顏秋林 ，呂 驍 ，劉連席 ，陳 晨

（1.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212400；2.江蘇大學(xué)句容農(nóng)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212400）

草莓以其易栽培、產(chǎn)量高、效益好等優(yōu)勢吸引農(nóng)民大規(guī)模種植[1]。目前草莓種植以設(shè)施栽培為主，但設(shè)施栽培方式易導(dǎo)致草莓規(guī)?；腥靖　闇p少植物病害給農(nóng)民造成的經(jīng)濟(jì)損失，科技人員努力尋求方法盡早診斷進(jìn)而達(dá)到早治療的目的，其中，阻抗譜技術(shù)引起了研究人員的關(guān)注。阻抗譜技術(shù)在植物組織與器官方面的研究已有報(bào)道，但該技術(shù)使用會(huì)有大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要記錄，因此如何方便高效采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是重要步驟。得益于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展以及終端設(shè)備性能大幅提升，基于Android 平臺(tái)的應(yīng)用程序開發(fā)層出不窮。目前，結(jié)合農(nóng)業(yè)應(yīng)用場景，基于Android 平臺(tái)開發(fā)的應(yīng)用有東北地區(qū)秸稈焚燒點(diǎn)監(jiān)測系統(tǒng)[2]、農(nóng)藥科普App[3]、葉面積測量系統(tǒng)[4]、智慧或智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)[5-6]和便攜式重金屬濃度檢測系統(tǒng)[7]等。生活智能化場景方面已有智能家居交互系統(tǒng)[8]和共享車位App 系統(tǒng)[9]應(yīng)用等的報(bào)道。Android平臺(tái)軟件開發(fā)方法研究[10]或者開發(fā)技術(shù)分析[11]也有相關(guān)文獻(xiàn)論述。受到Android 平臺(tái)在移動(dòng)應(yīng)用上具有便攜方便等優(yōu)勢的啟發(fā)，結(jié)合草莓電特性參數(shù)采集場景的限制，本研究基于Android Studio 環(huán)境設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于Android的草莓電特性參數(shù)采集系統(tǒng)。

1 草莓電特性參數(shù)采集系統(tǒng)界面與功能

采集系統(tǒng)是一款基于Android 系統(tǒng)的App 程序。該程序使用者基本是從事植物或生物組織或器官電特性研究，專業(yè)背景非計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的人員?？紤]到程序使用者專業(yè)實(shí)際情況，應(yīng)用程序界面設(shè)計(jì)要簡潔，具有記錄實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的電特性參數(shù)功能即可，此外，程序需簡單易用，因此App 程序采取圖形界面形式并帶有各種輸入?yún)?shù)提示。草莓電特性參數(shù)采集應(yīng)用界面主要由系統(tǒng)登錄、健康草莓和患病草莓參數(shù)信息輸入界面三部分組成。界面具體設(shè)計(jì)以及功能實(shí)現(xiàn)如下。

1.1 App系統(tǒng)登錄界面

雙擊App 圖標(biāo)啟動(dòng)應(yīng)用直接進(jìn)入App 系統(tǒng)登錄界面。如圖1 所示，登錄界面布局從上至下主要含有文本視圖、圖像視圖、用戶名和密碼輸入框、登錄按鈕、記住密碼復(fù)選框以及用戶名和密碼清除與明文顯示按鈕。

圖1 App系統(tǒng)登錄界面

草莓電特性參數(shù)采集系統(tǒng)登錄界面布局文件為activity_login.xml，鑒于正文篇幅，此處只簡述界面核心功能。當(dāng)用戶名輸入框有修改時(shí)，輸入框右側(cè)會(huì)出現(xiàn)用戶名清除小圖片，點(diǎn)擊它即可把用戶名清除。當(dāng)密碼輸入框有輸入時(shí)，密碼輸入框右側(cè)也會(huì)出現(xiàn)密碼清除小圖片，它的作用跟用戶名一樣，最右側(cè)是密碼明文和密文兩種顯示的切換圖片。登錄按鈕的作用是當(dāng)用戶名跟密碼輸入正確時(shí)點(diǎn)擊它直接進(jìn)入到采集系統(tǒng)。右下角是記住密碼復(fù)選框，當(dāng)勾選時(shí)即可把用戶名和密碼同時(shí)保存在系統(tǒng)中，再次登錄時(shí)就不必重復(fù)輸入，反之，則此次登錄的賬戶信息不會(huì)保存在系統(tǒng)里。

1.2 健康草莓電特性參數(shù)界面

健康草莓電特性參數(shù)采集界面需要采集的參數(shù)是實(shí)驗(yàn)實(shí)施時(shí)間、施加頻率大小、電壓幅值大小、電極之間距離、實(shí)驗(yàn)測量完成后所得到的電阻值大小、電抗數(shù)值、相位值以及電導(dǎo)率。由于界面設(shè)計(jì)針對的是移動(dòng)端，設(shè)備屏幕相對較小，因此所設(shè)計(jì)界面如圖2 所示。界面上方是參數(shù)類型，中間大部分區(qū)域顯示實(shí)驗(yàn)中需要采集的電特性參數(shù)，八個(gè)電特性參數(shù)大致分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)前就需要記錄的，分別是時(shí)間、頻率、電壓和極間距；另一類是實(shí)驗(yàn)結(jié)束需記錄的結(jié)果，分別是電阻值、電抗值、相位值以及電導(dǎo)率。每個(gè)參數(shù)的實(shí)現(xiàn)形式基本相同，都為兩個(gè)文本視圖和一個(gè)可編輯文本視圖，文本視圖用來顯示參數(shù)名稱以及參數(shù)單位，可編輯文本視圖主要用來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。界面下方是一行查詢、修改、刪除和保存按鈕，主要是用來對當(dāng)前界面參數(shù)進(jìn)行操作的，四個(gè)按鈕的實(shí)現(xiàn)方式一樣，都采用Button控件。

圖2 健康草莓電特性參數(shù)界面

健康草莓電特性參數(shù)采集界面的布局文件為Fragment_healthy.xml，該文件采用碎片化布局，鑒于正文篇幅此處只簡述界面使用方法。每項(xiàng)采集參數(shù)輸入框都有輸入提示，根據(jù)健康草莓電特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)情況，結(jié)合參數(shù)提示進(jìn)行輸入即可，當(dāng)所有參數(shù)都輸入完畢，點(diǎn)擊保存按鈕即可把此次實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)保存至healthy 文件中，成功后系統(tǒng)會(huì)把界面輸入?yún)?shù)清除以便下次操作。此外，點(diǎn)擊保存按鈕時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢查，如果某項(xiàng)參數(shù)未進(jìn)行輸入，界面會(huì)彈框提醒用戶輸入空缺參數(shù)，而之前其他輸入框的數(shù)據(jù)并不會(huì)被清除。簡言之，保存成功則清除所有數(shù)據(jù)，不成功則不清除。當(dāng)前系統(tǒng)版本中，查詢、修改和刪除按鈕功能并未實(shí)現(xiàn)，點(diǎn)擊只有相應(yīng)的界面彈框提示。

1.3 患病草莓電特性參數(shù)界面

患病草莓電特性參數(shù)采集系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)需要采集的電特性數(shù)據(jù)跟健康草莓相同。患病草莓電特性參數(shù)采集界面如圖3 所示，數(shù)據(jù)采集界面除了文本視圖標(biāo)簽的字體顏色和數(shù)據(jù)最終保存的文件名不同外，其他信息保持一致?；疾〔葺娞匦詤?shù)采集界面布局文件為Fragment_unhealthy.xml，也采用碎片化布局方式，患病草莓電特性參數(shù)采集代碼實(shí)現(xiàn)原理跟健康草莓一樣，此處不再贅述。

圖3 患病草莓電特性參數(shù)界面

患病草莓電特性參數(shù)采集界面中，四個(gè)按鈕的功能跟健康草莓一樣，點(diǎn)擊前三個(gè)按鈕只會(huì)在界面彈框提示，沒有實(shí)際的數(shù)據(jù)操作，而保存按鈕功能跟健康草莓的區(qū)別在于數(shù)據(jù)最后保存至unhealthy文件中。

1.4 登錄界面關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)

App 程序啟動(dòng)后直接來到登錄界面，登錄界面的核心功能在于用戶名以及密碼的校驗(yàn)，為降低開發(fā)難度，系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置了系統(tǒng)用戶名和密碼，從而達(dá)到簡化系統(tǒng)中用戶校驗(yàn)工作的目的。登錄界面中的記住密碼復(fù)選框涉及用戶名和密碼的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，賬戶信息數(shù)據(jù)具有鍵值對屬性，對于輕量級(jí)鍵值對屬性的數(shù)據(jù)類型，采用SharedPreferences 偏好設(shè)置方式進(jìn)行存儲(chǔ)，用戶名及密碼數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑為/data/data/項(xiàng)目包名/shared_prefs/namePass.xml 文件，該文件屬性設(shè)置為僅當(dāng)前程序可使用，在Android Studio 軟件中能夠打開文件查看偏好設(shè)置結(jié)果。

1.5 采集界面間滑動(dòng)功能關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)

草莓電特性參數(shù)采集系統(tǒng)登錄界面中，輸入正確的用戶名和密碼后，點(diǎn)擊登錄按鈕，程序會(huì)啟動(dòng)新的Activity（活動(dòng)），即ConnectActivity，活動(dòng)界面默認(rèn)為健康草莓參數(shù)采集界面。移動(dòng)端應(yīng)用屏幕上既可通過屏幕滑動(dòng)切換至患病草莓參數(shù)采集界面，也可通過屏幕下方的正常與患病按鈕實(shí)現(xiàn)切換?；顒?dòng)布局文件activity_connect.xml 主要含有兩個(gè)控件來實(shí)現(xiàn)上述功能，分別為ViewPager 和RadioGroup控件。ViewPager 是簡單的視圖滑動(dòng)切換工具，結(jié)合特定的Adapter，能夠?qū)iew 與ViewPager 進(jìn)行綁定，實(shí)現(xiàn)App 引導(dǎo)頁或者圖片輪播功能。應(yīng)用程序中ViewPager 的適配器文件為VpAdapter.Java，里面定義了類型的構(gòu)造方法和聲明列表的元素類型為Fragment。ConnectActivity.Java 中還需為RadioGroup 控件添加按鈕點(diǎn)擊偵聽事件，進(jìn)而通過點(diǎn)擊按鈕實(shí)現(xiàn)草莓參數(shù)采集界面間的滑動(dòng)。

1.6 草莓電特性參數(shù)界面功能關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)

健康草莓與患病草莓電特性參數(shù)采集與實(shí)現(xiàn)原理一致，以健康草莓為例。健康草莓參數(shù)采集界面采用Fragment，活動(dòng)控制文件名為HealthyFragment.Java，對應(yīng)的布局文件名為Fragment_healthy.xml。而患病草莓控制文件名和對應(yīng)的布局文件名為UnhealthyFragment.Java 和Fragment_unhealthy.xml。在控制文件中對視圖中的各項(xiàng)參數(shù)輸入進(jìn)行基本數(shù)據(jù)格式等的校驗(yàn)，當(dāng)所有輸入都符合條件時(shí)點(diǎn)擊保存才能成功。保存的路徑都是/data/data/項(xiàng)目包名/files 目錄，健康草莓電特性參數(shù)保存至該目錄下的healthy 文件，而患病草莓保存至unhealthy 文件中。

1.7 使用方法以及運(yùn)行結(jié)果

啟動(dòng)應(yīng)用程序后至登錄界面，按提示輸入系統(tǒng)預(yù)置用戶名及密碼，如果勾選記住密碼會(huì)把當(dāng)前賬戶信息記錄在偏好設(shè)置文件中，點(diǎn)擊登錄按鈕進(jìn)入默認(rèn)草莓電特性參數(shù)采集界面，在界面中按提示鍵入實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，當(dāng)所有參數(shù)輸入完畢，點(diǎn)擊保存按鈕即可把當(dāng)前數(shù)據(jù)保存至文件中同時(shí)清除界面數(shù)據(jù)。當(dāng)需要進(jìn)行屏幕切換時(shí)既可通過屏幕左右滑動(dòng)也可通過屏幕下方按鈕實(shí)現(xiàn)。上述程序功能測試過程中所產(chǎn)生的namePass.xml、healthy和unhealthy文件如圖4所示。

圖4 運(yùn)行結(jié)果

2 結(jié)語

針對阻抗譜技術(shù)在草莓電特性實(shí)驗(yàn)中大量參數(shù)記錄的困難以及實(shí)驗(yàn)場景因素限制的問題，課題組開發(fā)了一款基于Android 的移動(dòng)應(yīng)用程序。主要涉及系統(tǒng)登錄和兩類參數(shù)采集界面，界面能對實(shí)驗(yàn)參數(shù)的輸入做提示和基本數(shù)據(jù)格式的校驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠按照健康與患病兩類單獨(dú)保存至文件中，后期分析的數(shù)據(jù)來源直接讀取相應(yīng)文件即可。此外，應(yīng)用程序界面的簡潔性和易操作性對非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員操作很友善，可以輔助他們進(jìn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)而達(dá)到提升工作效率的目的。