移动微校园建设及关键技术探讨

文/洪丹丹 张晋安 徐墨 锁志海

移动微校园建设及关键技术探讨

文/洪丹丹 张晋安 徐墨 锁志海

随着教育信息化的推进，高校越来越多地关注移动微校园如何建设的话题。本文以西安交通大学移动微校园建设为研究背景，分析了当前校园移动信息化面临的挑战，提出以“轻应用、碎服务、快响应、多兼容”的理念构建高等学校移动微校园服务平台，并利用kettle实现相关数据交换任务，以轻量级json为数据接口标准，打造集微教务、微生活、微财务、微就业于一体的移动服务平台，并对系统架构、功能设计及数据交换等关键技术进行了描述。

校园信息服务移动化面临的挑战与机遇

随着各类移动信息化技术的普及，利用原生App、跨平台移动App及HTML5等手段将校园传统信息系统进行移动化，为师生提供便捷、快速、不受设备型号及地理位置限制的信息化服务，成为越来越多高校的关注重点。以西安交通大学为例，由于校园用户的移动服务需求种类庞大，服务项目较多，给传统校园信息平台带来诸多挑战：

1.传统信息系统服务重，技术路线陈旧难改造。此类系统多以具有庞大数据对象的学生系统，研究生系统，教务选课系统，一卡通系统，财务系统，科研项目管理系统等校园传统核心业务系统为主。

2.移动设备类型多，差别大，针对性开发压力大。如针对安卓系统、iOS系统或其他移动操作系统都独立开发移动App，对应用建设单位和应用管理单位均带来巨大建设压力和维护管理压力。尤其由于安卓系统各版本差异性较多，需要更多的针对性开发。

3.数据多，标准少，接口难统一，数据共享利用率低。由于学校核心业务系统的建设单位不一、开发平台及实施路线不同，导致同类型数据共享服务接口格式差异较大，数据标准依据各个系统的开发单位习惯各自独立，未按照统一标准进行标注，在重新规划校园移动服务平台时，需要对同类型业务重建并重组大量数据接口，往往工作效率低下，开发进度缓慢，维护工作增大。

因此，在构建校园移动服务平台时，屏蔽个性化、以较少的开发成本提供共享利用程度高的移动信息服务成为当前校园信息化移动转型的重点与机遇。

图1 移动微校园逻辑架构

移动微校园的建设目标

移动微校园立足于高校信息化的历史建设成果，将传统数字化校园里的各类信息系统作为数据及服务母体，从各服务系统中筛选出师生访问频度高且贴近用户细粒度交互需求的服务对象，将此类对象通过移动手段（微信、微博、移动APP等）进行移动端集成，形成响应速度快，用户体验细致入微的移动一站式服务（系统架构如图1所示）。

为实现主动适应各类移动智能设备、移动应用轻便，使用户在各类碎片化时间段内均可获得校园信息系统提供的便捷、及时的响应服务，移动微校园的建设目标如下：

1.客户端层构建面向各类校园微服务的碎片化服务产品，发布紧贴用户个性化需求的校园微服务，如微教务（课表查询、成绩查询）、微财务（学费、党费、工资、公积金）、微科研（项目查询、资金明细跟踪）、微评教等动态化多元化碎片服务。

2.整合微信、移动客户端、Wap及传统PC信息系统等服务渠道，建立健全信息系统多渠道协同服务，保持数据一致性及服务体验多元性。

3.以大数据分析技术为基础，为用户提供多维度、智能化、专业化的碎片服务智能管理平台。

4.以SOA为技术基础，建立服务注册与数据开放管理平台，形成多部门协同开发的移动数据服务模式。

移动微校园实现

系统架构

以“轻应用、碎服务、快响应、多兼容”的原则，移动微校园逻辑架构如图1所示。

1.数据层：由数字化校园多年建设累计的各类核心信息库组成，如教师库、教学资源库、学生信息库、一卡通数据库、教务数据库、财务数据等组成。各数据通过数据总线方式或数据交换方式为上层提供共享数据服务。

2.数据交换与共享层：提供各子系统接入的接口，实现数据交换平台和各信息系统的有机结合，以统一的接口规范实现数据自动提取、数据转换、数据发送、数据校验、数据审核等；同时支持数据同步、历史数据迁移等。实现“统一标准，统一交换的”构想，为不同的数据库、不同数据格式之间进行数据交换。

3.业务层：由校园各类核心业务系统组成，全面负责移动校园的各类核心业务的处理，在上层校园用户提供基础业务信息处理、业务集成与分享等、并重点将繁重的业务处理及计算集中此处处理，保证上层应用的便捷性，轻便性。

4.安全控制层：以统一身份认证、基于角色的细粒度功能控制、授权控制及细粒度数据控制等，保证移动校园的数据安全和用户大数据隐私保护。

5.移动服务层：该层的建设对象与研究对象均是移动校园的重要组成内容—碎服务。其主要工作就是立足校园移动用户需求研发各类细粒度碎服务，并适当对碎服务进行集成重组，便于上层客户端的轻展现，达到服务快速响应。

6.客户端层：以微信、移动APP，WAP及浏览器等将移动服务层提供的各类微服务进行集成与展现，并且可以依据用户的偏好，自动加载或卸载相关微服务。

图2 移动微校园中的一卡通服务的数据交换示意

功能设计

1.微教务

学生成绩：基于大数据分析技术，为教师提供多维度学生成绩查询，如以时间维度为向导，提供教师各学年各门课程学生成绩统计分析；以课程为维度向导，分析该教师某门课程历年教学水平变化趋势；以教师为维度，分析该教师各门课程在全校同行中的绩效变化等。

教学督导：为学校教务督导成员提供多维度教师业务水平的统计分析；同时依据校园一卡通的考勤记录，经大数据筛查，分析学生上课质量与上课行为的关系等。

2.微生活

一卡通分析：为师生提供一卡通微服务，帮助其查询每日一卡通消费明细及地点，同时基于大数据分析技术，可横向、纵向分析其消费能力在全校范围内的排名及消费习惯，帮助用户合理规划健康的饮食生活。

图书借阅：为师生提供移动服务解决服务，如借阅查询，归还超期提醒等。

教室查询：提供学校3大校区所有教室的空闲时间情况，方便学生合理规划自习时间与地点。

3.微财务

工资查询：为教职工提供当月及历史工资明细查询。

公积金查询：为教职工提供公积金查询服务。

4.微就业

为学生提供就业互动服务，如就业问答、活动与讲座，招聘信息及在线咨询预约服务等微服务。

移动微校园关键技术

Kettle数据交换

由于移动微校园的建设依赖多项校园移动碎服务，尤其每个碎服务的接口规范，数据库类型、数据标准等差异较大，因此需要应用数据交换手段，把来自不同数据源与数据标准的数据进行优化表达，提高数据质量，对数据进行按需增量抽取、转换、加载。

Kettle作为纯Java编写的开源ETL，可以为开发者提供图形化差异数据处理页面；基于transformation和job两种脚本，实现数据基础转换和工作流控制。

以移动微校园中的一卡通服务为例，其job工作流示意图如图2所示。

Json数据/文件抽取

为提高移动微校园的数据交换速度，引入Json格式作为数据交换的标准传输格式是当前比较流行的移动轻量级数据交换方式，其不仅提高数据交换效率，又具有较高通用性，适合各类数据库系统间的数据交换，且扩展性强。以用户一卡通消费分析为例，其历史消费记录的json数据流片段如图3所示，移动客户端仅仅需要展示消费时间、地点、交易额及卡内余额信息，但原始数据流却提供了非常庞大的冗余字段，导致数据传输缓慢，且与用户身份信息相关的字段缺失。因此数据清洗与封装的处理过程如下：

1.Java读取原始数据流，提取消费记录字段sysname1、tranname、poscode、nowAmt、ftranAmt；

2.从校内统一身份认证系统中依据用户登录时使用的统一身份认证用户名，提取用户身份信息，如职工号、年级、用户类型、专业、性别等与前面清洗过的数据进行重组与封装处理；

图4 西安交通大学官方微信号之微校园应用效果展示

3.经kettle数据交换，将清洗重组后的数据导入移动微校园的数据库，供上层应用共享。

其中数据封装的Java代码片段如下：

ja.getJSONObject(i).put("userno", userno);

ja.getJSONObject(i).put("grade", s.getGrade());

ja.getJSONObject(i).put("classid", s.getClasssid());

ja.getJSONObject(i).put("usertype", s.getUsertype());

ja.getJSONObject(i).put("zydm", s.getSpecialityid());

ja.getJSONObject(i).put("sex", s.getSex());

ja.getJSONObject(i).put("netid",s.getNetid());

ja.getJSONObject(i).getString("sysname1");

ja.getJSONObject(i).getString("tranname");

ja.getJSONObject(i).getString("poscode");

ja.getJSONObject(i).getString("nowAmt");

ja.getJSONObject(i).getString("ftranAmt");

图3 一卡通原始数据流片段

根据校园移动服务面临的新挑战，本文以“轻应用，碎服务”理念，将传统校园信息化的重服务进行碎片化处理与精炼提纯，将用户日常关心的核心业务进行碎化与再重组，快速搭建适应数据多元，服务动态的移动微校园服务平台。该平台基于kettle和json有效屏蔽了数据库与数据接口的差异性，构建的微生活、微财务、微教务等应用，可便捷集成入校园官方微信公众号进行发布，也可同时嵌入校园官方移动App，真正实现校园移动服务跨平台共享，极大减少客户端应用的开发量和维护量。

截至目前，该研究成果已经集成入西安交通大学官方微信号中（如图4所示），学生端集成的微服务共计9项，教师端集成微服务共计7项，数据量达10余万条。

未来的工作将集中放在移动客户端的用户交互体验升级，将智能移动设备的各类传感器优势发挥最大，研发适应时代潮流和用户细粒度需求的碎服务，随时集成入移动微校园供用户使用。

（作者单位为西安交通大学数据与信息中心）