué)生身上或者具有成本過高等缺點(diǎn)。由于安卓手機(jī)操作系統(tǒng)市場占有率極高和Android平臺(tái)本身的開放性和友好性，本設(shè)計(jì)開發(fā)了一款基于Android手機(jī)操作系統(tǒng)的高?？记诠芾硐到y(tǒng)［1－2］。本管理系統(tǒng)教師只需在Android手機(jī)上下載安裝手機(jī)客戶端，考勤數(shù)據(jù)就可以實(shí)時(shí)傳遞到服務(wù)器［3］，方便班主任實(shí)時(shí)了解本班出勤情況和任課教師期末對(duì)考勤進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，由于本系統(tǒng)在考勤過程中，學(xué)生的個(gè)人照片將以突出的方式顯示在指定位置，徹底杜絕了代簽到、請(qǐng)人上課等情況發(fā)生。

1.系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

1.1 Eclipse

使用Eclipse做Android開發(fā)，需要先在Eclipse上安裝ADT（Android Development Tools）插件。

Eclipse源于來自IBM 的一點(diǎn)代碼，是一種基于Java的可擴(kuò)展開源開發(fā)平臺(tái)［4］。就其自身而言，它只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，用于通過插件組件構(gòu)建開發(fā)環(huán)境［5］。

1.2 My SQL數(shù)據(jù)庫

本設(shè)計(jì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫基于My SQL5.6，用來存放考勤表班級(jí)信息，包括班級(jí)學(xué)生的姓名（name），年級(jí)（year），學(xué)號(hào)（num）、對(duì)應(yīng)編號(hào)（id）、專業(yè)（class）、考勤情況（is Checked）、考勤的日期時(shí)間（date）和課程科目（subject）等。

1.3 基于安卓的SQLite數(shù)據(jù)庫

作為手機(jī)客戶端的本地?cái)?shù)據(jù)庫，SQLite包含在一個(gè)相對(duì)小的C庫中，它遵守ACID（數(shù)據(jù)庫管理的四個(gè)基本要素）關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，不需要依賴第三方軟件就可以很好地在Android操作系統(tǒng)上運(yùn)行。

1.4 Tomcat服務(wù)器

Tomcat服務(wù)器是一個(gè)輕量級(jí)Web應(yīng)用服務(wù)器，源代碼是免費(fèi)開放的，在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用。

2.考勤管理系統(tǒng)功能需求分析

2.1 硬件需求分析

本管理系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)需要手機(jī)系統(tǒng)為Android 2.3.3及其以上版本，內(nèi)存512M以上。同時(shí)需要普通臺(tái)式機(jī)充當(dāng)服務(wù)器。

2.2 非功能性需求

本系統(tǒng)基于C／S架構(gòu)，使用人員為全體教師及教學(xué)管理人員，使用條件為手機(jī)客戶端通過無線網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器相連接［6］。基于這些特征，提出非功能性需求。

如系統(tǒng)運(yùn)行流暢，不拖沓；系統(tǒng)兼容性好，可移植性強(qiáng)；Tomcat服務(wù)器可以安裝在Linux、Unix和Windows下，系統(tǒng)移植不需要重新編碼；系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)等。

2.3 功能需求分析

考勤客戶端應(yīng)該能完成三大功能：搜索出具體專業(yè)班級(jí)、能夠?qū)崿F(xiàn)該班級(jí)語音點(diǎn)名和查看缺勤記錄情況。

3.終端信息管理系統(tǒng)的研發(fā)

3.1 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)依據(jù)及技術(shù)方法

該考勤管理客戶端是基于安卓操作系統(tǒng)開發(fā)的，由于Android的系統(tǒng)架構(gòu)采用了分層架構(gòu)的思想，從上層到底層共包括四層，分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用框架層、系統(tǒng)庫和Linux內(nèi)核［7］。這樣只需在Eclipse框架下安裝ADT（Android Development Tools）插件，就可以搭建Android開發(fā)環(huán)境，從而進(jìn)行Android應(yīng)用程序的開發(fā)。

1 管理系統(tǒng)功能流程示意圖

考勤管理系統(tǒng)客戶端主要提供語音點(diǎn)名，班級(jí)人員查詢，缺勤人員記錄表三項(xiàng)功能，其功能流程示意圖如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)功能模塊的開發(fā)

（1）搜索功能模塊。

本模塊實(shí)現(xiàn)了班級(jí)人員查詢功能。需要將輸入搜索的年級(jí)（year）及專業(yè)（class）信息上傳至服務(wù)器，服務(wù)器搜索符合條件的班級(jí)信息，并返還給考勤客戶端。班級(jí)搜索查詢功能實(shí)現(xiàn)框圖如圖2所示。

2 班級(jí)搜索查詢功能實(shí)現(xiàn)框圖

搜索功能的實(shí)現(xiàn)代碼是由SeekActivity.java和activity＿seek.xml組成的，實(shí)現(xiàn)在本地?cái)?shù)據(jù)庫內(nèi)模糊搜索，其關(guān)鍵代碼如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫內(nèi)模糊搜索班級(jí)程序代碼

（2）語音點(diǎn)名功能。

本功能模塊可以語音播放班級(jí)學(xué)生學(xué)號(hào)（id）和姓名（name），同時(shí)顯示出學(xué)生的相片。具體按照學(xué)號(hào)由小到大的順序逐個(gè)進(jìn)行語音點(diǎn)名，同時(shí)實(shí)行考勤記錄（如果學(xué)生喊到，考勤成功，無需操作；如果無學(xué)生喊到，考勤失敗，實(shí)行記錄操作），最后將考勤情況存入本地SQLite數(shù)據(jù)庫中，語音考勤功能實(shí)現(xiàn)框圖如圖4所示。

圖4 語音考勤功能實(shí)現(xiàn)框圖

語音點(diǎn)名是本考勤系統(tǒng)中重要一個(gè)環(huán)節(jié)。它的后臺(tái)處理是利用系統(tǒng)中的tts控件，經(jīng)實(shí)例化后，將文字信息轉(zhuǎn)成語音輸出，利用線程對(duì)學(xué)號(hào)姓名逐個(gè)進(jìn)行語音輸出，其實(shí)現(xiàn)代碼如下圖5所示。

圖5 語音點(diǎn)名線程代碼

（3）查看缺勤人員列表功能。

查看缺勤人員情況，需進(jìn)入考勤頁面，先判斷本地?cái)?shù)據(jù)庫是否有數(shù)據(jù)，如果沒有自動(dòng)向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)，并返回考勤日期的一個(gè)String類型的json數(shù)據(jù)，里面包含了很多以數(shù)列一樣排序的數(shù)據(jù)。通過json解析后就可以得到日期（date）、未到人姓名（name）、年級(jí)（year）、專業(yè)（class）這些數(shù)據(jù)。查看缺勤人員情況表功能實(shí)現(xiàn)框圖如圖6所示。

圖6 查看缺勤人員情況表功能框圖

其中，從數(shù)據(jù)庫調(diào)用數(shù)據(jù)查看缺勤人員列表的關(guān)鍵代碼如圖7所示。

圖7 調(diào)用缺勤人員程序代碼

3.3 數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)考勤系統(tǒng)的需求，本地平臺(tái)SQLite數(shù)據(jù)庫和tomcat服務(wù)器都需要具有專業(yè)表、班級(jí)信息表和考勤情況表。本考勤管理系統(tǒng)主要用到的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)有：

（1）專業(yè)表包括了兩個(gè)字段：學(xué)校的所有專業(yè)名稱（class）和其對(duì)應(yīng)的專業(yè)號(hào)（id），id是int類型，無長度限定，不可以為空，是主鍵；class是varchar類型，無長度限定，不能為空。

（2）班級(jí)信息表包括：該班級(jí)學(xué)生的姓名（name），年級(jí)（year），學(xué)號(hào)（num）、對(duì)應(yīng)編號(hào)（id）、專業(yè)（class）。id是int類型，沒有規(guī)定長度，不可以為空，是主鍵；class、num、name和year都是varchar類型，沒有規(guī)定長度，不可以為空。

（3）考勤班級(jí)信息表包括：該班級(jí)學(xué)生的姓名（name），年級(jí)（year），學(xué)號(hào)（num）、對(duì)應(yīng)編號(hào)（id）、專業(yè)（class）、考勤情況（is Checked）、考勤的日期時(shí)間（date）和科目（subject）。

4 系統(tǒng)測試

4.1 考勤系統(tǒng)主界面

考勤管理系統(tǒng)開啟后的第一個(gè)界面是主界面（Main Acitivity），它是Fragment Index界面下兩個(gè)tab（語音考勤、考勤記錄）按鈕，界面如圖8所示。當(dāng)點(diǎn)擊考勤記錄按鈕，該按鈕顏色由灰色變?yōu)槌壬⑻D(zhuǎn)到Fragment My界面。

界面（MainAcitiviy）中的FragmentIndex界面

4.2 搜索界面

搜索（SeekAcitivity）界面是搜索專業(yè)的界面，由標(biāo)題欄、快速搜索欄、專業(yè)欄組成。標(biāo)題欄上有個(gè)返回鍵，點(diǎn)擊后會(huì)回到之前的MainActivity界面。整個(gè)快速搜索欄就相當(dāng)于一個(gè)按鈕，當(dāng)點(diǎn)擊時(shí)候就會(huì)彈出一個(gè)覆蓋了整個(gè)手機(jī)屏幕的PopWindow（一個(gè)安卓窗口式控件）。而其下就是專業(yè)欄，因數(shù)據(jù)有限，只顯示了3個(gè)專業(yè)。如圖9所示。

圖9 搜索界面視圖（SeekActivity）

4.3 語音點(diǎn)名播報(bào)

搜索到想要點(diǎn)名的班級(jí)后，就可以進(jìn)行語音點(diǎn)名，同時(shí)顯示相片以及相關(guān)信息防止代簽，該功能視圖界面如圖10所示。該界面由標(biāo)題欄、ListView控件（由學(xué)生學(xué)號(hào)、姓名和簽到情況組成）和底部的控制欄組成。標(biāo)題欄中有一個(gè)返回按鈕用于返回之前的MainAcitivity界面?？刂茩谥杏?個(gè)按鈕，第一個(gè)按鈕點(diǎn)擊后是重新語音播報(bào)，第2個(gè)按鈕是實(shí)現(xiàn)播放或暫停播報(bào)，第3個(gè)按鈕是提交考勤結(jié)果，考勤結(jié)束后，點(diǎn)擊提交按鈕，所有數(shù)據(jù)就會(huì)保存在本應(yīng)用的SQLite數(shù)據(jù)庫中。

圖10 語音點(diǎn)名視圖（Speech Activity）

圖11 缺勤記錄視圖（FragmentMy）

4.4 缺勤人員查看

當(dāng)在MainActivity的tab按鈕中點(diǎn)擊考勤記錄就會(huì)進(jìn)入缺勤人員記錄的FragmentMy界面，界面視圖如圖11所示。在這個(gè)界面里可以通過點(diǎn)擊那些小本子來重新編輯考勤記錄或者長按來刪除記錄。

結(jié)語

有效的課堂考勤可以提高和改善教學(xué)活動(dòng)質(zhì)量，減輕教師工作量。本考勤管理系統(tǒng)利用移動(dòng)平臺(tái)中應(yīng)用最廣泛的安卓系統(tǒng)，在手機(jī)上搭建便捷而高效的課堂考勤管理系統(tǒng)客戶端，方便教師和教學(xué)管理人員及時(shí)準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出學(xué)生考勤信息，極大的方便了高校課堂考勤，在高校有很好的推廣價(jià)值。

［1］汪永松·Android平臺(tái)開發(fā)之旅（第2版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［2］王靖娜·基于Andorid的學(xué)生考勤管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（8）：99－101.

［3］金巧芳，韋玉生·分布式考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2014（9）：87－88.

［4］豐華，于松波·神兵利器Eclipse開發(fā)技術(shù)詳解［M］.北京：中國鐵道出版社，2010.

［5］秦長春·WEB快速應(yīng)用開發(fā)框架的研究［D］.重慶大學(xué)，2008.

［6］張鋒，馬學(xué)朝，李凱亮·基于嵌入式系統(tǒng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（2）：97－99.

［7］李玉潔·基于ARMll的Android的操作系統(tǒng)的移植［J］.科學(xué)時(shí)代，2012（1）：151－152.