基于Android手機(jī)的課堂點(diǎn)名軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳三清　殷鵬

摘要；隨著當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和手機(jī)的日趨普及，很多傳統(tǒng)的應(yīng)用被開發(fā)出來運(yùn)用到手機(jī)上；該文針對(duì)傳統(tǒng)點(diǎn)名方式的不足設(shè)計(jì)出一款點(diǎn)名軟件，實(shí)現(xiàn)多途徑的手機(jī)點(diǎn)名，該文首先簡(jiǎn)介了實(shí)現(xiàn)Android手機(jī)點(diǎn)名的藍(lán)牙技術(shù)和二維碼技術(shù)，接著闡述了點(diǎn)名系統(tǒng)的總體架構(gòu)、APP功能設(shè)計(jì)及界面設(shè)計(jì)問題，最后重點(diǎn)討論了藍(lán)牙簽到和掃碼簽到的程序編程實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：Android；藍(lán)牙；二維碼；手機(jī)點(diǎn)名；簽到

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）07-0095-04

點(diǎn)名作為一種考勤方法，常用于高校課程教學(xué)過程中，用來考查學(xué)生到課情況，掌控課程紀(jì)律，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)積極到課學(xué)習(xí)。點(diǎn)名的方式有傳統(tǒng)紙質(zhì)點(diǎn)名的，也有使用指紋技術(shù)實(shí)現(xiàn)的、多媒體投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)的等多種方式，這些方法各有優(yōu)點(diǎn)，也有明顯的缺點(diǎn)，都很難同時(shí)滿足資金、效率、易用性等多方面的要求。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和手機(jī)的日趨普及，當(dāng)前很多傳統(tǒng)的應(yīng)用被開發(fā)出來運(yùn)用到手機(jī)上，手機(jī)上的各種應(yīng)用也是層出不窮，基于藍(lán)牙技術(shù)或二維碼技術(shù)的手機(jī)應(yīng)用也逐漸多了起來，也出現(xiàn)了基于Android手機(jī)的點(diǎn)名軟件；由于藍(lán)牙和二維碼掃碼幾乎是當(dāng)前所有智能手機(jī)必備的基本功能，而藍(lán)牙的使用和二維碼的掃描都非常簡(jiǎn)單，結(jié)合這兩者的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使用Java應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款綜合功能軟件，提供多途徑點(diǎn)名方式，力圖解決傳統(tǒng)點(diǎn)名方法中存在的問題，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單快捷的點(diǎn)名，提高課堂教學(xué)效率。

1關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙（Bluetooth）是一種支持設(shè)備短距離（一般10m內(nèi)）通信的無線電技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段，其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。藍(lán)牙采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。自從愛立信公司2001年8月推出第一款內(nèi)置藍(lán)牙手機(jī)索尼愛立信T39mc以后，藍(lán)牙功能幾乎是所有智能手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置之一。

藍(lán)牙適配器就是各種數(shù)碼產(chǎn)品能適用藍(lán)牙設(shè)備的接口轉(zhuǎn)換器，它采用了全球通用的短距離無線連接技術(shù)。利用藍(lán)牙技術(shù)，能夠有效的簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無效通信擴(kuò)寬道路。

利用藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)時(shí)用到的Java包主要是an-droi&bluetooth，它提供主要類包括藍(lán)牙適配器類BluetoothA-dapter、藍(lán)牙裝置類BluetoothDevice、藍(lán)牙管理類Bluetooth-Manager、藍(lán)牙服務(wù)器端類BluetoothServerSocket、藍(lán)牙客戶端類BluetoothSocket等，通過調(diào)用這些類包中的方法可以快速設(shè)計(jì)基于藍(lán)牙技術(shù)的各種應(yīng)用。

要在Android應(yīng)用程序中使用藍(lán)牙特性，必須聲明兩個(gè)藍(lán)牙權(quán)限；

1.2二維碼技術(shù)

二維條形碼最早發(fā)明于日本，它是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的，在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個(gè)字符占有一定的寬度；具有一定的校驗(yàn)功能等。同時(shí)還具有對(duì)不同行的信息自動(dòng)識(shí)別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點(diǎn)。

二維碼的名稱是相對(duì)于一維碼來說的，比如以前的條形碼就是一個(gè)“一維碼”，它的優(yōu)點(diǎn)有：二維碼存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量更大；可以包含數(shù)字、字符，及中文文本等混合內(nèi)容；有一定的容錯(cuò)性（在部分損壞以后可以正常讀取）；空間利用率高等。

QR（Quick-Response）code是被廣泛使用的一種二維碼，解碼速度快。ZXing是Google提供的一個(gè)開源Java類庫用于解析多種格式的條形1D/2D條形碼，能夠?qū)R、DataMatrix二維碼以及條形碼進(jìn)行解碼。由于二維碼生成和解碼過程實(shí)際是一個(gè)非常復(fù)雜過程，如果每一個(gè)開發(fā)者都要自己編寫所有的過程的話，將十分費(fèi)時(shí)和花費(fèi)精力，因此目前基于二維碼的應(yīng)用開發(fā)一般都會(huì)用到Zxing類庫，ZXing類庫包含了應(yīng)用開發(fā)所需編碼、解碼的模塊和函數(shù)，在開發(fā)程序時(shí)可以借助ZX-ing提供的類庫，調(diào)用這些模塊或函數(shù)，可以大大降低開發(fā)過程的復(fù)雜性，快速的開發(fā)出屬于自己特定應(yīng)用的二維碼解碼軟件。

2點(diǎn)名軟件總體設(shè)計(jì)

2.1總體設(shè)計(jì)概述

本系統(tǒng)基于客戶端—服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖1），分為服務(wù)端和客戶端程序，分別采用不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，客戶端程序通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進(jìn)行交互和數(shù)據(jù)通信。

服務(wù)器端：主要用來存儲(chǔ)學(xué)生信息、班級(jí)信息、課程信息等，以及完成與客戶端的數(shù)據(jù)交互，包括登錄驗(yàn)證、數(shù)據(jù)請(qǐng)求、數(shù)據(jù)傳送及數(shù)據(jù)保存；服務(wù)器端采用PHP+MySQL+Tomcat方式實(shí)現(xiàn)，PHP作為后臺(tái)開發(fā)語言，MySQL用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，Tomcat服務(wù)器用來響應(yīng)客戶端的服務(wù)請(qǐng)求及返回客戶端所需的數(shù)據(jù)。

Android客戶端：是設(shè)計(jì)的重心，用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，采用Android Studio+Java的方式開發(fā)，Android Studio是Google公司力推的開發(fā)環(huán)境，具有智能化、集成度高、使用簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)，使用Android Studio代替eclipse開發(fā)環(huán)境是An-droid應(yīng)用開發(fā)的必然發(fā)展趨勢(shì)。

2.2APP端功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際使用需要和設(shè)計(jì)要求，App端總體功能模塊劃分如下：

APP端可以兩種類型的賬號(hào)登錄，教師賬號(hào)和學(xué)生賬號(hào)，不同賬號(hào)顯示不同的界面。以教師帳號(hào)登錄系統(tǒng)，如下圖3所示，系統(tǒng)主要包括四種功能；

1）常規(guī)點(diǎn)名：將傳統(tǒng)的紙質(zhì)點(diǎn)名方式通過Android的控件模擬，實(shí)現(xiàn)通常的“正?！?、“遲到”、“曠課”、“請(qǐng)假”等情況；

2）藍(lán)牙點(diǎn)名；開啟藍(lán)牙設(shè)備，掃描；周圍的手機(jī)設(shè)備，將掃描到的設(shè)備記錄下來，記錄到服務(wù)器，完成快速點(diǎn)名。

3）掃描點(diǎn)名：教師帳號(hào)登錄成功后生成課程的二維碼，學(xué)生帳號(hào)登錄程序后掃描二維碼，就可以自動(dòng)簽到。

4）簽到統(tǒng)計(jì)：可以按不同的學(xué)期，統(tǒng)計(jì)某一門課程所有學(xué)生的出勤情況。

以學(xué)生帳號(hào)登錄系統(tǒng)，如下圖4所示，系統(tǒng)主要包括兩種功能；

1）掃碼簽到：掃描教師端課程二維碼，自動(dòng)完成簽到。

2）簽到統(tǒng)計(jì)：可以按課程查詢自己的出勤情況，包括曠課、遲到、請(qǐng)假等次數(shù)情況。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1藍(lán)牙簽到實(shí)現(xiàn)

用戶以教師帳號(hào)登錄系統(tǒng)，進(jìn)入主界面（圖3）后，點(diǎn)擊“藍(lán)牙簽到”進(jìn)入藍(lán)牙簽到的主界面（圖5）。

然后就可以開始點(diǎn)名，使用流程如下；

1）通過“設(shè)置”按鈕開啟藍(lán)牙功能，并使手機(jī)對(duì)附近所有的藍(lán)牙設(shè)備可見；

2）點(diǎn)擊“開始搜索”按鈕開啟藍(lán)牙掃描，掃描附件藍(lán)牙設(shè)備；

3）掃描結(jié)束后，通過“簽到”按鈕，選擇課程（如圖6），經(jīng)過與數(shù)據(jù)庫中的記錄比對(duì)成功后，將名單寫入數(shù)據(jù)庫，一次性完成點(diǎn)名操作。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，需首先獲取藍(lán)牙設(shè)置適配器，

BluetoothAdapter bluetoothAdapter—BluetoothAdapter.getDe{aultAdapter（）；

接著使用以下語句調(diào)用系統(tǒng)設(shè)置界面，開啟藍(lán)牙，使手機(jī)對(duì)附近所有的藍(lán)牙設(shè)備可見：

startActivity{new Intent（Settings.ACTION_BLUE-TOOTH_SETTINGS）}；

然后設(shè)置搜索按鈕的監(jiān)聽事件，開啟藍(lán)牙掃描，搜索附件的設(shè)備：

由于搜索的藍(lán)牙設(shè)備不斷出現(xiàn)，設(shè)備列表需要不斷更新，故需要設(shè)置廣播監(jiān)聽，當(dāng)有設(shè)備出現(xiàn)時(shí)，將設(shè)備添加到設(shè)備列表中：

要實(shí)現(xiàn)此功能，需在Activity中的onStart（）方法中，注冊(cè)廣播接收器：

如圖所示，當(dāng)點(diǎn)擊“簽到”按鈕時(shí)，可以根據(jù)當(dāng)前課程，將當(dāng)前設(shè)備名稱與班級(jí)名單匹配后，再寫入到服務(wù)器中，完整自動(dòng)點(diǎn)名，實(shí)現(xiàn)如下：

3.2二維碼簽到實(shí)現(xiàn)

二維碼掃碼簽到需首先以教師帳號(hào)登錄，進(jìn)入用戶主界面后，點(diǎn)擊“二維碼生成”，可選擇不同課程（圖7），生成不同的二維碼（如圖8）：

要實(shí)現(xiàn)生成二維碼，首先需在項(xiàng)目工程中導(dǎo)入二維碼架包Zxing，然后調(diào)用架包中的方法生成二維碼，使用非常簡(jiǎn)單；

其中，QRUtils.eneodeToQRWidth（）方法使用指定寬度生成一張Bitmap類型的圖片，也即是二維碼。

第二步，學(xué)生以學(xué)生帳號(hào)登錄，點(diǎn)擊圖中的“掃描簽到”，對(duì)準(zhǔn)第一步中二維碼圖片開始掃碼，就可以很快完成簽到（如圖9），如下：

此ScanBasicActivity是一個(gè)實(shí)現(xiàn)掃碼的基本功能框架，handlescanData（）是抽象方法，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，再實(shí)現(xiàn)其具體方法。

第二步，需要實(shí)現(xiàn)CameraBarcodeScan類的Camerascan-CallBack回調(diào)方法，初始化CameraBarcoclescan對(duì)象，使其隨Activity生命周期狀態(tài)的變化而變化。ScanActivity繼承Scan-BasicActivity并重寫getCameraScanData（）方法。

ScanActivity.java是實(shí)現(xiàn)掃描的主要過程，需重寫Activi-ty的生命周期中的函數(shù)，在其中實(shí)現(xiàn)CameraBarcodeScan對(duì)象使用狀態(tài)變化。getCameraScanData（String data）是回調(diào)方法，data是返回給用戶處理的字符串，在這里就是掃碼后獲得的二維碼結(jié)果。

最后一步是handleScanData（）方法的實(shí)現(xiàn)問題，因?yàn)樯傻亩S碼是"id："+"課程ID"的形式，因而掃碼的結(jié)果是獲得了一個(gè)指定形式的字符串，如；“id：01”，由于課程編號(hào)是唯一的，通過查詢課程編號(hào)可以獲取班級(jí)學(xué)生名單；再在學(xué)生名單中查詢指定帳號(hào)，如果存在與指定登錄號(hào)匹配的帳號(hào)，就可在相應(yīng)的課程記錄上標(biāo)記簽到成功。

4結(jié)束語

課堂點(diǎn)名是高校教學(xué)中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)點(diǎn)名過程，凸顯教學(xué)主體地位，本文根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了一款集常規(guī)點(diǎn)名、藍(lán)牙點(diǎn)名和掃描簽到三種點(diǎn)名方式于一體的手機(jī)軟件，可在Android手機(jī)上利用藍(lán)牙技術(shù)、二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單快捷的點(diǎn)名簽到，在手機(jī)日益普及的當(dāng)今，這給高校教師提供了一種全新的點(diǎn)名方式，也將極大的提高點(diǎn)名效率，同時(shí)師生也可及時(shí)地了解課程簽到信息。由于藍(lán)牙技術(shù)和二維碼技術(shù)是當(dāng)前移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)中比較前沿的技術(shù)，而本項(xiàng)目研究應(yīng)用了這一最新技術(shù)，因而本項(xiàng)目具有一定的創(chuàng)新性，在高校中具有潛在的應(yīng)用前景。