羅會(huì)容，熊詩(shī)琪

（江漢大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430056）

0 引言

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展以及智能手機(jī)的不斷普及，人們獲取信息的手段從電腦端迅速轉(zhuǎn)移到手機(jī)端。在高校里，大學(xué)生的智能手機(jī)更為普及，并且各高校都在建設(shè)智慧校園，學(xué)生和老師都習(xí)慣用智能手機(jī)在WiFi、4G 網(wǎng)絡(luò)等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模式下瀏覽信息［1-3］。但是，高校的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用都是基于PC端開(kāi)發(fā)的，常常會(huì)有打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)慢、界面不友好等情況。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)本校實(shí)際情況的校園APP很有必要。國(guó)內(nèi)已有部分學(xué)校正在使用校園APP，如北京師范大學(xué)的“掌上師大”、南京理工大學(xué)的“南理工助手”、浙江工業(yè)大學(xué)的“工大生活”、電子科技大學(xué)的“移動(dòng)校園客戶(hù)端”等，這些校園APP 可以從各個(gè)方面滿(mǎn)足學(xué)生和老師獲取信息的需求。如今Android 系統(tǒng)憑借其開(kāi)放性壟斷了智能手機(jī)的一大部分，基于Android 平臺(tái)的智能移動(dòng)終端成為設(shè)計(jì)校園APP 的首選平臺(tái)［4-7］。

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于Android 的實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)，服務(wù)于省示范實(shí)驗(yàn)中心，讓學(xué)生能隨時(shí)隨地查看信息，打破了原來(lái)只能從電腦端獲取信息的時(shí)間和空間局限。該應(yīng)用的主要功能有實(shí)驗(yàn)室介紹、課表查詢(xún)、設(shè)備與環(huán)境、師資隊(duì)伍、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、競(jìng)賽與創(chuàng)新和信息交流等。

1 基于Android的實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

1.1 需求分析

實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)以江漢大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心為背景，借鑒以往的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中心信息的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of the experimental center information management system

（1）實(shí)驗(yàn)室介紹：介紹了省級(jí)示范中心電工電子實(shí)驗(yàn)中心的所有實(shí)驗(yàn)室的信息，包括實(shí)驗(yàn)室面積、設(shè)備、所承擔(dān)的課程以及開(kāi)設(shè)的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（2）課表查詢(xún)：該功能可以按照實(shí)驗(yàn)課程查詢(xún)，也可以查詢(xún)一學(xué)期的所有課表。

（3）設(shè)備與環(huán)境：通過(guò)此功能可以查看實(shí)驗(yàn)室的所有設(shè)備信息，以及在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境安全注意事項(xiàng)。

（4）師資隊(duì)伍：此功能可以看到實(shí)驗(yàn)中心的成員信息、隊(duì)伍結(jié)構(gòu)以及成員的科學(xué)研究情況。

（5）課程設(shè)計(jì)：通過(guò)此功能可以查看某一學(xué)期的課程設(shè)計(jì)安排，包括時(shí)間、地點(diǎn)、指導(dǎo)老師以及課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。

（6）開(kāi)放實(shí)驗(yàn)：電工電子實(shí)驗(yàn)中心設(shè)置了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，有興趣的學(xué)生可以通過(guò)此功能查看開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容并可以在此報(bào)名。

（7）實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱：通過(guò)此功能可以查看所有實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的內(nèi)容。

（8）競(jìng)賽與創(chuàng)新：通過(guò)此功能可以查看競(jìng)賽資訊、學(xué)生往年獲獎(jiǎng)情況、作品展示和信息交流。學(xué)生可以通過(guò)競(jìng)賽資訊，提早參加競(jìng)賽培訓(xùn)，以提高競(jìng)賽獲獎(jiǎng)概率。

（9）信息交流：通過(guò)此功能學(xué)生有最新的信息以及在實(shí)驗(yàn)和競(jìng)賽中遇到的問(wèn)題可以在這里交流討論。

1.2 設(shè)計(jì)框架

實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)總體采用MVC 框架［8］，即模型Model、視圖View、控制器Controller，MVC 是框架設(shè)計(jì)中比較常見(jiàn)的一種模式。其工作原理是控制器將用戶(hù)的請(qǐng)求發(fā)送給模型，選擇對(duì)應(yīng)的模型；模型根據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯判斷做出相應(yīng)的處理，通知視圖改變；更新的視圖結(jié)果反饋給用戶(hù)。MVC 的框架結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 MVC 的框架結(jié)構(gòu)Fig.2 Framework structure of MVC

1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用智能手機(jī)終端、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和校園服務(wù)器互聯(lián)的物理架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)的功能應(yīng)用。系統(tǒng)的物理架構(gòu)如圖3 所示，裝有管理系統(tǒng)應(yīng)用的Android 智能手機(jī)發(fā)送請(qǐng)求，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)校園內(nèi)網(wǎng)，獲取服務(wù)器里的數(shù)據(jù)。

圖3 系統(tǒng)物理架構(gòu)Fig.3 Physical architecture of system

2 實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

設(shè)計(jì)采用Android Studio 3.0 環(huán)境，Android 系統(tǒng)是基于Linux 和JAVA 架構(gòu)的，主要編程語(yǔ)言是JAVA，所以需要先安裝JAVA 的編程工具JDK。在Oracle 官網(wǎng)選擇Windows 平臺(tái)下32 位的jdk-8u66-windows-i586 軟件，下載安裝并完成環(huán)境變量的配置，主要有JAVA_HOME、Path、CLASSPATH 三個(gè)部分的配置。接著安裝開(kāi)發(fā)工具Eclipse 和Android SDK 并進(jìn)行相應(yīng)配置，Android 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建完畢［9］。

2.2 模塊規(guī)劃

根據(jù)前面的需求分析，實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了9 個(gè)模塊，分別是：實(shí)驗(yàn)室介紹、課表查詢(xún)、設(shè)備與環(huán)境、師資隊(duì)伍、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、競(jìng)賽與創(chuàng)新和信息交流。按照9 個(gè)功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行包規(guī)劃，包規(guī)劃的詳細(xì)說(shuō)明如表1。

表1 系統(tǒng)包規(guī)劃Tab.1 System package planning

2.3 主界面的實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)的界面UI 的設(shè)計(jì)采用常用的XML 文件實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單明了，可以將視圖邏輯控制從JAVA 中分離出來(lái)，更好地體現(xiàn)MVC 結(jié)構(gòu)。本開(kāi)發(fā)總體采用APP 常用的三段式結(jié)構(gòu)，頂部為標(biāo)題，中間為內(nèi)容，底部為選擇按鈕，在activity_main 里面實(shí)現(xiàn)［10］。

主界面第一部分是頂欄的江漢大學(xué)校徽和應(yīng)用名稱(chēng)；第二部分是本應(yīng)用程序的9 個(gè)功能模塊，點(diǎn)擊模塊會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的界面，該部分為九宮格布局，將布局定位3 行3 列，在mainactivity.xml 文件里實(shí)現(xiàn)；第三部分為底部切換導(dǎo)航欄，包含首頁(yè)即當(dāng)前顯示的中間部分內(nèi)容、登陸和設(shè)置。整個(gè)界面實(shí)現(xiàn)由View 實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵代碼如下所示。最終的主界面和登錄界面分別如圖4（a）和圖4（b）所示。

圖4 （a）實(shí)驗(yàn)中心的用戶(hù)主界面；（b）登錄界面Fig.4 （a）Main interface of the experiment center；（b）Login interface

2.4 各模塊功能的實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室介紹、課表查詢(xún)、設(shè)備與環(huán)境、師資隊(duì)伍、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱等信息都是來(lái)自于江漢大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站。因此，實(shí)現(xiàn)各模塊的功能就是將對(duì)應(yīng)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行解析并Android 化，解析網(wǎng)頁(yè)用到HTML 解析器。

HTML 解析器有JSON 技術(shù)和Jsoup 技術(shù)［11］，一般安卓和服務(wù)端的數(shù)據(jù)通信采用JSON，需要有服務(wù)器的數(shù)據(jù)，但這里只需要解析HTML 網(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)，所以本文采用Jsoup。Jsoup 的工作原理是通過(guò)某個(gè)URL 地址或本地文件來(lái)加載HTML 文件，加載完成后生成一個(gè)Document 對(duì)象實(shí)例，接著通過(guò)CSS 或者DOM 選擇器對(duì)對(duì)象實(shí)例進(jìn)行分析查找獲得需要的數(shù)據(jù)，解析后得到的HTML 元素可以進(jìn)行修改刪除等自定義操作?？梢?jiàn)Jsoup 具有強(qiáng)大的HTML 解析能力，可以將任意網(wǎng)頁(yè)“Android 化”，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的安卓客戶(hù)端。網(wǎng)頁(yè)解析的關(guān)鍵代碼如下：

圖5 和圖6 分別是實(shí)驗(yàn)室介紹界面和競(jìng)賽與創(chuàng)新界面。圖7（a）是開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)二級(jí)目錄開(kāi)放實(shí)驗(yàn)安排表解析的網(wǎng)頁(yè)顯示結(jié)果，采用表格的形式；圖7（b）是競(jìng)賽與創(chuàng)新-競(jìng)賽資訊-電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能競(jìng)賽解析的網(wǎng)頁(yè)顯示的內(nèi)容，包含文字和圖片相結(jié)合的部分，可以看到本應(yīng)用程序無(wú)論是文字、表格還是圖片都能非常準(zhǔn)確并以適應(yīng)手機(jī)屏幕最佳的形式解析出來(lái)。

圖5 實(shí)驗(yàn)室介紹界面Fig.5 Laboratory introduction interface

圖6 競(jìng)賽與創(chuàng)新界面Fig.6 Competition and innovation interface

2.5 系統(tǒng)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)的測(cè)試是在榮耀9（EMUI 5.1）上進(jìn)行的，EMUI 5.1 是在google 和Android7.0的基礎(chǔ)上做了深度優(yōu)化開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)。從安裝到各個(gè)界面的跳轉(zhuǎn)，各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行了反復(fù)測(cè)試，測(cè)試過(guò)程重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)的流暢性和穩(wěn)定性。經(jīng)測(cè)試，應(yīng)用滿(mǎn)足之前的設(shè)計(jì)需求，并且系統(tǒng)穩(wěn)定，界面跳轉(zhuǎn)流暢。

圖7 （a）開(kāi)放實(shí)驗(yàn)安排表；（b）網(wǎng)站解析后的界面Fig.7 （a）Schedule of open experiment；（b）Interface after website parsing

3 結(jié)語(yǔ)

基于Android 的實(shí)驗(yàn)中心信息管理系統(tǒng)滿(mǎn)足了學(xué)生隨時(shí)隨地查看實(shí)驗(yàn)課表、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)大綱、課程設(shè)計(jì)安排、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)和競(jìng)賽信息等要求，所有信息是以本校的電工電子實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站為依據(jù)，將信息在手機(jī)端顯示，實(shí)現(xiàn)Android 化。本系統(tǒng)是以某一實(shí)驗(yàn)中心設(shè)計(jì)的APP，具有良好的兼容性和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展性，后續(xù)可以將其他專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站信息進(jìn)行整合，以適合全校各專(zhuān)業(yè)學(xué)生。