基于Android的教室預約系統的設計與實現

楊晨

關鍵詞：Android；智能手機；教室預約系統；Android Studio

隨著科技不斷進步，信息化和智能化的教學管理方式已經成為一種必然的趨勢[1]。在現今的高校當中，教室是學生和教師均需使用的有限資源，無論是教師上課還是學生去教室上自習，都需要預先知道教室的使用情況。隨著高校規模不斷地擴大，師生的數量在逐漸增多，教學樓也越建越多，這使得教室的信息統計管理規模也逐步增多，信息量大難以及時得到更新[2]。近年來，伴隨著移動互聯網和信息技術的不斷發展，智能手機逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分，同時它也擁有著高效的計算能力和便攜性。智能手機就像私人用戶的電腦一樣，它的操作系統是完全獨立的，用戶可以在手機上安裝各種軟件，如微信、QQ、百度等，通過安裝這些軟件對手機的功能進行補充，并且可以利用移動通信網絡來實現無線網絡的接入。智能手機除了可以撥打電話、接發信息外，還具備了PDA的大部分功能，特別是個人信息管理以及基于無線數據通信的瀏覽器和電子郵件功能[3]。隨著互聯網與信息技術的快速發展，社會中的許多領域已經運用了信息技術，低效的教學管理、人工操作的煩瑣性和師生對教學現代化的需求使得通過一個教室預約系統來預約教室變得十分必要[4]。

1 系統的需求分析

1.1概述

基于Android系統的教室預約系統的設計與實現是通過Java語言來完成的，主要是實現教室預約的信息化管理，完善教室預約流程。通過本系統讓教室預約更加科學化，同時節省了人力、物力、財力，使得有限的教室資源得到合理利用。教師可以登錄自己的賬號來預約教室、查看預約信息，學生可以登錄本系統來查詢空閑教室進行自習。系統主要分為登錄模塊、教室查詢模塊、教室預約模塊和公告模塊，讓師生通過系統就能預約到教室。

1.2 系統的可行性分析

1.2.1 技術可行性

在教室預約系統的開發中，一般采用Java作為系統的開發語言，它的學習難度適中，比較適合安卓App應用的開發，對于許多開發人員來說花費少許時間就能了解并掌握一些簡單的開發技術。硬件設備的操作系統可以選擇Windows XP及其以上版本的，安裝An?droid Studio，配置JDK環境變量，并準備安卓手機一部。只需要一臺電腦和一部安卓手機就可以進行開發。從技術方面來看，實現教室預約系統是可行的。

1.2.2 經濟可行性

本系統的主要目標是讓教師和學生可以在手機上成功預約教室，使得師生的預約更加便利。本系統所需要搭建的開發環境是免費的，在互聯網上可以進行下載并安裝。此外，本系統的開發并不需要任何團隊，只需要一個人，一部電腦，一臺手機，即可進行開發，原則上不需要多少成本。系統實現后，師生便可以免費下載此應用，給他們預約教室帶來了便利。從經濟方面來看，實現教室預約系統是可行的。

1.2.3 實用性

本系統主要是為教師和學生設計的，教師可以登錄系統預約教室來上課，學生可以登錄系統預約教室上自習，師生通過信息化的預約來減輕管理員的壓力，不再需要手工預約，節省了大量的人力、物力、財力，給師生的學習生活帶來了便利。所以，教室預約系統是十分實用的。

1.3 系統的性能需求

1.3.1 響應速度

因為日常生活中師生經常運用本系統預約教室，所以要求系統的響應速度要快，盡量滿足用戶的可用性需求，該系統的最大響應速度不應該超過十秒。本系統會通過數據庫的優化來提升系統的性能需求。

1.3.2 兼容性

因為本教室預約系統是針對教師和學生來設計的，所以系統的兼容性也很重要。但是由于本系統比較簡易，所以只需要兼容低版本的Android系統即可。基本滿足系統的兼容性需求，完成系統的設計。

1.3.3 運行穩定性

本系統設計開發后，要確保系統運行的安全性和穩定性，內存盡量少，不能出現內存泄漏的問題，還要保障系統可以可靠運行。因此，本系統設計成功后，需要進行運行測試，來確保預約系統的運行穩定。

2 系統的總體設計

2.1 系統的設計思路

基于Android 系統的教室預約系統分為登錄模塊，教室查詢模塊，教室預約模塊等，用戶在成功登錄系統后，為其提供教室預約的便利功能。

2.2 系統的設計架構

基于Android系統的教室預約系統面對的主要對象是教師和學生，它的核心功能是完成教室的網上預約。師生在登錄系統后可以進行操作，從而實現預約功能。

2.3 系統的功能模塊

登錄系統功能：首先進入系統之前必須完善用戶信息（用戶名即學號，在進校時已擁有），設置自己的密碼，然后輸入自己的個人賬號和密碼進入系統。

系統菜單功能：登錄系統后，系統的菜單會顯示三個模塊，用戶可以根據自己的需求選擇相應的模塊進入即可。

用戶端：1） 查詢教室：用戶可查詢教學樓內所有教室的具體位置信息。2） 預約教室：用戶在查詢到合適的教室后，可以及時預約，如果已經被預約，可以選擇其他教室進行預約。3） 公告信息：用戶可以在公告模塊看到教室的相關信息安排，比如：考試考場的安排以及教室內失物招領的信息等。

2.3.1 登錄信息功能

用戶（教師和學生）可以通過輸入自己的賬號與密碼登錄系統，這些登錄信息存放在服務器當中，然后完善自己的個人信息。登錄之后，用戶將進入到主菜單中，主菜單中有相應的功能模塊，模塊中有查詢教室、預約教室、查看公告等功能，用戶可以根據自己的需求進入相應的模塊即可。

2.3.2 教室預約功能

教室預約業務的主要對象是教師和學生，師生可以根據自己的需求預約教室，查詢到教室后進行預約申請，申請時可以填寫預約的時間，然后提交申請。師生預約教室成功后可以在列表中查看到自己的預約信息，包括使用日期、開始時間、結束時間、教室位置等。

在此模塊中，主要有三個功能，一個是教室的查詢功能，師生是通過搜索樓號、層數和教室房間號查詢到符合自己需求的教室，然后進行預約。另一個是預約信息的填寫功能，包括使用日期、開始時間、結束時間等預約信息。最后是預約教室的查看功能，師生預定教室成功后，可以根據自己的預約信息在列表中查看到已經預定的教室，并且可以根據自己的需要取消預約。這三個功能主要構成了教室預約模塊的整體功能框架，是系統的一個重要組成模塊。

2.3.3 教室查詢功能

教室查詢的參與對象主要是教師和學生，在教室查詢模塊中，教師和學生可以根據自己的需求尋找教室，選擇樓號、層數、教室號進行設置，然后師生才能夠通過相關信息在教室預約模塊中進行合理預約。

2.3.4 公告功能

公告模塊的功能主要是公告信息功能，師生可以在此模塊中查看關于教室安排的相關信息。在公告模塊中，用戶主要是查看公告信息。公告內容主要是有關教室安排的信息，比如考試考場教室的安排，在教室丟失東西的失物招領的信息等，其中查看的主要對象是教師和學生。

2.4 數據庫的功能

數據是應用程序的核心，而數據庫是用來提供數據存儲、數據讀取和數據維護的平臺。本教室預約系統的各個功能環節，如用戶登錄、教室查詢、教室預約、取消預約、查看公告等都離不開數據庫的存儲和管理數據。

數據庫具有如下功能[5-7]：1） 數據定義功能。DBMS提供相應數據語言來定義（DDL） 數據庫結構。2） 數據存儲功能。DBMS提供數據操縱語言（DML） ，實現對數據庫數據的基本存取操作：檢索、插入、修改和刪除。3） 數據庫運行管理功能。DBMS提供數據控制功能，以確保數據正確有效。4） 數據庫的傳輸。DBMS提供處理數據的傳輸，實現用戶程序與DBMS之間的通信，通常與操作系統協調完成。

3 系統的詳細設計

3.1 登錄模塊設計

本模塊的主要功能是對登錄系統的用戶進行身份驗證，只有注冊成功的用戶才可以進行登錄操作。

用戶在輸入用戶名和密碼后，點擊確認按鈕，系統會將信息傳遞到服務器進行驗證，成功后即可進入主菜單界面。以下是本系統設計的用戶入口界面，用戶通過點擊軟件進入登錄模塊，師生可以通過自己的賬號和密碼進行登錄，登錄信息保存在服務器中。

登錄模塊實現用戶的登錄功能過程如下：用戶點擊軟件，進入到登錄界面，師生可以輸入自己的賬號和密碼來登錄進入本系統。在此過程中，輸入密碼時可以選擇記住密碼，也可以選擇手動填充密碼，然后把登錄信息傳遞到服務器中進行身份驗證。若密碼和賬號與服務器的信息匹配成功，則會登錄進入到主菜單中；若驗證匹配失敗，用戶須重新輸入賬號和密碼進行再次登錄。登錄模塊是用來確保系統的安全性，對整個系統用戶的信息起到一個保障作用。

登錄模塊有兩個文本框，分別是實現用戶名輸入、密碼輸入這兩個功能。

用戶登錄的功能處理順序是，用戶輸入登錄信息傳遞到前臺程序，然后前臺程序把登錄請求發送到后臺程序，把用戶信息驗證傳遞到數據庫進行驗證操作，然后把反饋的驗證結果發送到后臺程序，服務器根據驗證請求結果完成登錄請求響應，登錄信息驗證成功即可進入主菜單頁面，失敗則需要重新登錄。

用戶在實現了登錄功能后，就進入到功能選擇界面，通過可選擇的功能接口函數來進入不同的功能模塊，如教室查詢模塊、教室預約模塊和公告模塊。用戶即可通過觸摸屏點擊想要進入的模塊，實現進一步的跳轉，到下一個功能接口。

3.2 教室查詢模塊設計

本模塊的主要功能是讓用戶可以通過樓號、層數以及教室號查詢到合適的教室，只有用戶設置了查詢條件后才能查看相關的教室信息。用戶在登錄進入系統后，進入到主菜單中，其中一個就是教室查詢模塊。

本系統設計的查詢教室功能實現如下：用戶根據自己的需求進入了教室查詢模塊，可以通過設定的查詢條件查詢教室，比如教學樓號，系統設置的a與b兩棟樓；樓層是6層，從1到6層；教學樓每層共有1到9號教室。用戶選擇需要的教室后，教室信息會傳到服務器進行預約，若教室符合條件，信息會儲存到服務器當中，說明查詢到的教室符合預約條件。系統總體滿足了用戶查詢教室的需求。師生通過查詢模塊使得教室預約更加便利，并加大了教室資源的利用率，是非常有用的。

用戶點擊確定按鈕后，會向后臺發送相應的請求，然后根據用戶的請求完成相關操作。

教室查詢的功能處理順序是，用戶輸入了查詢信息后，信息傳遞到前臺程序，然后前臺程序把查詢請求發送到后臺程序，把設置的查詢信息傳遞到數據庫進行操作，然后把反饋的查詢結果發送到后臺程序，服務器根據查詢請求結果完成查詢請求響應，查詢教室成功即可在界面內查看到教室信息。

3.3 教室預約模塊設計

本模塊的主要功能是，登錄系統的用戶通過填寫預約信息來達到預約教室的目的。用戶在查詢到適合自己需求的教室后，就開始進入教室預約模塊來實現預約功能。

用戶在進入教室預約模塊后，需要填寫預約信息，首先需要選擇樓號a還是b，然后選擇教室號，樓層從1到6，教室號從1到9。在選擇完滿足自己需求的教室后，用戶需要填寫時間信息，選擇使用日期、開始時間和結束時間，然后點擊確定按鈕，成功預約。

當然，關鍵的一環是選擇的教室是否滿足預約條件，這個條件在教室查詢模塊已經選擇好了。如果選擇的教室滿足預約條件，則預約信息會保存到數據庫，成功預約到教室；如果不滿足條件，用戶則需要重新開始預約。

用戶可以根據自己的需求點擊預約按鈕，系統會通過預約信息來完成相關操作，并把預約結果反饋給用戶。

教室預約的功能處理順序是，用戶輸入了預約教室信息后，信息傳遞到前臺程序，然后前臺程序把預約請求發送到后臺程序，把預約教室信息傳遞到數據庫進行操作，然后把反饋的預約結果發送到后臺程序，服務器根據預約請求結果完成預約請求響應，預約教室成功即可在界面內查看到預約教室信息。

其次，在教室預約模塊中，還有一個取消預約的功能。用戶可以根據自己的需求把已經預定的教室取消。

首先，用戶進入預約教室模塊，在已經預約教室成功的界面中有個取消預約按鈕。如果用戶需要取消預約，那么只需要在界面中點擊取消預約按鈕，那么系統則會通知服務器，使數據庫的預約信息被刪除，就實現了取消預約的功能，這也極大地避免了教室資源的浪費。

3.4 公告模塊設計

系統的一大模塊就是公告模塊，本模塊的主要功能是為用戶提供相關的教室信息。

用戶進入公告模塊后，可以查看與教室安排相關的信息，比如期末考試和四六級考試的教室安排，還有遺失物品的相關信息等，此公告模塊主要是方便師生的學習生活，并提供了一些必要的信息。

3.5 數據庫模塊設計

數據庫的設計是項目開發中非常關鍵的一環，在本系統應用中也同樣關鍵。同時，此教室預約系統選擇Android SQLite作為本系統的數據庫。

系統的參與對象主要是教師和學生，其中教師是可以實現一對多的預約，一個教師可以預約多個教室，學生也可以根據自身的需要來預約教室。其中系統的具體表結構如下所示。

教學樓表中主要字段設計了教學樓號、樓層、教室號，教學樓表結構如表1所示。

教室表中主要字段有教室號、序號、教學樓，教室表結構如表2所示。

預定表中主要有序號、教室號、使用日期、開始時間、結束時間、用戶名，預定表結構如表3所示。

4 系統功能測試

該系統主要是對其各模塊功能進行測試，看看各模塊是否能滿足用戶的功能需求[8]。主要是測試以下各模塊功能：系統軟件的運行、登錄功能、查詢教室功能、預約教室功能以及查看公告功能。

4.1 系統運行測試

系統運行測試，主要是測試軟件能否正常運行。當用戶點擊該教室預約系統時，看看能不能進入登錄界面。測試結果如圖1所示。

在圖1中，用戶點擊該教室預約系統軟件，成功進入登錄界面，證明該系統可以在手機上正常運行，測試成功。

4.2 用戶登錄測試

用戶登錄測試，主要是測試登錄模塊是否能實現登錄功能，當用戶名和密碼相匹配時能否登錄進入系統的主界面。這個登錄測試過程需要用戶名和密碼，測試數據如下：登錄名稱=“yc”，用戶密碼=“123”，這組數據是已經存儲在數據庫中的，所以根據系統設計是可以進行登錄的。當用戶輸入用戶名和密碼，再點擊登錄按鈕時，系統會將用戶名與密碼提交到服務器中進行驗證，如果用戶名和密碼不匹配，則不能夠登錄系統。測試結果如圖2所示。

在圖2中，當用戶輸入相應的登錄名稱和密碼時，點擊登錄按鈕，成功登錄進入了系統，說明本系統已實現登錄功能。用戶登錄測試成功。

4.3 教室查詢測試

教室查詢測試，主要是測試用戶填入相應的教學樓號、層數和教室號后，點擊確定按鈕，能否查詢到教室的位置信息，位置信息顯示是否正確。當用戶進入教室查詢模塊時，填寫所需要的教室信息，如教學樓號、樓層數、教室號。在數據庫中已經存儲的數據有：教學樓號a和b，樓層1到6層，教室號1到9號，所以填寫教室的相關信息來測試查詢功能是否能夠實現。測試結果如圖3所示。

當用戶輸入相關的教室信息時（教學樓a樓、第6層、第9間），點擊確定按鈕，顯示“教學樓信息添加成功”，界面中會顯示可以預約的教室信息，并對界面中顯示的數據和數據庫中的數據進行比對，驗證了數據是正確的。該測試過程說明系統能夠實現教室查詢功能，教室查詢測試成功。

4.4 教室預約測試

教室預約測試，主要是測試用戶預約教室，如果教室符合預約條件是否可以成功。在用戶查詢到可以預約的教室后，選擇符合自己需求的教室進行預約，點擊預約按鈕，進入到預約界面，用戶需選擇自己的教室使用日期，開始時間和結束時間，然后點擊確定按鈕，來測試教室預約功能是否能夠實現。測試結果如圖4、圖5所示。

用戶選擇完預約教室的使用日期（2022-6-30） 、開始時間（8：20） 和結束時間（10：00） 后，點擊確定按鈕，界面會顯示“教室預約成功”幾個字樣，并且用戶可以在界面中查看到關于教室的預約信息，那么用戶預約教室成功。該測試過程說明系統能夠實現預約教室的功能，教室預約測試成功。

4.5 預約取消測試

預約取消測試，主要是測試用戶能否取消已經預約的教室。用戶在進入教室預約界面后，點擊取消按鈕，信息會反饋到服務器，并把數據庫的預約信息刪除，實現預約取消的功能。測試結果如圖6所示。

用戶在教室預約界面內可以看見有個取消預約按鈕，然后點擊該按鈕，界面則會顯示“預約已經取消”幾個字樣，表明預約已經成功取消。該測試過程說明系統能夠實現取消預約的功能，預約取消測試成功。

4.6 查看公告測試

查看公告測試，主要是測試用戶能否進入公告界面，模塊是否存在公告信息。測試結果如圖7所示。

用戶在主界面內點擊公告按鈕，就能夠進入公告模塊，查看公告內容，為用戶提供了信息的便利。該測試過程說明系統能夠實現查看公告的功能，查看公告測試成功。

5 小結

成功地設計并實現了教室預約系統。本系統是基于Android系統實現的，所以需要研究Android平臺的體系結構。本系統是通過模塊化的劃分來設計并實現系統的各個功能，其中運用了流程圖、用例圖、框圖等形式進行系統的需求分析。本系統主要包括四大模塊，分別為登錄模塊、教室查詢模塊、教室預約模塊和公告模塊，其中實現了用戶登錄功能、教室查詢功能、教室預約功能、取消預約功能、查看公告功能等。由于是基于Android系統的教室預約系統，所以用戶可以在手機中登錄系統，進行教室預約。