基于WPF技術(shù)的教學信息查詢系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

曲廣強，關(guān)曉輝，楊永清，劉冬云，孫 悅

(東北電力大學教務處，吉林吉林132012)

高校教學管理信息量大、覆蓋面廣，為了方便及時與廣大師生交流信息，我們開發(fā)了一套基于多媒體電子觸摸屏的“高校教學管理信息查詢系統(tǒng)”，以往學生在教學樓內(nèi)需要通過紙質(zhì)課表或者逐個教室查找才能了解上課情況以及找到空閑教室，通過在教學樓大廳放置的觸摸屏以及教學信息查詢系統(tǒng)，廣大師生可快捷地查到所需要的信息。

1 WPF技術(shù)概述

WPF為Windows Presentation Foundation的縮寫，意思是基于windows的圖形界面處理，WPF［1］是微軟新一代圖形系統(tǒng)，運行在.NET Framework 3.0架構(gòu)下，為用戶界面、2D/3D圖形、文檔和媒體提供了統(tǒng)一的描述和操作方法。基于DirectX 9/10技術(shù)的WPF不僅帶來了前所未有的3D界面，而且其圖形向量渲染引擎也大大改進了傳統(tǒng)的2D界面，比如Vista中的半透明效果的窗體等都得益于WPF。程序員在WPF的幫助下，要開發(fā)出媲美Mac程序的酷炫界面已不再是遙不可及的奢望。WPF相對于Windows客戶端的開發(fā)來說，向前跨出了巨大的一步，它提供了超豐富的.NET UI框架，集成了矢量圖形，豐富的流動文字支持flow text support，3D視覺效果和強大無比的控件模型框架。

2 系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的功能設(shè)計

系統(tǒng)的主要服務對象為全校師生，根據(jù)用戶的使用需求并結(jié)合教務系統(tǒng)的實際情況，系統(tǒng)的主要功能模塊如圖1所示。

“二教課程查詢”和“三教課程查詢”模塊可以為師生提供第二教學樓和第三教學樓每個教室的課程信息，包括上課時間和上課教師信息;“課程課表查詢”模塊可以根據(jù)每一門課程查詢該課程的上課教室、任課老師及開課時間;“我要上自習”模塊專門為要上自習的學生提供支持，可快捷地找到當天第二教學樓和第三教學樓空余教室的信息，見圖1。

2.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

高校教學信息查詢系統(tǒng)主要由觸摸屏、Web服務和數(shù)據(jù)庫三部分組成。我校的觸摸屏教學信息查詢系統(tǒng)通過觸摸屏內(nèi)的軟件系統(tǒng)，訪問遠程的Web服務器，通過網(wǎng)絡即時地將數(shù)據(jù)庫的信息提取出來，顯示在觸摸屏屏幕上，用戶可以手動點擊進行各種信息［2］的查詢。

圖1 系統(tǒng)功能模塊圖

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)的實現(xiàn)及主要技術(shù)

3.1 源數(shù)據(jù)的獲取

根據(jù)本系統(tǒng)的功能設(shè)計要求，系統(tǒng)需要從教務管理系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)。根據(jù)安全性、可靠性和低耦合原則，系統(tǒng)不應從其他應用系統(tǒng)直接讀取數(shù)據(jù)庫，而應該選擇使用一定的中間接口，如WebService。本系統(tǒng)采用微軟的Windows Communication Foundation(WCF)技術(shù)，為現(xiàn)有的教務管理系統(tǒng)開發(fā)了數(shù)據(jù)接口。WCF是由微軟發(fā)展的一組數(shù)據(jù)通信的應用程序開發(fā)接口，可以翻譯為Windows通訊接口，它是.NET框架的一部分，由.NET Framework 3.0開始引入。WCF集合了大部分.NET Framework所提供的通信方式(如Web Service、.NET Remoting以及最基礎(chǔ)的Winsock等通信技術(shù))，通信雙方的溝通方式，由合約來訂定。通信雙方所遵循的通信方法，由協(xié)議綁定來訂定。通信期間的安全性，由雙方約定的安全性層次來訂定［3］。

3.2 界面的開發(fā)

WPF借助XAML來利用標記而不是編程語言(如C#)來構(gòu)造精美逼真的用戶界面(UI)?？梢酝ㄟ^定義控件、文本、圖像、形狀、動畫等各種元素，完全采用XAML來制作詳盡的UI文檔。

XAML簡化了.Net Framework 3.0編程模式上的用戶界面創(chuàng)建過程，使用XAML開發(fā)人員可以對WPF程序的所有用戶界面元素(例如文本、按鈕、圖像和列表框等)進行詳細的定置，同時還可以對整個界面進行合理化的布局，這與使用HTML［4］非常相似。但是由于XAML是基于XML的，所以它本身就是一個組織良好的XML文檔，而且相對于HTML，它的語法更嚴謹、更明確。

＜Button Name="btnsanjiao"Width="160px"Height="50px"Opacity="0"Click="btnsanjiao_Click"＞

＜Button.RenderTransform＞

＜TransformGroup＞

＜ RotateTransform Angle="11.154"/＞

＜TranslateTransform/＞

＜/TransformGroup＞

＜ /Button.RenderTransform＞

＜/Button＞

該代碼片斷是一個XAML元素，它包括一個開始標記、一個結(jié)束標記以及這兩個標記之間的內(nèi)容。在第1行代碼處的開始標記中還包含了兩個屬性，這兩個屬性的名稱分別為Name，Width，Height，Opac-ity和Click。我們可以通過"="號給這些屬性賦與一個相應的值，根據(jù)XAML的語法規(guī)則，這些屬性值必須使用雙引號包括起來。開始標記和結(jié)束標記之間則是元素內(nèi)容。

表1 XAML與HTML的對比信息

盡管XAML在元素的聲明、程序樣式的設(shè)置和指定事件處理程序上都和HTML非常類似，但是XAML是基于XML的，它是WPF的外在表現(xiàn)形式。而HTML主要是一種標記語言，僅僅是用來為瀏覽器呈現(xiàn)頁面內(nèi)容。

3.3 動畫的設(shè)計

WPF最重要的特色是對于矢量圖的超強特性，具有靈活、易擴展的動畫機制。兼容支持2D繪圖，比如矩形、自定義路徑，位圖等。文字顯示的增強，XPS和消鋸齒。三維強大的支持。包括3D控件級及事件，與2D及視頻合并打造更立體效果。

這段代碼是一個字符浮動的動畫。＜TextBlock.Triggers＞表示TextBlock的觸發(fā)事件，RoutedEvent="Button.Click"表示當鼠標按鈕按下時觸發(fā)TextBlock的觸發(fā)事件，去執(zhí)行特定的動畫效果。

圖3 首頁界面圖

3.4 數(shù)據(jù)的查詢

(1)教室信息的查詢。這里僅以“三教教室課表查詢”為例，查詢當天全課時每一個教室的課程安排，并以圖形的形式展現(xiàn)給師生，一目了然。主要查詢代碼如下:

圖4 教室信息查詢頁面

圖5 課程查詢頁面

圖6 空閑教室顯示頁面

(2)課程課表查詢。課程課表查詢可以查找全校全部開課課程的具體信息，如“ERP沙盤模擬實驗”，當您在屏幕鍵盤上按下E時，屏幕上會顯示，以E漢語拼音開頭的所有課程，然后點擊具體課程如“ERP沙盤模擬實驗”，屏幕會彈出一個窗口，顯示開課時間，開課教室和開課老師等信息。以下為本界面中按鈕事件代替鼠標滾動事件的主要技術(shù)代碼:

(3)我要上自習。這個功能是特別為需要上自習的學生而設(shè)計的，學生可以根據(jù)自己的具體情況，選擇需要上自習的時間和教學樓，就能很快的找到相應時間段內(nèi)的空閑教室信息。以下是本界面中文字浮動的關(guān)鍵技術(shù)代碼:

3.5 天氣預報的查詢

為了方便師生的出行，該系統(tǒng)還設(shè)有天氣預報查詢的功能，實時更新當天的天氣情況。天氣預報功能是根據(jù)調(diào)用外網(wǎng)的服務實現(xiàn)的，具體實現(xiàn)方法如下。

(1)getSupportCity

查詢本天氣預報Web Services支持的國內(nèi)外城市或地區(qū)信息。

輸入?yún)?shù):byProvinceName=指定的洲或國內(nèi)的省份，若為ALL或空則表示返回全部城市;返回數(shù)據(jù):一個一維字符串數(shù)組String()，結(jié)構(gòu)為:城市名稱(城市代碼)。

圖7 天氣預報查詢界面

(2)getSupportProvince

獲得本天氣預報Web Services支持的洲、國內(nèi)外省份和城市信息。

輸入?yún)?shù):無;返回數(shù)據(jù):一個一維字符串數(shù)組String()，內(nèi)容為洲或國內(nèi)省份的名稱。

(3)getWeatherbyCityName

根據(jù)城市或地區(qū)名稱查詢獲得未來三天內(nèi)天氣情況、現(xiàn)在的天氣實況、天氣和生活指數(shù)。

調(diào)用方法如下:輸入?yún)?shù):theCityName=城市中文名稱(國外城市可用英文)或城市代碼(不輸入默認為上海市)，如:上?；?8367，如有城市名稱重復請使用城市代碼查詢(可通過 getSupportCity或getSupportDataSet獲得);返回數(shù)據(jù):一個一維數(shù)組String(22)，共有23個元素。

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)投入運行后，可以在相關(guān)教學樓全天候安全運行，速度快，穩(wěn)定可靠，信息傳遞迅速、準確，查詢方便、使用靈活，提高了教學管理工作效率，系統(tǒng)經(jīng)過幾年的使用得到了廣大師生的一致好評。

［1］李響.葵花寶典—WPF自學手冊［M］.北京:電子工業(yè)出版社.

［2］姜瀚書，梁峰，于旭.數(shù)字化變電站集成保護信息共享通信特性分析研究［J］.東北電力大學學報，2014，34(2):66－67.

［3］〔美〕麥克默蒂等.WCF揭秘［M］.趙科平，譯.北京:人民郵電出版社，2008:11－16.

［4］楊波，馬秉堯，孫潤元，等.基于WAP的校園信息服務系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］.大連理工大學學報，2005，45(z1):291－294.