基于物聯(lián)網(wǎng)與Android平臺(tái)的課堂考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張雅瓊, 華正龍

(榆林學(xué)院 信息工程學(xué)院，榆林 719000)

0 引言

目前各大高校仍然普遍采用傳統(tǒng)的課堂點(diǎn)名的方式來統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤情況，這種以紙質(zhì)統(tǒng)計(jì)的方式不僅不能避免學(xué)生互相幫忙答到的情況，而且還浪費(fèi)了上課時(shí)間，因此很難對學(xué)生的上課情況做出有效的管理，無法提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)由于學(xué)生數(shù)量的大幅上升，上課的學(xué)生越來越多，學(xué)生群體特征也多樣化，給考勤工作帶來了極大的不便。因此，設(shè)計(jì)一款替代傳統(tǒng)的課堂點(diǎn)名的考勤軟件是非常具有意義的。

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)很多的物體可以接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行方便統(tǒng)一的管理，根據(jù)學(xué)生手機(jī)的唯一藍(lán)牙地址，教師端手機(jī)可以快速掃描一定范圍內(nèi)的手機(jī)設(shè)備，可以迅速統(tǒng)計(jì)學(xué)生的到課情況，讓教師的考勤工作不再復(fù)雜耗時(shí)，從而改善教學(xué)秩序。

1 系統(tǒng)分析

1.1 系統(tǒng)功能需求分析

系統(tǒng)的主要模塊包括：

(1) 系統(tǒng)登錄

教職工在安裝完本系統(tǒng)后，出于對信息安全的考慮，每次進(jìn)入系統(tǒng)需要登錄驗(yàn)證身份，首次使用的用戶需要先進(jìn)行注冊才能使用，這樣保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。

(2) 學(xué)生信息的管理

本系統(tǒng)安裝完成后，使用者需要對學(xué)生的信息進(jìn)行添加，教師可以通過Excel表將學(xué)生的信息導(dǎo)入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，也可以使用手動(dòng)的方式將學(xué)生的信息添加進(jìn)去。主要包括學(xué)生的姓名、學(xué)號和手機(jī)藍(lán)牙地址。

(3) 課程信息的管理

教師在將學(xué)生信息導(dǎo)入完畢后，可以一鍵自動(dòng)掃描周圍的藍(lán)牙設(shè)備，并將掃描到的設(shè)備展示給教師，教師可以在列表的最下方輸入課程信息，開始考勤。

(4) 考勤信息的管理

開始考勤后，系統(tǒng)會(huì)將未到課的學(xué)生列表展示出來，教師可以根據(jù)實(shí)際情況點(diǎn)擊修改學(xué)生的考勤情況，也可以給考勤不在的學(xué)生發(fā)送短信提醒，同時(shí)可以將考勤情況實(shí)時(shí)導(dǎo)出以電子郵件的形式發(fā)送給學(xué)生管理中心。

(5) 系統(tǒng)信息的備份和還原

教師可以將系統(tǒng)中的學(xué)生信息和考勤信息實(shí)時(shí)的備份到云服務(wù)器中，避免了更換手機(jī)和數(shù)據(jù)丟失帶來的不必要的麻煩，同時(shí)也確保了系統(tǒng)的可用性。系統(tǒng)中的信息更新也可以隨時(shí)上傳到云端，確保信息的準(zhǔn)確性。如果發(fā)生數(shù)據(jù)丟失可以隨時(shí)從云端下載數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，不想影響系統(tǒng)的工作。

1.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析

在本系統(tǒng)中，用戶需要注冊登錄成功后，才可以進(jìn)入系統(tǒng)操作添加學(xué)生信息，考勤管理如開始考勤、修改結(jié)果、發(fā)送提醒短信、發(fā)送考勤情況以及備份數(shù)據(jù)(上傳、下載數(shù)據(jù))、查看學(xué)生信息、導(dǎo)出考勤情況等模塊，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

1.3 用例分析

系統(tǒng)首先判斷用戶是否在本系統(tǒng)中注冊過，注冊過則可以直接登錄，如果沒注冊，需要先注冊，才能登入系統(tǒng)。用戶登錄成功后，可以手動(dòng)或者一鍵導(dǎo)入考勤需要的學(xué)生信息，也可以查看已經(jīng)導(dǎo)入的學(xué)生信息，當(dāng)用戶導(dǎo)入信息成功后，可以使用系統(tǒng)的考勤功能來對上課的學(xué)生進(jìn)行考勤。考勤完成后用戶可以查看或修改考勤結(jié)果，也可以將考勤信息發(fā)送給學(xué)工部，或者將系統(tǒng)中的信息備份到云服務(wù)器中。整體用例如圖2所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為3層：展示層，業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層。展示層是用來展示獲取的到信息和用戶的操作界面，主要是由Android布局界面和圖片組成，響應(yīng)用戶的操作給邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層是對用戶的操作做出處理的地方，同時(shí)也是數(shù)據(jù)層和展示層數(shù)據(jù)交互的發(fā)起者和結(jié)束者。它將展示層用戶發(fā)起的請求處理后，從數(shù)據(jù)層獲取數(shù)據(jù)傳送回展示層展

圖2 系統(tǒng)整體用例圖

示給用戶。數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的地址，它包括兩部分，一是本地的SQLite數(shù)據(jù)庫，主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)，他是展示層從系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)的主要來源。二是云端數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)處理完成后要及時(shí)將系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)備份都云端，防止系統(tǒng)出現(xiàn)安全問題，造成數(shù)據(jù)的流逝，在出現(xiàn)問題后，及時(shí)從云端下載數(shù)據(jù)恢復(fù)本地?cái)?shù)據(jù)庫的完整性，確保系統(tǒng)的可用性。

系統(tǒng)的功能模塊圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能模塊圖

(1) 藍(lán)牙模塊的開發(fā)

Android藍(lán)牙模塊用到的類和方法比較多，也比較復(fù)雜本系統(tǒng)所用的類主要有三個(gè)：BlueToothAdapter類、BlueToothSocket接口和BlueToothDevice類，他們包含了Android藍(lán)牙模塊開發(fā)所要使用的大部分方法和對象。而且使用起來比較方便，不用導(dǎo)入外部類庫文件就可以使用。但是在使用前一定要在清單文件中加入使用藍(lán)牙的權(quán)限。

(2) Excel文件導(dǎo)入導(dǎo)出的實(shí)現(xiàn)

在Android中沒有對Excel文件操作的jar包和類庫，必須要使用第三方的jxl.jar來導(dǎo)入Excel文件。將學(xué)生考勤信息用Excel表單的形式倒出到SD卡上，使用jxl.jar包中帶的方法，ExcleUtils類中的導(dǎo)入導(dǎo)出方法將數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

(3) 考勤文件備份到云服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)

文件備份其實(shí)就是將本地文件的上傳和網(wǎng)絡(luò)文件的下載。國內(nèi)有很多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商提供這種服務(wù)，經(jīng)過對比后發(fā)現(xiàn)阿里云相對于其他的服務(wù)有著集成簡單，支持?jǐn)帱c(diǎn)下載，支持文件的自動(dòng)去重的優(yōu)點(diǎn)。在集成時(shí)要下載它最新的SDK文件，要注意系統(tǒng)的AccessKey和AccessID的準(zhǔn)確性，及自己的本地文件的路經(jīng)，否則會(huì)出現(xiàn)上傳下載失敗的現(xiàn)象?？梢愿鶕?jù)他的回調(diào)來確定上傳下載文件的具體情況。主要用到AliActivity類，aliyun-oss-sdk-android-2.3.jar, Okhttputils框架，putObjectRequest類和getObjetRequest類，getResult.getObjectContent()，getDatabasePath()方法等。

2.2 本地?cái)?shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的整體E-R圖如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)庫整體E-R圖

本地?cái)?shù)據(jù)庫SQLite的實(shí)現(xiàn)：

(1) 先在項(xiàng)目進(jìn)行配置

(2) 創(chuàng)建各個(gè)類，在類外加注解@Entity，屬性加注解@Property，須設(shè)置id

(3) 點(diǎn)擊Make Project生成表

(4) 對表進(jìn)行操作，如增加(insert)，刪除(delete)，查找(loadAll)，修改(updata)

3 系統(tǒng)測試

用戶可以在登錄成功進(jìn)入主頁面后點(diǎn)擊掃描周圍藍(lán)牙設(shè)備的按鈕，打開自己的藍(lán)牙模塊掃描周圍的藍(lán)牙設(shè)備，來與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的學(xué)生信息作比對，當(dāng)藍(lán)牙掃描到周圍的藍(lán)牙設(shè)備時(shí)會(huì)將結(jié)果展示給用戶，用戶需要手動(dòng)輸入課程信息，點(diǎn)擊點(diǎn)名按鈕來進(jìn)行考勤。主要模塊如圖5所示。

圖5 考勤模塊測試

4 總結(jié)

針對現(xiàn)在各大高校的考勤現(xiàn)狀，基于Android系統(tǒng)的藍(lán)牙模塊，設(shè)計(jì)了一款藍(lán)牙課堂考勤系統(tǒng)，可以通過掃描周圍的藍(lán)牙設(shè)備來與數(shù)據(jù)庫中的學(xué)生信息進(jìn)行匹配，從而得出課堂上學(xué)生的考勤情況。與傳統(tǒng)考勤方式相比，本系統(tǒng)有著方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)登錄模塊和數(shù)據(jù)備份模塊也保證了系統(tǒng)的安全性，從而提高了教學(xué)效率。但是系統(tǒng)仍然存在一些不足之處，如不能同時(shí)支持學(xué)生使用使得學(xué)生不能及時(shí)了解自己的考勤成績，這就需要后續(xù)完善系統(tǒng)。