聶 微，周 靜＊

（黃岡師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 黃岡 438000）

互聯(lián)移動(dòng)端投票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

聶 微，周 靜＊

（黃岡師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 黃岡 438000）

基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)，針對(duì)各種投票選舉活動(dòng)，文章運(yùn)用MVC架構(gòu)模式實(shí)現(xiàn)基于Android和iOS兩種操作系統(tǒng)平臺(tái)的投票系統(tǒng)，探討和研究了兩種操作系統(tǒng)框架和MVC模式以及通信工作原理，闡述了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的原理和系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)分析，構(gòu)建出投票系統(tǒng)的服務(wù)器端和移動(dòng)終端的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

MVC架構(gòu)；Android；iOS；投票

在這個(gè)日漸民主的時(shí)代，投票已經(jīng)成為越來(lái)越重要的社會(huì)活動(dòng)。就目前高校來(lái)說(shuō)，有各種激烈競(jìng)爭(zhēng)的活動(dòng)。例如：校花選美大賽，歌唱大賽等各種競(jìng)賽，還有各種企業(yè)和國(guó)家資助的投票選擇活動(dòng)，每每都離不開(kāi)民主選票這一環(huán)節(jié)，以保證盡量公平公正。

基于以上背景，本研究結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)了“移動(dòng)智能投票系統(tǒng)”，主要是基于And roid和iOS的移動(dòng)客戶(hù)端，使用戶(hù)可以自主發(fā)起討論問(wèn)題，設(shè)定投票類(lèi)型模板，給出投票權(quán)限及設(shè)置投票有效時(shí)間，然后進(jìn)行電子投票，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

1 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)與介紹

1.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)

它使用的軟件堆層A nd roid系統(tǒng)架構(gòu)[1]自下而上分別是：

（1）應(yīng)用程序。在這一層中，Android平臺(tái)主要給開(kāi)發(fā)者提供系統(tǒng)原生的應(yīng)用程序，也可以使用Java語(yǔ)言設(shè)計(jì)符合自己需求的程序來(lái)替換原生的，并且兩者沒(méi)有區(qū)別。

（2）應(yīng)用程序框架。這層是開(kāi)發(fā)And roid應(yīng)用程序的基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)訪問(wèn)應(yīng)用程序的函數(shù)接口來(lái)構(gòu)造程序，同樣，根據(jù)重用機(jī)制，也可以對(duì)已有的功能模塊進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

（3）系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)。系統(tǒng)庫(kù)處于整個(gè)框架的第三層，包含了可以直接使用的C++類(lèi)庫(kù)，它主要為整個(gè)系統(tǒng)提供支持服務(wù)。

（4）Android運(yùn)行時(shí)。該層主要為其提供相應(yīng)的運(yùn)行場(chǎng)所，分為核心庫(kù)和Dalvik虛擬機(jī)，核心庫(kù)提供了主要的Java API和一些Android APΙ；Dalvik虛擬機(jī)類(lèi)似于Java虛擬機(jī)，主要是為應(yīng)用程序提供了一個(gè)運(yùn)行環(huán)境。

（5）Linux內(nèi)核。Linux內(nèi)核是作為操作系統(tǒng)軟硬件間的抽象層，也是為此系統(tǒng)提供服務(wù)。

1.2 iOS系統(tǒng)架構(gòu)

iOS系統(tǒng)[1]分為4層，由上而下分別是：

（1）核心操作的系統(tǒng)層（Core OS Layer，COL）：該層的作用類(lèi)似于Android系統(tǒng)的Linux內(nèi)核，它位于iOS系統(tǒng)框架的最底層，是整個(gè)iOS系統(tǒng)的核心操作系統(tǒng)層，在系統(tǒng)軟件層和硬件層之間架起了一座橋梁。

（2）核心服務(wù)層（Core Services Layer，CSL）：該層是整個(gè)iOS的核心服務(wù)層，通過(guò)Core Services層，開(kāi)發(fā)者可以訪問(wèn)iOS提供的一些服務(wù)。

（3）媒體層（Media Layer，M L）：在該層中，iOS為開(kāi)發(fā)者提供了包括圖像。視頻和音頻的技術(shù)支持，以此來(lái)滿(mǎn)足移動(dòng)設(shè)備上的體驗(yàn)需求。

（4）可輕觸層（Cocoa Touch Layer，CTL）：該層是整個(gè)iOS程序的基礎(chǔ)。在這一層中提供了iOS程序的基本結(jié)構(gòu)以及高層的系統(tǒng)服務(wù)。開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)程序之初，需要首先考慮到Cocoa Touch層是否有符合需求的技術(shù)。

1.3 MVC設(shè)計(jì)模型

模型-視圖-控制器（M odel-View-Controller，MVC）架構(gòu)模式[2]包括Model，View和Controller 3部分，如圖1中MVC架構(gòu)部分[3]。其中，Model包含完成任務(wù)所需的所有行為、數(shù)據(jù)以及對(duì)象的狀態(tài)等；View負(fù)責(zé)用戶(hù)界面的生成顯示從M odel中提取的數(shù)據(jù)；Controller處理請(qǐng)求，控制用戶(hù)界面數(shù)據(jù)的顯示及更新Model中數(shù)據(jù)內(nèi)容。通過(guò)這3部分之間交互協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)其各種功能。

使用這樣的設(shè)計(jì)模式目的很明確，就是盡量使M，V，C這3個(gè)組件分散，相互之間不存在依賴(lài)，故不受影響，這樣就可以很好地達(dá)到平臺(tái)遷徙的目的。采用M VC模型為了將應(yīng)用程序劃分為不同模塊，可以有益于系統(tǒng)管理與維護(hù)，還減少了控制的復(fù)雜度，有利于程序的解讀。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)工作原理

為了達(dá)到有利于管理和維護(hù)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上直接用PC機(jī)作為服務(wù)器，發(fā)起者（即管理員）可以在服務(wù)器端創(chuàng)建選票、發(fā)起選票等操作以及與數(shù)據(jù)庫(kù)之間交互。管理員對(duì)投票人設(shè)置好就可以點(diǎn)擊開(kāi)始投票，會(huì)將投票信息發(fā)送給對(duì)應(yīng)IP的移動(dòng)終端，用戶(hù)登錄到客戶(hù)端參與投票，如圖2所示。

圖1 MVC模型示意

圖2 系統(tǒng)總體理論

2.2 系統(tǒng)的程序流程分析

因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單明了，只有發(fā)起人（即服務(wù)器端的管理員）和投票人（即移動(dòng)端的用戶(hù)）之間信息交互，因此系統(tǒng)就分為服務(wù)器端和移動(dòng)端兩個(gè)部分來(lái)進(jìn)行闡述：服務(wù)器端流程如圖3所示；選票人的移動(dòng)終端部分，如圖4所示。

管理員：管理員登陸成功之后，選擇投票類(lèi)型創(chuàng)建選票，然后設(shè)置好投票人檢查投票是否符合條件，若符合點(diǎn)擊開(kāi)始投票，用戶(hù)完成投票后統(tǒng)計(jì)顯示結(jié)果。

用戶(hù)：用戶(hù)登錄到客戶(hù)端后，填寫(xiě)選票，然后選票和照片（照片信息還包括時(shí)間，地點(diǎn)）發(fā)送回服務(wù)器端，服務(wù)器接收后完成投票，若沒(méi)有成功接收則重新發(fā)送。

3 投票系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 服務(wù)器端詳細(xì)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)分將大部分功能模塊放在服務(wù)器端。普通用戶(hù)和管理員都有登錄注冊(cè)等功能，其中管理員在服務(wù)器端要對(duì)選票進(jìn)行設(shè)置與發(fā)起并且可以修改投票人信息和查詢(xún)歷史紀(jì)錄以及核對(duì)認(rèn)證信息等等。本文服務(wù)器端的功能模塊如圖5所示。

圖3 服務(wù)器端流程

圖4 客戶(hù)端流程

（1）登錄模塊：管理員登錄是系統(tǒng)與用戶(hù)的第一個(gè)交互頁(yè)面，為了系統(tǒng)的安全考慮，管理員需輸入相應(yīng)的用戶(hù)名和密碼，且用戶(hù)名和密碼必須與數(shù)據(jù)庫(kù)投票人信息表中的數(shù)據(jù)信息匹配方可進(jìn)入投票系統(tǒng)進(jìn)行下一個(gè)操作，否則提示錯(cuò)誤。

（2）個(gè)人資料修改：管理員登錄后可以對(duì)密碼和聯(lián)系電話(huà)等個(gè)人設(shè)置進(jìn)行修改，但對(duì)實(shí)名內(nèi)容不允許修改，這是出于安全和實(shí)用考慮。把修改的信息提交后，就會(huì)與鏈接的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)照，如果符合要求則覆蓋原信息，否則提示操作不成功，如圖6所示。

（3）投票人管理：投票人模塊種除了投票人資料的修改之外，還包括再創(chuàng)建投票后對(duì)此次參與投票人的批量設(shè)置。并且每一項(xiàng)操作的數(shù)據(jù)改動(dòng)都會(huì)即時(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配，匹配成功就更換原數(shù)據(jù)，否則將會(huì)提示錯(cuò)誤。

（4）創(chuàng)建投票：在創(chuàng)建投票時(shí)，可依據(jù)投票活動(dòng)的需求選擇相應(yīng)選票模板。本系統(tǒng)設(shè)置為實(shí)名和匿名兩種投票模式，確定投票模式后，再?gòu)?種類(lèi)型的投票方法中選擇符合自己的一種，點(diǎn)擊創(chuàng)建，即創(chuàng)建完成。其中實(shí)名制與匿名制的區(qū)別不但包括是否顯示投票人的投票內(nèi)容，還包括投票結(jié)果是否寫(xiě)入歷史紀(jì)錄中。

圖5 服務(wù)器端功能

（5）開(kāi)始投票：一般情況下，在確定投票人之后，就可以點(diǎn)擊開(kāi)始投票，然后服務(wù)器就將選票內(nèi)容進(jìn)行加密后打包發(fā)送給設(shè)置為參與投票的客戶(hù)端，若沒(méi)有接收成功，服務(wù)器重新發(fā)送。

（6）統(tǒng)計(jì)投票：客戶(hù)端確定選票并將選票內(nèi)容發(fā)送給服務(wù)器，統(tǒng)計(jì)本次投票。若在兩分鐘倒計(jì)時(shí)還未完成投票，服務(wù)器給提示未完成用戶(hù)的客戶(hù)端盡快投票，投票完成則統(tǒng)計(jì)結(jié)果并顯示（匿名模式顯示統(tǒng)計(jì)結(jié)果，實(shí)名顯示統(tǒng)計(jì)結(jié)果及各個(gè)投票選擇包括驗(yàn)證圖片），根據(jù)創(chuàng)建選票時(shí)選擇的投票模板判斷是否寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)（匿名不寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)名寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)）。

（7）歷史記錄：歷史紀(jì)錄是包括所有投票的內(nèi)容，結(jié)果和時(shí)間等信息。并且只有管理員在服務(wù)端登陸之后才能查看。

（8）退出：當(dāng)選票結(jié)果顯示之后，點(diǎn)擊退出即可關(guān)閉該系統(tǒng)。

3.2 移動(dòng)終端的詳細(xì)設(shè)計(jì)

客戶(hù)端只負(fù)責(zé)與服務(wù)器之間接收和傳送信息，至于數(shù)據(jù)的處理依靠服務(wù)器來(lái)完成，再與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互[4]。普通用戶(hù)在客戶(hù)端登陸之后，就可以接收服務(wù)器發(fā)送的選票信息（即管理員在創(chuàng)建選票的選擇設(shè)置和選票內(nèi)容），將選票填寫(xiě)完成，再將投票結(jié)果和認(rèn)證信息發(fā)回服務(wù)器，確認(rèn)服務(wù)器成功接收，點(diǎn)擊退出。客戶(hù)端功能的示意如圖7所示。

圖7 移動(dòng)終端功能模塊

（1）注冊(cè)模塊：在用戶(hù)注冊(cè)前要先輸入服務(wù)器的IP地址，用戶(hù)注冊(cè)內(nèi)容包括用戶(hù)的真實(shí)姓名、性別、電話(huà)號(hào)碼、證件號(hào)碼、地址已經(jīng)設(shè)置登錄密碼。其中證件號(hào)碼不僅局限于身份證、護(hù)照等，根據(jù)不同的投票活動(dòng)注冊(cè)用戶(hù)使用的證件號(hào)碼也可以是活動(dòng)證件的證件號(hào)碼，以便對(duì)投票人的管理和投票結(jié)果與投票人身份的核實(shí)。注冊(cè)界面中全部的信息都必須要按照格式填好之后，才能成功注冊(cè)，把信息傳送給服務(wù)器，由服務(wù)器來(lái)處置數(shù)據(jù)信息，檢驗(yàn)IP地址，再與客戶(hù)端進(jìn)行通信，如符合要求策反會(huì)注冊(cè)成功，否則返回個(gè)人信息核實(shí)不通過(guò)。

（2）登錄模塊：客戶(hù)端的登錄方式一種是賬號(hào)密碼登錄，另一種是用手機(jī)號(hào)碼快速登錄，但是無(wú)論哪一種登錄方式都要添加驗(yàn)證碼這一環(huán)節(jié)，為系統(tǒng)安全考慮。然后，把登錄信息加密之后，發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器再與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息比對(duì)，信息正確，返回客戶(hù)端登錄完成。

（3）投票模塊：管理員點(diǎn)擊開(kāi)始投票后，服務(wù)器就把創(chuàng)建好的選票信息分發(fā)給各個(gè)客戶(hù)端（對(duì)設(shè)置的投票人）。投票人登錄接收，認(rèn)證信息和填寫(xiě)選票，完成以后，將投票結(jié)果及自身認(rèn)證信息加密并打包給服務(wù)器處理。

4 結(jié)語(yǔ)

本文研究在移動(dòng)互聯(lián)的大環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)智能投票系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)就是即發(fā)即投，發(fā)布者可在PC機(jī)上直接發(fā)起討論，投票者則在手機(jī)上進(jìn)行投票，投票結(jié)束，然后統(tǒng)計(jì)和顯示結(jié)果，簡(jiǎn)單、快捷；并且有多種投票模塊和設(shè)置類(lèi)型，也是非常實(shí)用的，更好地滿(mǎn)足了人們的需求。

本系統(tǒng)還有許多方面需要完善，如提高系統(tǒng)性能。目前，本系統(tǒng)的用戶(hù)規(guī)模不大，只適合中小型的投票活動(dòng)使用。當(dāng)用戶(hù)的數(shù)量過(guò)大，數(shù)據(jù)過(guò)多，會(huì)遇到一些性能的瓶頸。關(guān)鍵是在于本系統(tǒng)是將PC機(jī)作為的服務(wù)端，這樣更加方便操作和管理，而個(gè)人機(jī)的配置都較低，所以還不適用于大型的投票活動(dòng)。

[1]程亮. 基于Android和iOS的智能家居手機(jī)客戶(hù)端軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京：東南大學(xué)，2015.

[2]王哲.基于MVC的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)探究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012（1）：125-126.

[3]于湛麟，李仲秋，任永昌.SSH框架實(shí)現(xiàn)MVC架構(gòu)的電子商務(wù)軟件平臺(tái)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2012（10）：169-172.

[4]歐軍，吳清秀，裴云，等.基于socket的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2011（7）：19-21.

Design and implementation of mobile terminal voting system

Nie Wei, Zhou Jing *
（Computer Science School of Huanggang Normal University, Huanggang 438000, China）

On the basis of mobile Ιnternet terminal system and for a variety of voting activities, the article uses MVC structure mode to realize the voting system based on Android and iOS two operating system platform, explores and studies the two kinds of operating systems framework and MVC communication mode and working principle, and expounds principle of system overall design and analyzes the design of system program, constructs a detailed design of server term inal and mobile term inal of voting system.

MVC architecture; Android; iOS; voting

2015年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱(chēng)：基于移動(dòng)互聯(lián)的多點(diǎn)即時(shí)通信平臺(tái)的研究；項(xiàng)目編號(hào)：教高司函〔2015〕41號(hào)201510514002。2016年省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心；項(xiàng)目名稱(chēng)：轉(zhuǎn)型背景下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐；項(xiàng)目編號(hào)：zj201670。大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱(chēng)：移動(dòng)智能投票APP；項(xiàng)目編號(hào)：zx201652。

聶微（1995— ），女，湖北潛江；研究方向：軟件工程。

＊通信作者：周靜（1978— ），男，湖北黃岡，碩士，副教授；研究方向：計(jì)算機(jī)教育技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。