Android 平台下智慧校园移动客户端的设计与实现

彭 栩，李永忠，陈 锐

（江苏科技大学 计算机科学与工程学院，江苏 镇江212003）

Android 平台下智慧校园移动客户端的设计与实现

彭 栩，李永忠，陈 锐

（江苏科技大学 计算机科学与工程学院，江苏 镇江212003）

为满足现阶段信息化校园建设的实际需求，本文提出了一个基于Android平台的智慧校园移动客户端的设计方案，并实现了该方案。该方案的设计思想是基于DCI框架，结合Android体系自身的特点，实现了信息公开、图书管理、个人信息管理等主要功能，满足了目前移动应用系统中日益频繁的人机交互的需求。本系统最后通过在不同条件下的实际测试，验证了设计方法的实用性与可靠性，达到了设计目的。

Android系统；智慧校园；MVC；DCI

信息化校园建设[1-2]主要是指通过协同方法，对现有校园网络资源进行规划，并且利用最新科技成果，为广大师生提供较为便捷的服务。由于科技是不断进步的，因此信息化校园建设的步伐也是从未停止过。为了加快校园信息化建设，不仅要整合传统校园网络资源，更要应用最新科技成果，提高服务质量。

由于近年来智能终端的飞速发展，移动平台正在变成信息化校园建设中非常重要的组成部分[3]。Android操作系统以其开源特性，以及随着移动终端的迅速普及，已经成为全球范围内最大智能终端操作系统[4]。因此，通过对基于Android平台的智慧校园移动客户端的研究，将会大大促进信息化校园建设的步伐[5]。

1　Android平台体系结构

相比较其之前的其他平台，Android平台的设计具有了更加强大的容错能力。基于Android操作系统的智能移动终端实际上是运行在Linux操作系统下的，如图1所示。这使得在该操作系统上运行的安卓应用具有更强的安全性。由于Android应用程序是在虚拟机（virtual machine）中运行，Android应用程序仅仅起到了托管代码的作用，因而基本不会发生由于应用程序的错误运行而导致系统崩溃，降低了设备崩溃的可能性[6]。

图1　Android框架

Android的系统构架采用了分层构架的思想，主要包括应用程序层、应用框架层、系统库和Linux内核。作为智慧校园的移动客户端[5]，主要涉及Android系统框架的应用层框架和应用程序层。通过对该层的研究，可以更加深刻地了解安卓应用开发的原理。

通过提供开放的开发平台，Android使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。开发者可以自由地利用设备硬件优势、访问位置信息、运行后台服务、设置闹钟、向状态栏添加通知等等，很多很多。开发者可以完全使用核心应用程序所使用的框架APIs。应用程序的体系结构旨在简化组件的重用，任何应用程序都能发布他的功能且任何其他应用程序可以使用这些功能（需要服从框架执行的安全限制）。所有的应用程序其实是一组服务和系统，包括：视图（View）、内容提供者（Content Providers）、资源管理器（Resource Manager）、通知管理器（NotificationManager）、活动管理器（ActivityManager）。

2　总体设计

2.1智慧校园移动客户端的需求分析

随着校园信息化建设步伐的加快以及移动通信技术的发展，传统的基于PC端的校园信息系统[6]已经不能满足人们对信息获取以及信息处理的需求。通过基于Android平台的智慧校园移动客户端的设计开发，可以有效地解决以下问题:

① 全校数据缺乏统一规范，没有形成统一数据标准；

②“信息孤岛严重”，无法实现数据的实时共享；

③缺乏全校数据的集中展示与个性化服务；

④ 个人信息管理分散，不便于学生查询各项信息；

⑤多重身份和密码体系，师生使用方便性不够。

2.2总体构架设计

一个完整的移动智慧校园系统需要包括数据库、服务器、数据网络以及移动终端，总体的设计框架如图2所示。

图2　总体设计框架

然而，现阶段的校园网络资源较为分散，校园各个部门工作独立进行，这种情况大大阻碍了信息化校园建设。当然，学校也在努力改变这种状况，引进了一体化服务平台。考虑到实际情况，如果现阶段直接整合传统校园信息系统中各部分资源，将会耗费较大的人力物力，并且会影响现阶段教学等各方面工作的开展。因此，可以通过智慧校园移动终端来整合传统资源。

鉴于现阶段校园无线网络基础设施建设并不完善，总体设计中网路连接部分将采用Internet网络来实现数据交换。然而，由于部分校园网络资源必须要通过校内局域网络接入才具有访问权限，例如图书馆中的数字资源。因而本设计中通过Internet接入校园网络则无法访问，为解决此问题，将会在校园客户端中添加VPN[7]访问机制，以丰富移动端访问内容。

2.3系统构架设计

传统的软件设计框架[4]是基于上个世纪八十年代提出的MVC（Model View Controller模型-视图-控制器）框架模型[8]。

然而，对于传统的MVC构架，因其本质是一个结构模式，相对于行为模式来说比较固定[6]。随着软件需求的不断变化，相对静态的MVC模式已经不能适应大量频繁交互应用的需求了[9]。因此，新的基于行为模式准则的框架结构被提出，即 DCI模式[10-12]。

所谓DCI模式，即数据Data、场景Context、交互Interactions的简称。DCI模式是一种特别关注行为的模式，该模式更符合面向对象的思想，从而具有更加广阔的应用前景。图2所示为MVC模式与DCI模式的区别。

DIC模式主要内容为：

①数据（Data）：领域对象中代表领域概念；

② 场景context：根据需要将对象实例调用到实际需求场景中；

③ 交互interactions：主要指描述控制用户与软件实际交互的算法。

DCI架构的核心是Context，场景是角色参与具体业务活动的表现[13-14]，如图3所示：

图3　DCI构架核心

3　客户端的设计与实现

3.1客户端工作流程设计

通过对上述DCI框架模式的分析和应用，对智慧校园移动客户端的框架、模块组成、界面显示、网络连接等方面进行实际开发，当用户启动智慧校园移动客户端时，应用会先判断用户是否是初次启动客户端，若是则进入引导界面，若不是则直接进入主界面。当用户进入主界面后，由于数据交换的需求，系统会对客户端当前的网络状态进行检测。当无网络连接时，会提示用户连接网络，有网络情况下则可以直接访问各个模块。

3.2客户端功能模块设计与实现

所设计的客户端包括将会校园信息公开、校园新闻、学生课表查询、学生成绩查询、图书馆、校园风采、个人信息查看及管理、校园跳蚤市场、校园黄页等9个模块，如图4所示。

图4　客户端模块设计

网络连接正常的情况下，当用户点击信息公开、校园新闻、校园风采等模块时，因为只是单一的从服务器获取信息，该部分不要用户登录。当用户点击课表查询、成绩查询以及图书馆等模块时，将会检测用户登录状态，如果已登录，则可直接浏览内容，若未登录，则会跳转到登陆界面，用户需要从登陆界面登录。当点击底部栏的首页和应用按钮时，可在首页和应用之间进行切换。客户端主界面显示效果以及功能界面显示效果如图5所示，主要展示了校园新闻模块以及图书馆的检索功能模块。

图5　客户端显示界面

3.3应用测试

本应用基本功能实现以后，通过Eclipse将源程序文件打包成Android系统运行的APK程序，然后通过不同环境进行检测，检测结果如表1所示，达到了预期的结果。

表1　客户端测试结果

4　结束语

文中通过明确基于Android平台的智慧校园的设计要求，研究了MVC和DCI两种不同的软件设计框架，通过对两者的比较得出DCI的优点，并将DCI应用到客户端的设计之中，实现了基于Android的智慧校园客户端[15]。同时，由于作者水平有限，该客户端部分功能并未完全实现，热油许多不足之处。下一步工作即将就如何优化DCI框架应用、提高用户体验以及更好地整合校园资源等方面进行展开。

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[3]郑凯，许骏.高校移动学习体系的构建与发展研究[J].中国电化教育，2011（9）:20-23.

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Design and implementation of the smart campus mobile client based on Android

PENG Xu，LI Yong-zhong，CHEN Rui
（School of Computer Science and Engineering，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003，China）

To meet the practical demand of i-Campus construction，a smart campus mobile client design scheme under Android was proposed.The software is based on the DCI framework，combined Android system's own characteristics，realize the main functions of information disclosure，library management，personal information management，and meet the needs of the increasingly frequent interaction between human and computer in the mobile application system.At the end of this paper，the system is tested by the actual use on the different platforms and systems，the practicability and reliability of the design method are verified.

Android system；smart campus；MVC；DCI

TN301

A

1674－6236（2016）22-0080-03

2015-11-30稿件编号：201511286

彭 栩（1989—），男，安徽六安人，硕士。研究方向：嵌入式系统及应用。