張昊月

（集美工業(yè)學(xué)校，福建 廈門 361022）

1 前言

隨著智能手機(jī)、平板電腦等智能終端的快速普及，無線網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，手機(jī)APP已經(jīng)成為人們生活中重要的組成部分。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技能競賽——智能終端APP開發(fā)賽項(xiàng)的設(shè)置，利用技能大賽的示范引領(lǐng)作用，構(gòu)建在技能競賽背景下高效、實(shí)效的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)。該項(xiàng)比賽緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展，比賽內(nèi)容面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)核心崗位，緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展新技術(shù)新趨勢，依托參加大賽的院校和企業(yè)合作伙伴，形成產(chǎn)學(xué)研共同體，圍繞物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)需求，促進(jìn)職業(yè)教育成效。

2 研究結(jié)論

中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生具備一定的理論水平和技能水平，但研發(fā)能力不足，選用APP Inventor2進(jìn)行APP開發(fā)，能夠使學(xué)生快速上手，增強(qiáng)自信心。同時(shí)，通過App開發(fā)過程中對接硬件設(shè)備，有助于學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)基本技術(shù)的理解，有利于學(xué)生就業(yè)和職業(yè)生涯發(fā)展，滿足服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步以及人才市場用人需求，增強(qiáng)就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。

2.1 APP Inventor2介紹

App Inventor最初是谷歌實(shí)驗(yàn)室（Google Lab）于2009年開始，由麻省理工學(xué)院（MIT）主導(dǎo)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。與傳統(tǒng)的代碼不同，App Inventor中程序是通過可視化的指令模塊來實(shí)現(xiàn)的，并用模塊定義不同的功能。 2012年3月4日，MIT App Inventor開放使用。2013年12月，麻省理工學(xué)院推出了新的App Inventor版本——App Inventor 2（簡稱AI2）。 AI2是完全基于開發(fā)安卓應(yīng)用的（也叫做云端開發(fā)）的工具，使用者可以用電子郵箱申請賬號，成功登錄后，顯示頁面如圖1所示。

App Inventor2界面有3個(gè)，第1個(gè)為項(xiàng)目界面。在項(xiàng)目界面可以完成項(xiàng)目的新建、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出等操作。如圖2所示。

App Inventor2第2個(gè)界面為設(shè)計(jì)界面。該設(shè)計(jì)界面也稱UI界面，也就是設(shè)計(jì)用戶直接看到的界面，該界面有4欄。

第1欄為組件面板，用于選擇組件，選取所需組件拖曳至第2欄。第2欄為工作面板，是用戶直接面對的項(xiàng)目外觀。第3欄上方為組件列表，顯示已添加的組件；下方為素材欄，用來上傳聲音、圖片等素材。第4欄為組件屬性欄，用于設(shè)置組件的屬性。新建或單擊任一項(xiàng)目后會進(jìn)入該界面，如圖3所示。

第3個(gè)界面為程序模塊界面，單擊UI界面右上角的“邏輯設(shè)計(jì)”進(jìn)入，左側(cè)為模塊欄，選取所需模塊拖曳到工作面板。工作面板為程序核心，各程序模塊需拼接在一起。視圖欄左下角顯示警告信息，右下角為垃圾桶，可以將不用的模塊拖到垃圾桶刪除。如圖4所示。

模塊操作有幾個(gè)快捷鍵，如“Ctrl+C”復(fù)制、“Ctrl+V”粘貼、“Delete”刪除，“Ctrl+”鼠標(biāo)滾輪可放大縮小視圖。將鼠標(biāo)懸停在模塊上，會出現(xiàn)模塊使用說明。

App inventor2完全基于瀏覽器開發(fā)安卓應(yīng)用（也叫做云端開發(fā)），開發(fā)者除了瀏覽器不需要額外安裝任何軟件。訪問AI2云端官方服務(wù)器http：//app.gzjkw.net，再通過以下三種方式之一，就可以快速開發(fā)一個(gè)安卓應(yīng)用。

方式一：使用無線網(wǎng)絡(luò)和安卓設(shè)備（安卓手機(jī)或平板電腦）開發(fā)（App Inventor官方推薦）。這種方式是直接在云端服務(wù)器上開發(fā)，它不需要計(jì)算機(jī)下載任何額外的軟件，通過在安卓設(shè)備上安裝MIT App Inventor Companion配套App進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試，如圖5所示。

方式二：安裝并運(yùn)行AI2模擬器。這種方式使用AI2模擬器來調(diào)試App。AI2提供了一個(gè)安卓模擬器（與安卓設(shè)備一樣），它需要在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。很多學(xué)校或課后興趣小組都使用模擬器這種方式來開發(fā)。需要注意的是模擬器與真機(jī)在部分組件測試時(shí)可能有所不同。使用模擬器來開發(fā)，需要首先在計(jì)算機(jī)上安裝相應(yīng)的軟件。

方式三：使用USB數(shù)據(jù)線連接安卓手機(jī)或平板電腦。有一些場所不提供Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，或者禁止連接Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備彼此通信，為此App Inventor還提供了使用USB數(shù)據(jù)線來連接安卓手機(jī)或平板電腦的方式，如圖6所示。

2.2 App Inventor2的Web客戶端組件的使用方法

App Inventor2的Android應(yīng)用開發(fā)可以拓展到智能家居領(lǐng)域，此時(shí)Android手機(jī)成為智能家居的控制終端。例如，我們要通過Web 客戶端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)中繼電器開關(guān)的控制。

在這個(gè)項(xiàng)目中，要實(shí)現(xiàn)軟件對硬件的控制，首先需要建立一個(gè)通信過程。App Inventor2用于實(shí)現(xiàn)通信連接的組件有藍(lán)牙客戶端、藍(lán)牙服務(wù)器以及Web客戶端。其中藍(lán)牙組件實(shí)現(xiàn)近距離的控制，而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的組件只有Web客戶端組件。它通常包括Web服務(wù)器和Web客戶端兩部分。控制器本身內(nèi)置一個(gè)簡單的Web服務(wù)器，基于這個(gè)接口，使用App Inventor的Web客戶端功能建立通信連接，以實(shí)現(xiàn)對硬件設(shè)備的控制。

圖7所示中的 Web 客戶端1為APP Inventor連接網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信組件，通信的網(wǎng)址為網(wǎng)關(guān)中IP地址和開啟Web服務(wù)的端口號，格式為：http：//+網(wǎng)關(guān)IP地址+冒號+網(wǎng)關(guān)開啟的Web服務(wù)端口號。具體的參數(shù)值根據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)置情況而定，符號要求為英文符號。 APP Inventor 邏輯設(shè)計(jì)為檢測繼電器按鍵的動作，通過 Web 客戶端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)中繼電器開關(guān)的控制如圖8所示。

2.3 中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)APP開發(fā)課程調(diào)查

2.3.1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)App開發(fā)課程開設(shè)情況調(diào)查

在一定范圍內(nèi)對若干所中等職業(yè)學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)就App開發(fā)方面的課程開設(shè)情況進(jìn)行了問卷調(diào)查，結(jié)果如下。

目前中等職業(yè)學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)APP開發(fā)課程尚未開設(shè)，主要原因是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)時(shí)間較短，課程還在調(diào)整之中。如果開設(shè)APP開發(fā)課程，大部分教師認(rèn)為應(yīng)該選擇適合中職生特點(diǎn)的開發(fā)平臺，同時(shí)能符合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)一定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。中職生思維活躍，但編程水平相對較弱。

2.3.2 學(xué)校上網(wǎng)機(jī)房情況調(diào)查

目前廈門市各個(gè)中等職業(yè)學(xué)校都有專門的上網(wǎng)機(jī)房，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)班級學(xué)生上網(wǎng)的需要。

2.3.3 學(xué)生安卓手機(jī)使用情況調(diào)查

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的所有學(xué)生都配備了智能手機(jī)，88%的同學(xué)使用的是安卓手機(jī)。85%的同學(xué)非常期待能夠在自己的智能手機(jī)上安裝自己開發(fā)的App，8%的同學(xué)表示無所謂，7%的同學(xué)覺得不可能。

App Inventor2為我們提供了一個(gè)很容易上手地開發(fā)安卓應(yīng)用的工具。在App Inventor中，與傳統(tǒng)編程不同，代碼變成了一個(gè)一個(gè)可拼接的“塊”，編寫程序就是將這些“塊”拼裝在一起，代碼的編寫過程簡直就像玩拼圖游戲；加上經(jīng)過字斟句酌、反復(fù)磨合的漢化版本，編程變得輕松愉快。使用App Inventor開發(fā)移動應(yīng)用時(shí)，可以不懂程序設(shè)計(jì)語言，不用編寫代碼，采用搭積木的方式，短時(shí)間內(nèi)就可以完成一個(gè)應(yīng)用，例如智能家居控制程序等，對中職生很有吸引力；同時(shí)，完成的成果可以直接下載到Android手機(jī)進(jìn)行展示，有利于學(xué)生產(chǎn)生成就感，增強(qiáng)自信。此外，App Inventor2與arduino的完美結(jié)合，就能夠較好地實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用?？傊?，App Inventor2是一款適合中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行APP開發(fā)的平臺。

3 研究總結(jié)

針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技能競賽——智能終端APP開發(fā)賽項(xiàng)設(shè)置的研究進(jìn)行了企業(yè)調(diào)研，了解物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，以及企業(yè)的崗位需求。同時(shí)，調(diào)研了中職校應(yīng)對職業(yè)技能競賽、課程開設(shè)開展情況，結(jié)合本校實(shí)際選取物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)作為研究對象，通過備戰(zhàn)職業(yè)技能競賽，對賽項(xiàng)設(shè)置的依據(jù)、必要性和重要性、賽項(xiàng)參賽對象的特點(diǎn)、賽項(xiàng)設(shè)備、賽項(xiàng)評價(jià)、賽項(xiàng)組織以及賽項(xiàng)創(chuàng)新等方面開展實(shí)踐研究。

研究結(jié)果顯示：中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生具備一定的理論水平和技能水平，但是總體研發(fā)能力不足，選用APP Inventor2進(jìn)行APP開發(fā)，能夠快速上手，增強(qiáng)他們的自信心。同時(shí)通過App開發(fā)過程中對接硬件設(shè)備，有助于學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)基本技術(shù)的理解，有利于學(xué)生就業(yè)和職業(yè)生涯發(fā)展，滿足服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步以及人才市場用人需求，增強(qiáng)就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。