基于Android手機(jī)與Internet投票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張杰+諸葉平+劉丹+許金普

摘 要： 針對(duì)傳統(tǒng)紙質(zhì)版投票過程中繁瑣費(fèi)時(shí)的問題，提出一種基于Android手機(jī)與Internet投票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。搭建了一個(gè)通用的手機(jī)開發(fā)環(huán)境，開發(fā)出一個(gè)以Android手機(jī)為硬件基礎(chǔ)，以ASP.NET環(huán)境設(shè)計(jì)的服務(wù)器以及Eclipse環(huán)境開發(fā)的手機(jī)投票軟件為核心的投票系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過WiFi連接到局域網(wǎng)，具有操作簡(jiǎn)易、安全易擴(kuò)展、統(tǒng)計(jì)結(jié)果快速高效的特點(diǎn)，有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值和推廣前景。

關(guān)鍵詞： Android； Internet； Eclipse； 投票系統(tǒng)； WiFi

中圖分類號(hào)： TN964?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）22?0091?04

Design and implementation of voting system based on Android mobile phone and Internet

ZHANG Jie1， ZHU Ye?ping1，2， LIU Dan1， XU Jin?pu1，3

（1. Agricultural Information Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081， China；

2. Key Laboratory of Agricultural Information Service Technology， Ministry of Agriculture， Beijing 100081， China；

3. College of Animation & Communication ， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China）

Abstract： Aiming at the problems of cumbersome and time?consumption in traditional voting process of paper， a new design approach of voting system based on Android mobile phones and Internet is proposed. A universal environment for mobile phones development was constructed. A voting system based on the hardware of mobile phones with Android system and software which is consist of a server designed by ASP.NET and a mobile phone voting software developed by Eclipse， was developed. The system can be connected with local network through WiFi. It is easy to operate and extend， and has the characteristics of safety and fast statistics. It has a high application value and promotion prospect.

Keywords： Android； Internet； Eclipse； voting system； WiFi

0 引 言

法律規(guī)定選舉權(quán)和被選舉權(quán)是公民的基本政治權(quán)利之一，為了保證公民切實(shí)行使該權(quán)利，通常采取投票方式。從班級(jí)選舉班委到國(guó)家選舉主席都會(huì)遇到投票問題，然而大部分仍然采取傳統(tǒng)的手寫處理、人工監(jiān)督和統(tǒng)計(jì)等方式，此方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，結(jié)果統(tǒng)計(jì)不夠靈活快捷，已不能滿足快節(jié)奏信息時(shí)代背景下人們的需要[1?3]。

近年來，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，信息技術(shù)更是日新月異，先進(jìn)的科技產(chǎn)品極大地方便了人們?nèi)粘Ｉ睢?jù)統(tǒng)計(jì)，到2012年6月底，我國(guó)手機(jī)上網(wǎng)用戶量已高達(dá)3.88億，手機(jī)的智能性以及低廉價(jià)格促使很多人從普通手機(jī)轉(zhuǎn)向手機(jī)上網(wǎng)[4]。Android是由Google公司開發(fā)的面向移動(dòng)設(shè)備的操作系統(tǒng)，現(xiàn)在其市場(chǎng)用戶占有量已超過塞班和IOS，成為國(guó)內(nèi)第一大智能手機(jī)操作系統(tǒng)[5?7]。Android操作系統(tǒng)完全開源，使用Linux內(nèi)核[8?9]，方便廣大程序員開發(fā)出各種功能新奇的應(yīng)用軟件?；谶@種背景和需求，本研究開發(fā)出一種基于Android手機(jī)與Internet的投票軟件，該系統(tǒng)能很好地模擬現(xiàn)實(shí)投票，快速高效地統(tǒng)計(jì)出投票結(jié)果。

1 開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建

1.1 Android系統(tǒng)

Android是Google公司于2007年11月推出的一款針對(duì)智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的操作系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)稱之為“安卓”。它基于Linux內(nèi)核，由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，是一個(gè)開發(fā)而完整的移動(dòng)“軟件棧”[10]。其次，Android系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，從高到低依次是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層和Linux內(nèi)核層[11]。代碼的開源性、不受運(yùn)營(yíng)商的束縛、豐富的硬件選擇、無縫結(jié)合的Google應(yīng)用等特點(diǎn)已使得Android操作系統(tǒng)成為目前全球最大的智能手機(jī)操作系統(tǒng)。

1.2 應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境的搭建

基于Android手機(jī)與Internet的投票系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境包括2部分：客戶端（Android手機(jī)）和服務(wù)器端（電腦）。客戶端的開發(fā)環(huán)境分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)[12]：

（1） JDK。JDK即為Java開發(fā)工具包（Java Development Kit）的簡(jiǎn)稱，是一切Java應(yīng)用程序的基礎(chǔ)，它提供Java開發(fā)類庫(kù)，是一種構(gòu)建在Java平臺(tái)上發(fā)布應(yīng)用程序和組件的開發(fā)環(huán)境。本次開發(fā)所用的JDK版本是1.6。

（2） Eclipse。這是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，是開發(fā)Java軟件的一個(gè)工具，使用十分廣泛，本次開發(fā)使用的版本號(hào)是4.2。

（3） Android SDK。這是安卓軟件開發(fā)工具包（Software Development Kit）的簡(jiǎn)寫，提供基礎(chǔ)的Android開發(fā)類庫(kù)和豐富的控件，幫助程序員設(shè)計(jì)和開發(fā)Android應(yīng)用軟件。其支持線性布局、絕對(duì)布局和相對(duì)布局[13]，此次版本號(hào)為4.2。手機(jī)端開發(fā)環(huán)境界面如圖1所示。服務(wù)器端使用ASP.NET和ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1 手機(jī)端開發(fā)環(huán)境界面

2 系統(tǒng)框架

2.1 軟件框架

系統(tǒng)分為客戶端和服務(wù)器端兩部分，二者在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)即可完成投票功能。客戶端主要功能有：IP驗(yàn)證、獲取候選人名單、投票、提交結(jié)果、退出系統(tǒng)。服務(wù)器的功能為：登錄系統(tǒng)、修改用戶名、顯示或隱藏IP地址、上傳候選人名單、名單相關(guān)操作、開始投票、統(tǒng)計(jì)結(jié)果、清空結(jié)果、結(jié)束投票等。軟件框架圖如圖2所示。

2.2 投票原理

投票系統(tǒng)的核心是手機(jī)端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交互。本設(shè)計(jì)采取Internet訪問的方式連接服務(wù)器，因而要從手機(jī)端輸入服務(wù)器IP地址。為了便于用戶知道網(wǎng)絡(luò)地址，系統(tǒng)自動(dòng)獲取，只需要使用者點(diǎn)擊頁(yè)面上“獲取IP地址”按鈕即可。具體投票流程為：首先，投票管理員登錄系統(tǒng)后，自動(dòng)獲取服務(wù)器IP地址，同時(shí)用戶動(dòng)態(tài)上傳候選人名單；其次，評(píng)委手動(dòng)輸入IP地址并直接獲取候選人名單和允許的投票數(shù)量，接著投票并提交結(jié)果；最后，管理員點(diǎn)擊服務(wù)器端統(tǒng)計(jì)按鈕即可得到最終結(jié)果。注意，輸入IP地址后，系統(tǒng)會(huì)先后檢查手機(jī)設(shè)備惟一標(biāo)示符以及IP地址，當(dāng)二者合格后才會(huì)返回候選人名單。其中設(shè)備惟一標(biāo)示符合格的條件是：服務(wù)器端確定開始投票后該設(shè)備第一次投票，即不可能在一輪投票中多次投票。投票流程如圖3所示。

圖2 軟件框架圖

2.3 數(shù)據(jù)處理

投票系統(tǒng)的分析對(duì)象是數(shù)據(jù)，獲取候選人名單并穩(wěn)定地傳到服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)是投票過程的關(guān)鍵。手機(jī)端使用Android系統(tǒng)自帶的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)，由姓名和編號(hào)字段構(gòu)成。為保證投票系統(tǒng)服務(wù)器端方便快速地部署到各個(gè)電腦上，服務(wù)器端利用輕便的Access 2007數(shù)據(jù)庫(kù)管理數(shù)據(jù)，這樣避免用戶安裝SQL Server等大型軟件。Access中有CandinateName，DeviceIDs，T_User等表格，分別用來存儲(chǔ)候選人名單及得票數(shù)、手機(jī)惟一標(biāo)示符、管理員賬號(hào)等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理原理如下：

（1） 投票管理員將本地候選人名單（XLS或XLSX格式）上傳到服務(wù)器；

（2） 通過驗(yàn)證后的手機(jī)從服務(wù)器獲取名單數(shù)據(jù)并存入SQLite中；

（3） 評(píng)委提取SQLite中名單，勾選候選人并提交結(jié)果；

（4） 結(jié)果傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。因?yàn)橥镀边^程中存在多用戶同時(shí)和服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，為避免數(shù)據(jù)混亂，采用Session（會(huì)話）方式處理[14?16]。

圖3 投票流程圖

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 手機(jī)端

手機(jī)端利用Eclipse和Android SDK開發(fā)。在Eclipse軟件中選擇File/new/project/Android Application Project，即可建立一個(gè)Android應(yīng)用工程。其中主要文件有：源程序文件src、資源文件res和應(yīng)用配置文件AndroidMainfest.xml[17]。源代碼主要集中在以下4個(gè)文件中：

（1） MainActivity.java是應(yīng)用中的組件，為用戶提供可視化界面以及觸動(dòng)按鈕所引發(fā)的事件編碼，是本系統(tǒng)的主程序；

（2） CandinateOper.java完成客戶端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互；

（3） DeviceID.java獲取手機(jī)惟一標(biāo)示符并傳遞給服務(wù)器；

（4） Perpon.java完成SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)交互。界面布局集中在res/layout路勁下的activity_main.xml文件中，使用線性布局和表格布局。

圖4 手機(jī)客戶端系統(tǒng)界面

圖5 手機(jī)端程序測(cè)試界面

3.2 服務(wù)器端

服務(wù)器端開發(fā)工具包括：ASP.NET 2010，C#，ACCESS。系統(tǒng)使用VS自帶的Gridview模板。在開始投票前能編輯、刪除候選人名單，開始投票后，自動(dòng)按照票數(shù)排序，同時(shí)表格不允許做任何修改。點(diǎn)擊統(tǒng)計(jì)結(jié)果，系統(tǒng)實(shí)時(shí)刷新投票結(jié)果以及此時(shí)已經(jīng)投票的評(píng)委數(shù)量。在不清空結(jié)果的情況下，點(diǎn)擊開始投票可在保留上次結(jié)果下進(jìn)行第二輪投票。本系統(tǒng)核心是保證客戶端和服務(wù)器端穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，因而采用HTTP協(xié)議。

4 系統(tǒng)設(shè)置與測(cè)試

基于Android手機(jī)和Internet的投票系統(tǒng)包含VoteSystem.apk應(yīng)用程序和服務(wù)器端發(fā)布程序VoteSystem，前者安裝在Android手機(jī)上，后者部署到IIS上。注意，只有當(dāng)二者在同一個(gè)局域網(wǎng)下才能實(shí)現(xiàn)投票功能。首先，手機(jī)通過WiFi連接到局域網(wǎng)，然后輸入服務(wù)器端顯示的IP地址即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。手機(jī)端程序測(cè)試界面如圖5所示。服務(wù)器端系統(tǒng)測(cè)試界面圖如圖6所示。

圖6 服務(wù)器端系統(tǒng)測(cè)試界面

5 結(jié) 語(yǔ)

本文在充分研究現(xiàn)實(shí)投票環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，利用“Eclipse+JDK+Android SDK+ADT”和Visual Studio2010開發(fā)了一個(gè)基于Android手機(jī)和Internet的投票系統(tǒng)。系統(tǒng)以Android操作系統(tǒng)手機(jī)為硬件基礎(chǔ)，以ASP.NET環(huán)境設(shè)計(jì)的服務(wù)器以及借助Eclipse環(huán)境開發(fā)的手機(jī)投票軟件為核心，采用局域網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備通訊技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，將現(xiàn)實(shí)中繁瑣的投票環(huán)節(jié)程序化，有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，能幫助用戶公平、公開、公正地進(jìn)行投票。具有以下特點(diǎn)：

（1） 降低傳統(tǒng)紙質(zhì)版投票時(shí)間，減少監(jiān)票環(huán)節(jié)，快速準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出結(jié)果；

（2） 支持多用戶同時(shí)投票且不發(fā)生沖突，服務(wù)器端候選人名單傳輸、投票過程以及結(jié)果統(tǒng)計(jì)完全公開，投票結(jié)果公正可信；

（3） 操作簡(jiǎn)單，使用方便，支持多輪重復(fù)投票（在前期投票結(jié)果基礎(chǔ)上繼續(xù)投票）；

（4） 系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，便于移植。只要Android系統(tǒng)的手機(jī)設(shè)備以及局域網(wǎng)即可使用該系統(tǒng)，很容易完成軟件安裝及環(huán)境部署；

（5） 易于擴(kuò)展、使用安全。系統(tǒng)中投票人員名單、允許投票數(shù)量、IP地址等都是動(dòng)態(tài)設(shè)置，投票在局域網(wǎng)下進(jìn)行，不受外網(wǎng)攻擊，保證投票安全。

注：本文通訊作者為諸葉平。

參考文獻(xiàn)

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圖6 服務(wù)器端系統(tǒng)測(cè)試界面

5 結(jié) 語(yǔ)

本文在充分研究現(xiàn)實(shí)投票環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，利用“Eclipse+JDK+Android SDK+ADT”和Visual Studio2010開發(fā)了一個(gè)基于Android手機(jī)和Internet的投票系統(tǒng)。系統(tǒng)以Android操作系統(tǒng)手機(jī)為硬件基礎(chǔ)，以ASP.NET環(huán)境設(shè)計(jì)的服務(wù)器以及借助Eclipse環(huán)境開發(fā)的手機(jī)投票軟件為核心，采用局域網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備通訊技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，將現(xiàn)實(shí)中繁瑣的投票環(huán)節(jié)程序化，有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，能幫助用戶公平、公開、公正地進(jìn)行投票。具有以下特點(diǎn)：

（1） 降低傳統(tǒng)紙質(zhì)版投票時(shí)間，減少監(jiān)票環(huán)節(jié)，快速準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出結(jié)果；

（2） 支持多用戶同時(shí)投票且不發(fā)生沖突，服務(wù)器端候選人名單傳輸、投票過程以及結(jié)果統(tǒng)計(jì)完全公開，投票結(jié)果公正可信；

（3） 操作簡(jiǎn)單，使用方便，支持多輪重復(fù)投票（在前期投票結(jié)果基礎(chǔ)上繼續(xù)投票）；

（4） 系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，便于移植。只要Android系統(tǒng)的手機(jī)設(shè)備以及局域網(wǎng)即可使用該系統(tǒng)，很容易完成軟件安裝及環(huán)境部署；

（5） 易于擴(kuò)展、使用安全。系統(tǒng)中投票人員名單、允許投票數(shù)量、IP地址等都是動(dòng)態(tài)設(shè)置，投票在局域網(wǎng)下進(jìn)行，不受外網(wǎng)攻擊，保證投票安全。

注：本文通訊作者為諸葉平。

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圖6 服務(wù)器端系統(tǒng)測(cè)試界面

5 結(jié) 語(yǔ)

本文在充分研究現(xiàn)實(shí)投票環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，利用“Eclipse+JDK+Android SDK+ADT”和Visual Studio2010開發(fā)了一個(gè)基于Android手機(jī)和Internet的投票系統(tǒng)。系統(tǒng)以Android操作系統(tǒng)手機(jī)為硬件基礎(chǔ)，以ASP.NET環(huán)境設(shè)計(jì)的服務(wù)器以及借助Eclipse環(huán)境開發(fā)的手機(jī)投票軟件為核心，采用局域網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備通訊技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，將現(xiàn)實(shí)中繁瑣的投票環(huán)節(jié)程序化，有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，能幫助用戶公平、公開、公正地進(jìn)行投票。具有以下特點(diǎn)：

（1） 降低傳統(tǒng)紙質(zhì)版投票時(shí)間，減少監(jiān)票環(huán)節(jié)，快速準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出結(jié)果；

（2） 支持多用戶同時(shí)投票且不發(fā)生沖突，服務(wù)器端候選人名單傳輸、投票過程以及結(jié)果統(tǒng)計(jì)完全公開，投票結(jié)果公正可信；

（3） 操作簡(jiǎn)單，使用方便，支持多輪重復(fù)投票（在前期投票結(jié)果基礎(chǔ)上繼續(xù)投票）；

（4） 系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，便于移植。只要Android系統(tǒng)的手機(jī)設(shè)備以及局域網(wǎng)即可使用該系統(tǒng)，很容易完成軟件安裝及環(huán)境部署；

（5） 易于擴(kuò)展、使用安全。系統(tǒng)中投票人員名單、允許投票數(shù)量、IP地址等都是動(dòng)態(tài)設(shè)置，投票在局域網(wǎng)下進(jìn)行，不受外網(wǎng)攻擊，保證投票安全。

注：本文通訊作者為諸葉平。

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