基于Android的測繪教學(xué)儀器管理系統(tǒng)設(shè)計

于海潮，楊金玲，魏園程，譚仁亮，魏宇強，孫昌文

(黑龍江工程學(xué)院 測繪工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

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基于Android的測繪教學(xué)儀器管理系統(tǒng)設(shè)計

于海潮，楊金玲，魏園程，譚仁亮，魏宇強，孫昌文

(黑龍江工程學(xué)院 測繪工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

摘要：通過對目前測繪類高校實驗室測繪教學(xué)儀器管理與維護中存在問題進行分析，基于Android系統(tǒng)設(shè)計一套智能化、信息化、嚴(yán)密的測繪儀器管理解決方案，本管理系統(tǒng)能夠進一步提高測繪實驗室儀器設(shè)備的使用效率，簡化實驗人員對測繪儀器設(shè)備的管理與維護，從而提高測繪實習(xí)實踐的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：Android；SQLite3；二維碼；條形碼；智能終端

在國家大力發(fā)展教育的方針政策支持下，各大測繪類高校實驗室的儀器設(shè)備在數(shù)量、種類等方面都有所增加。而傳統(tǒng)的測繪儀器設(shè)備的管理存在很多問題，如儀器進出實驗室的記錄方式采用原始的紙質(zhì)形式，容易損壞、遺失，很難進行科學(xué)的管理和查詢。同時，新時期的應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，但目前普遍存在的問題是：測繪類的實踐課多，管理測繪儀器的實驗室教師數(shù)量少，采用手工記錄的方式發(fā)放測繪儀器費時費力，若幾個實踐課同時進行，會造成實驗室門口的擁堵，影響實踐課的正常進行。而且測繪類實踐課幾乎都是在室外進行，經(jīng)常會發(fā)生測繪儀器的損壞，因此，實驗教師收儀器時需要逐一認(rèn)真仔細地查驗，耗時耗力。另外，采用原始的手工記錄儀器的使用和維護情況，很難掌握各儀器的使用頻率，對于個別有問題的儀器部件的維護更是無從下手。總之，目前高校測繪實驗室都存在對儀器的收發(fā)效率低、管理與維護難的問題[1]，因此，急需建立一套智能化、信息化、嚴(yán)密的測繪儀器管理解決方案，以解決對測繪儀器的科學(xué)管理與維護，進一步提高設(shè)備的使用效率，提高測繪實習(xí)實踐的教學(xué)質(zhì)量[2]。

隨著測繪科學(xué)的發(fā)展，新儀器新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，測繪儀器的管理也在不斷改革，與傳統(tǒng)的PC機管理終端相比，基于智能終端的測繪儀器的管理設(shè)備既可以是普通智能手機又可以是高級平板電腦，只需帶有Android系統(tǒng)，就可以滿足學(xué)生、儀器管理員等隨時隨地借還儀器的需求，因而顯示出極大的優(yōu)勢[3]。該管理設(shè)備具有輕便、隨機、靈活等優(yōu)點。

1Android智能平臺簡介

Android(安卓)是一個以Linux為基礎(chǔ)的開源移動設(shè)備操作系統(tǒng)，主要用于智能手機和平板電腦，由Google成立的開放手持設(shè)備聯(lián)盟(Open Handset Alliance,OHA)持續(xù)領(lǐng)導(dǎo)與開發(fā)[4-5]。主要具有以下3個特點[6-7]：

1)Android采用開源操作系統(tǒng)，源代碼向世界公開，Android平臺的應(yīng)用程序開發(fā)不受開發(fā)商和運營商的限制。

2)Android平臺是基于Linux內(nèi)核開發(fā)的操作平臺，通過調(diào)用硬件的接口，可輕松實現(xiàn)硬件的功能。

3)谷歌地圖、谷歌翻譯、谷歌搜索、谷歌郵件等Google服務(wù)產(chǎn)業(yè)都可與Android開發(fā)無縫結(jié)合。

2系統(tǒng)總體設(shè)計

根據(jù)目前高校實驗室測繪儀器的管理與維護需求，以Andriod為技術(shù)支撐，結(jié)合實驗室管理的實際情況，設(shè)計的系統(tǒng)具有如圖1所示的功能。

圖1　系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

1)學(xué)生信息管理。將每個學(xué)生的學(xué)號轉(zhuǎn)為二維碼，為學(xué)生提供唯一的標(biāo)識符；條形碼同樣為學(xué)生提供獨一無二的身份，只是圖形不同，識別的效率上也會有區(qū)別。另外，系統(tǒng)能夠添加、刪除、更新學(xué)生信息，方便對學(xué)生的管理。

2)儀器借還管理。此部分是管理的核心，可以通過對學(xué)生、測繪儀器二維碼的掃描實現(xiàn)儀器的借還。也可以對儀器的狀態(tài)進行查詢與管理，如果有需要還可以將儀器的狀態(tài)信息導(dǎo)出等。

3)儀器信息維護。將原有的儀器條碼轉(zhuǎn)換成二維碼，采用條碼或二維碼的掃描識別方式，能夠掌握該儀器設(shè)備最詳細信息。同時，歷史記錄能關(guān)聯(lián)到所有借過這個儀器或者設(shè)備的學(xué)生，包括歸還和未歸還；高級查找只需輸入一個數(shù)字便會提示全部相關(guān)的儀器編號。

3系統(tǒng)設(shè)計

3.1　系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

整個系統(tǒng)主要實現(xiàn)4個功能模塊，大體分為UI用戶界面的設(shè)計、二維碼和條形碼的生成與識別、數(shù)據(jù)庫的建立操作和文件的I/O流操作，如圖2所示。

圖2　功能模塊設(shè)計

1)UI用戶界面設(shè)計。遵循簡潔、大方的原則，主要分為學(xué)生信息管理模塊、儀器設(shè)備借還管理模塊和儀器設(shè)備信息管理模塊三個部分。

2)二維碼和條形碼的生成與識別。技術(shù)上主要通過Google提供的官方j(luò)ar包內(nèi)封裝的方法來實現(xiàn)二維碼和條形碼的生成和掃描識別。

3)數(shù)據(jù)庫的建立與操作。主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理，可以封裝一個類使對數(shù)據(jù)庫的操作更加方便，降低程序代碼的耦合。針對數(shù)據(jù)的增、查、改操作定義接口，將所有的操作方法都定義在接口內(nèi)。

4)I/O流文件的操作。此模塊負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)庫的某些數(shù)據(jù)導(dǎo)出到本文件或者辦公文件，以及對二維碼和條形碼圖像的生成并保存。

3.2　數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在數(shù)據(jù)庫中建立3張數(shù)據(jù)表，分別為：students、instruments_control、instruments。

學(xué)生信息表(students)包括姓名、學(xué)號、班級、電話和備注字段，學(xué)生的學(xué)號作為主鍵且不為空，如表1所示。

表1　學(xué)生信息

儀器借還表(instruments_control)字段有學(xué)生的學(xué)號、儀器編號、借出時間、儀器狀態(tài)、歸還時間、管理員以及詳細備注。本表的學(xué)號添加外鍵，記錄中不會出現(xiàn)學(xué)生信息表沒有的學(xué)號，如表2所示。

表2　儀器借還

儀器設(shè)備表(instruments)字段包含35個儀器設(shè)備的基本信息，主要字段是儀器編碼(t_code)，通過字段來查詢儀器設(shè)備的信息，如表3所示。

表3　儀器設(shè)備

4系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵代碼

…

//條形碼的生成方法

public static voidCreateOneDCode(String content,String path) {

BitMatrix matrix = null;

try {

matrix = new MultiFormatWriter().encode(content,BarcodeFormat.CODE_128,500,200);

int width = matrix.getWidth();

int height = matrix.getHeight();

int[]pixels = new int[width * height];

for (int y = 0;y < height;y++) {

for (int x = 0;x < width;x++) {

if (matrix.get(x,y)) {

pixels[y * width + x]= 0xff000000;

}else{

pixels[y * width + x]= 0xffffffff;

}

}

}

Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(width,height,Bitmap.Config.ARGB_8888);

bitmap.setPixels(pixels,0,width,0,0,width,height);

}

} catch (WriterException e) {

e.printStackTrace();

}

}

//二維碼的生成方法

public static void CreateTwoDCode(String content,String path) {

int width = 200,height = 200;

if (content.length() < 1) {

return;

}

try {

Hashtable hints = new Hashtable();

hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET,"utf-8");

BitMatrix bitMatrix = new QRCodeWriter().encode(content,BarcodeFormat.QR_CODE,width,height,hints);

int[]pixels = new int[width * height];

for (int y = 0;y < height;y++) {

for (int x = 0;x < width;x++) {

if (bitMatrix.get(x,y)) {

pixels[y * width + x]= 0xff000000;

} else {

pixels[y * width + x]= 0xffffffff;

}

}

}

Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(width,height,Bitmap.Config.ARGB_8888);

bitmap.setPixels(pixels,0,width,0,0,

width,height);

// 此處省略部分代碼……

} catch (WriterException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

5結(jié)束語

針對目前測繪類高校實驗室的測繪儀器管理中存在的問題，開發(fā)了一種基于Android的管理系統(tǒng)，基本解決了儀器收發(fā)效率低、管理與維護難的問題，提高了實驗室對儀器的管理與維護水平?，F(xiàn)在的移動設(shè)備支持多種硬件，比如：重力感應(yīng)器、陀螺儀、距離感應(yīng)器、磁場感應(yīng)器、振動等硬件設(shè)備，系統(tǒng)可以在這些硬件的幫助下變得更加快捷、完美。

參考文獻

[1]張海瑞,吳學(xué)饒,蘭小機.基于ArcGIS for Android野外實習(xí)數(shù)據(jù)采集與導(dǎo)航系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].測繪工程,2015,24(3):36-39.

[2]周山.基于Android智能手機的測繪軟件開發(fā)應(yīng)用探討[J].硅谷,2013,(15):41-42.

[3]楊萬全.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的儀器管理系統(tǒng)設(shè)計[J].周口師范學(xué)院學(xué)報,2014,31(5):134-136.

[4]郭宏志.Android應(yīng)用開發(fā)詳解[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

[5]吳亞峰.Android核心技術(shù)與實例詳解[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

[6]陳釗.Android程序主要組成部分概述[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(17):4-6.

[7]韓超.Android經(jīng)典應(yīng)用程序開發(fā)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2012.

[責(zé)任編輯：郝麗英]

Management system design of surveying and mapping teaching instrument based on Android

YU Hai-chao,YANG Jin-ling,WEI Yuan-cheng,TAN Ren-liang,WEI Yu-qiang,SUN Chang-wen

(College of Surveying and Mapping Engineering,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin 150050,China)

Abstract：Through the analysis of the problems existed in the surveying and mapping instrument management and maintenance of geomatics university laboratory,this paper based on the Android system designs a set of intelligent,informatization,rigorous management solutions to surveying and mapping instruments. This management system can further improve the utilization efficiency of instruments and equipment of surveying and mapping lab, simplify the management and maintenance of surveying and mapping instruments and equipment,and improve the teaching quality of specialized practice of surveying and mapping.

Key words：Android;SQLite3;QR code;bar code;intelligent terminal

作者簡介：于海潮(1992-)，男，本科生，研究方向：測繪工程.

基金項目：黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201411802017)

收稿日期：2015-07-07

中圖分類號：TP391.7

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-4679(2015)06-0041-03