彭 栩，李永忠，陳 銳

（江蘇科技大學 計算機科學與工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江212003）

Android 平臺下智慧校園移動客戶端的設計與實現(xiàn)

彭 栩，李永忠，陳 銳

（江蘇科技大學 計算機科學與工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江212003）

為滿足現(xiàn)階段信息化校園建設的實際需求，本文提出了一個基于Android平臺的智慧校園移動客戶端的設計方案，并實現(xiàn)了該方案。該方案的設計思想是基于DCI框架，結(jié)合Android體系自身的特點，實現(xiàn)了信息公開、圖書管理、個人信息管理等主要功能，滿足了目前移動應用系統(tǒng)中日益頻繁的人機交互的需求。本系統(tǒng)最后通過在不同條件下的實際測試，驗證了設計方法的實用性與可靠性，達到了設計目的。

Android系統(tǒng)；智慧校園；MVC；DCI

信息化校園建設[1-2]主要是指通過協(xié)同方法，對現(xiàn)有校園網(wǎng)絡資源進行規(guī)劃，并且利用最新科技成果，為廣大師生提供較為便捷的服務。由于科技是不斷進步的，因此信息化校園建設的步伐也是從未停止過。為了加快校園信息化建設，不僅要整合傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡資源，更要應用最新科技成果，提高服務質(zhì)量。

由于近年來智能終端的飛速發(fā)展，移動平臺正在變成信息化校園建設中非常重要的組成部分[3]。Android操作系統(tǒng)以其開源特性，以及隨著移動終端的迅速普及，已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)最大智能終端操作系統(tǒng)[4]。因此，通過對基于Android平臺的智慧校園移動客戶端的研究，將會大大促進信息化校園建設的步伐[5]。

1　Android平臺體系結(jié)構(gòu)

相比較其之前的其他平臺，Android平臺的設計具有了更加強大的容錯能力。基于Android操作系統(tǒng)的智能移動終端實際上是運行在Linux操作系統(tǒng)下的，如圖1所示。這使得在該操作系統(tǒng)上運行的安卓應用具有更強的安全性。由于Android應用程序是在虛擬機（virtual machine）中運行，Android應用程序僅僅起到了托管代碼的作用，因而基本不會發(fā)生由于應用程序的錯誤運行而導致系統(tǒng)崩潰，降低了設備崩潰的可能性[6]。

圖1　Android框架

Android的系統(tǒng)構(gòu)架采用了分層構(gòu)架的思想，主要包括應用程序?qū)?、應用框架層、系統(tǒng)庫和Linux內(nèi)核。作為智慧校園的移動客戶端[5]，主要涉及Android系統(tǒng)框架的應用層框架和應用程序?qū)?。通過對該層的研究，可以更加深刻地了解安卓應用開發(fā)的原理。

通過提供開放的開發(fā)平臺，Android使開發(fā)者能夠編制極其豐富和新穎的應用程序。開發(fā)者可以自由地利用設備硬件優(yōu)勢、訪問位置信息、運行后臺服務、設置鬧鐘、向狀態(tài)欄添加通知等等，很多很多。開發(fā)者可以完全使用核心應用程序所使用的框架APIs。應用程序的體系結(jié)構(gòu)旨在簡化組件的重用，任何應用程序都能發(fā)布他的功能且任何其他應用程序可以使用這些功能（需要服從框架執(zhí)行的安全限制）。所有的應用程序其實是一組服務和系統(tǒng)，包括：視圖（View）、內(nèi)容提供者（Content Providers）、資源管理器（Resource Manager）、通知管理器（NotificationManager）、活動管理器（ActivityManager）。

2　總體設計

2.1智慧校園移動客戶端的需求分析

隨著校園信息化建設步伐的加快以及移動通信技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的基于PC端的校園信息系統(tǒng)[6]已經(jīng)不能滿足人們對信息獲取以及信息處理的需求。通過基于Android平臺的智慧校園移動客戶端的設計開發(fā)，可以有效地解決以下問題:

① 全校數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一規(guī)范，沒有形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準；

②“信息孤島嚴重”，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時共享；

③缺乏全校數(shù)據(jù)的集中展示與個性化服務；

④ 個人信息管理分散，不便于學生查詢各項信息；

⑤多重身份和密碼體系，師生使用方便性不夠。

2.2總體構(gòu)架設計

一個完整的移動智慧校園系統(tǒng)需要包括數(shù)據(jù)庫、服務器、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡以及移動終端，總體的設計框架如圖2所示。

圖2　總體設計框架

然而，現(xiàn)階段的校園網(wǎng)絡資源較為分散，校園各個部門工作獨立進行，這種情況大大阻礙了信息化校園建設。當然，學校也在努力改變這種狀況，引進了一體化服務平臺?？紤]到實際情況，如果現(xiàn)階段直接整合傳統(tǒng)校園信息系統(tǒng)中各部分資源，將會耗費較大的人力物力，并且會影響現(xiàn)階段教學等各方面工作的開展。因此，可以通過智慧校園移動終端來整合傳統(tǒng)資源。

鑒于現(xiàn)階段校園無線網(wǎng)絡基礎設施建設并不完善，總體設計中網(wǎng)路連接部分將采用Internet網(wǎng)絡來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。然而，由于部分校園網(wǎng)絡資源必須要通過校內(nèi)局域網(wǎng)絡接入才具有訪問權(quán)限，例如圖書館中的數(shù)字資源。因而本設計中通過Internet接入校園網(wǎng)絡則無法訪問，為解決此問題，將會在校園客戶端中添加VPN[7]訪問機制，以豐富移動端訪問內(nèi)容。

2.3系統(tǒng)構(gòu)架設計

傳統(tǒng)的軟件設計框架[4]是基于上個世紀八十年代提出的MVC（Model View Controller模型-視圖-控制器）框架模型[8]。

然而，對于傳統(tǒng)的MVC構(gòu)架，因其本質(zhì)是一個結(jié)構(gòu)模式，相對于行為模式來說比較固定[6]。隨著軟件需求的不斷變化，相對靜態(tài)的MVC模式已經(jīng)不能適應大量頻繁交互應用的需求了[9]。因此，新的基于行為模式準則的框架結(jié)構(gòu)被提出，即 DCI模式[10-12]。

所謂DCI模式，即數(shù)據(jù)Data、場景Context、交互Interactions的簡稱。DCI模式是一種特別關注行為的模式，該模式更符合面向?qū)ο蟮乃枷?，從而具有更加廣闊的應用前景。圖2所示為MVC模式與DCI模式的區(qū)別。

DIC模式主要內(nèi)容為：

①數(shù)據(jù)（Data）：領域?qū)ο笾写眍I域概念；

② 場景context：根據(jù)需要將對象實例調(diào)用到實際需求場景中；

③ 交互interactions：主要指描述控制用戶與軟件實際交互的算法。

DCI架構(gòu)的核心是Context，場景是角色參與具體業(yè)務活動的表現(xiàn)[13-14]，如圖3所示：

圖3　DCI構(gòu)架核心

3　客戶端的設計與實現(xiàn)

3.1客戶端工作流程設計

通過對上述DCI框架模式的分析和應用，對智慧校園移動客戶端的框架、模塊組成、界面顯示、網(wǎng)絡連接等方面進行實際開發(fā)，當用戶啟動智慧校園移動客戶端時，應用會先判斷用戶是否是初次啟動客戶端，若是則進入引導界面，若不是則直接進入主界面。當用戶進入主界面后，由于數(shù)據(jù)交換的需求，系統(tǒng)會對客戶端當前的網(wǎng)絡狀態(tài)進行檢測。當無網(wǎng)絡連接時，會提示用戶連接網(wǎng)絡，有網(wǎng)絡情況下則可以直接訪問各個模塊。

3.2客戶端功能模塊設計與實現(xiàn)

所設計的客戶端包括將會校園信息公開、校園新聞、學生課表查詢、學生成績查詢、圖書館、校園風采、個人信息查看及管理、校園跳蚤市場、校園黃頁等9個模塊，如圖4所示。

圖4　客戶端模塊設計

網(wǎng)絡連接正常的情況下，當用戶點擊信息公開、校園新聞、校園風采等模塊時，因為只是單一的從服務器獲取信息，該部分不要用戶登錄。當用戶點擊課表查詢、成績查詢以及圖書館等模塊時，將會檢測用戶登錄狀態(tài)，如果已登錄，則可直接瀏覽內(nèi)容，若未登錄，則會跳轉(zhuǎn)到登陸界面，用戶需要從登陸界面登錄。當點擊底部欄的首頁和應用按鈕時，可在首頁和應用之間進行切換?？蛻舳酥鹘缑骘@示效果以及功能界面顯示效果如圖5所示，主要展示了校園新聞模塊以及圖書館的檢索功能模塊。

圖5　客戶端顯示界面

3.3應用測試

本應用基本功能實現(xiàn)以后，通過Eclipse將源程序文件打包成Android系統(tǒng)運行的APK程序，然后通過不同環(huán)境進行檢測，檢測結(jié)果如表1所示，達到了預期的結(jié)果。

表1　客戶端測試結(jié)果

4　結(jié)束語

文中通過明確基于Android平臺的智慧校園的設計要求，研究了MVC和DCI兩種不同的軟件設計框架，通過對兩者的比較得出DCI的優(yōu)點，并將DCI應用到客戶端的設計之中，實現(xiàn)了基于Android的智慧校園客戶端[15]。同時，由于作者水平有限，該客戶端部分功能并未完全實現(xiàn)，熱油許多不足之處。下一步工作即將就如何優(yōu)化DCI框架應用、提高用戶體驗以及更好地整合校園資源等方面進行展開。

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Design and implementation of the smart campus mobile client based on Android

PENG Xu，LI Yong-zhong，CHEN Rui
（School of Computer Science and Engineering，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003，China）

To meet the practical demand of i-Campus construction，a smart campus mobile client design scheme under Android was proposed.The software is based on the DCI framework，combined Android system's own characteristics，realize the main functions of information disclosure，library management，personal information management，and meet the needs of the increasingly frequent interaction between human and computer in the mobile application system.At the end of this paper，the system is tested by the actual use on the different platforms and systems，the practicability and reliability of the design method are verified.

Android system；smart campus；MVC；DCI

TN301

A

1674－6236（2016）22-0080-03

2015-11-30稿件編號：201511286

彭 栩（1989—），男，安徽六安人，碩士。研究方向：嵌入式系統(tǒng)及應用。