基于H5+Android的智慧校園一點通的設計與實現(xiàn)

曹先東，蔡振山，李晴，崔婕，任生花

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學，天津 300000）

1 背景

1.1 現(xiàn)狀

隨著互聯(lián)網(wǎng)以及移動設備的大范圍普及，手機等移動設備已然成為大學生的必備品之一[1]。同時手機應用商店里的APP也以較快的速度增長著，琳瑯滿目的APP極大地滿足了大學生對于娛樂生活的體驗，但是單一的APP功能越來越不能滿足大學生全方面的需求[2]。如國外的Twitter、FaceBook等APP滿足了大學生對于交友途徑的擴展，但卻只是局限于此，并沒有全方面地服務于大學生；國內(nèi)的課程格子，萌小助等應用給大學生查詢成績、查課表提供便利，但卻沒有在大學生信息獲取方面做更多的深入。本款智慧校園一點通APP的設計初衷也是依附于此，以信息的獲取優(yōu)化性上、交流互動的便捷性上以及大學生自主規(guī)劃上的引導性上提供給大學生更為全方面的服務。

1.2 調(diào)查數(shù)據(jù)分析

本次調(diào)查為抽樣調(diào)查，調(diào)查主要涉及大學生關(guān)于使用APP關(guān)注點、在APP上的資訊類了解的信息、學習類了解的信息等相關(guān)問題。為了了解大學生手機APP使用情況，關(guān)注的范圍及自主管理的方面。以促使廣大學生樹立正確的手機使用觀，正確的處理學習、生活和手機APP的關(guān)系和提高廣大學生自我管理的能力。

本次調(diào)查通過網(wǎng)絡問卷調(diào)查。其中有效問卷561份，有效率99%。在學習狀態(tài)、使用手機時間、資訊類關(guān)注點、學習類關(guān)注點了的方面等進行了調(diào)查統(tǒng)計。就此得出大部分大學生使用手機的時長都集中在2-8小時之間，顯而易見手機占據(jù)著大學生的大部分日常生活，因此大學生處理好手機與生活的關(guān)系是有很必要的。再之，作為大學生主要接觸的信息傳播媒介，如何使同學們正確使用手機對于提高學生的自主管理能力顯得頗為重要。同時，交友互動信息、學習信息查詢、考證、考研信息以及就業(yè)信息等占據(jù)著較高的關(guān)注度。如何讓大學生在使用手機的同時獲取到更多積極有幫助的信息以及在潛移默化中提高自己的自主管理能力，顯得格外重要。就此，我們在基于H5+Android技術(shù)上開發(fā)一款智慧校園APP為我們研究的載體。

2 系統(tǒng)設計

本次研究的載體為研發(fā)團隊設計并實現(xiàn)了一款基于H5+Android的平臺設計實現(xiàn)的智慧校園APP，設計模式分為服務器端和客戶端兩部分。客戶端通過Android平臺提供的WebView函數(shù)接口進行web頁面的承載并通過Http協(xié)議與服務端進行數(shù)據(jù)通信[3]。服務器端采用Spring、SpringMVC、Hibernate（俗稱SSH框架）作為我們應用的主體框架，HTML5,Jquery，Jquery-mobile等開源前端技術(shù)作為我們的前臺高效便捷開發(fā)[4]。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)的物理架構(gòu)如圖1所示，客戶端Android手機等智能終端通過移動信號塔、校園網(wǎng)WLAN、Wifi等實現(xiàn)對校園服務器的訪問。其中服務端利用Java語言[5]開發(fā)，通過Http協(xié)議與客戶器端進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換，而Web服務器通過Sevlet對各個客戶終端的需求進行反映，通過c3p0產(chǎn)出的連接池對后臺數(shù)據(jù)庫進行長連接訪問，完成數(shù)據(jù)的存儲與獲取管理。

圖1 移動智能校園物理結(jié)構(gòu)

2.2 系統(tǒng)主要功能設計

基于Android平臺的智慧校園系統(tǒng)旨在服務廣大師生，使全體師生在閑暇時間通過移動終端就可以方便、快捷、及時地了解到學校各類信息。服務器端主要提供各項基礎(chǔ)功能服務，例如對整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的接受、存儲、處理，同時結(jié)合移動終端特點升級改造并整合以往單一的校園服務系統(tǒng)?？蛻舳酥饕敲嫦蛟谛W生，這一系統(tǒng)可為學生提供校園資訊、成績查詢、就業(yè)信息、熱門話題等多項功能。

用戶通過主界面，可以直觀看到APP的主要功能。并且可以根據(jù)自己的需求搜索所需信息查詢。APP設有一點通搜索功能，在此功能下，用戶輸入所需查詢的信息關(guān)鍵字，數(shù)據(jù)庫將自動檢索，反饋給用戶。這樣，既方便了用戶查看信息，又方便管理。

3 主要功能的技術(shù)實現(xiàn)方式

3.1 教務系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全高效獲取

查詢功能主要是給廣大師生提供一個方便快捷的查詢服務平臺，首先利用用戶輸入的學號、密碼等個人信息獲取數(shù)據(jù)，通過爬蟲技術(shù)處理，收集教務系統(tǒng)中的成績、課表、空教室等信息（提取標簽之間的文本，對文本進行清理，去掉無用的樣式和鏈接），轉(zhuǎn)換成Json格式字符串，經(jīng)過Apache—Tomcat轉(zhuǎn)發(fā)給Web服務器端，服務器端再把信息傳給客戶端供用戶查看。通過此種方式學生只需輸入自己的學號和密碼便能很快獲取到自己的相關(guān)信息，省去了登陸教務系統(tǒng)的麻煩，提高了用戶的體驗感。

3.2 高效輕便緩存用戶數(shù)據(jù)的方式

系統(tǒng)采用三種高效輕便緩存用戶數(shù)據(jù)方式。

①cookie存儲會話機制。通過瀏覽器的cookie將一個較長的會話存儲在用戶的瀏覽器中，設置一個有效期，當用戶下次打開瀏覽器時，不需要再次輸入賬號和密碼，通過緩存的會話，從會話中獲取學生的上次會話信息，將會話中加密的賬號和密碼再次發(fā)送給服務器，后臺服務器接收到后將數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶，學生便能很方便的查看自己的成績、課表等信息。

于Redis數(shù)據(jù)庫緩存機制。將上一次用戶查詢的數(shù)據(jù)[9]在服務器端轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端的同時，再存一份到Redis緩存，并設置有效期。當下次用戶再次訪問時，首先查詢Redis數(shù)據(jù)庫存不存在上次的緩存，如果存在則首先取出Redis數(shù)據(jù)庫的緩存，反之，則執(zhí)行查詢的操作再重復以上的操作。

③API Local Storage。采用H5的新特性API Local Storage,Web瀏覽器本地數(shù)據(jù)庫，主要作用是將數(shù)據(jù)保存在客戶端中。在移動中，由于大部分瀏覽器都兼容Local Storage特性，因此在Android和ISO中的web瀏覽器都可以使用，那么我們怎么實現(xiàn)的呢？首先當用戶第一次查詢的是時候，將服務器處理的數(shù)據(jù)保存在Redis緩存中，同時轉(zhuǎn)發(fā)給前臺后，也保存在本地的web數(shù)據(jù)庫中。當用戶下次查詢時首先檢索本地的數(shù)據(jù)庫，當本地數(shù)據(jù)庫不存在我們想獲取的K-V對時，我們再從Redis緩存中進行檢索，如果還是不存在時，我們可以重新進行抓取數(shù)據(jù)并執(zhí)行之前的第一步操作。

3.3 利用CDN實現(xiàn)靜態(tài)網(wǎng)站資源的加速原理

3.3.1 CDN工作流程

①用戶向www.xxx.cn下的某圖片資源，如1.jpg發(fā)起請求，先要向Local DNS發(fā)起域名解析請求；

于當Local DNS解析www.xxx.com時，會發(fā)現(xiàn)已經(jīng)配置了CNAME www.test.com.cdn.dnsv1.com，解析請求會發(fā)送至Remote DNS,會為請求分配最佳節(jié)點IP；

③Local DNS獲取Remote DNS返回的解析IP；

④用戶獲取解析IP；

⑤用戶向獲取的IP發(fā)起對資源1.jpg的訪問請求；

⑥若該IP對應的節(jié)點緩存有1.jpg，則會將數(shù)據(jù)直接返回給用戶（10），此時請求結(jié)束。若該節(jié)點未緩存1.jpg，則節(jié)點會向業(yè)務源站發(fā)起對 1.jpg的請求（6、7、8），獲取資源后，結(jié)合用戶自定義配置的緩存策略，將資源存儲（9），并返回給用戶（10），此時請求結(jié)束。

通過CDN技術(shù)，極大的提高了網(wǎng)頁資源獲取的速度，同時使用戶的流量費用也得到了極大的減少，讓在校學生在享受高速信息檢索的同時可以享受低成本的指出。

3.3.2 cdn技術(shù)分析

CDN技術(shù)通過系統(tǒng)總端對各個分系統(tǒng)的內(nèi)容分發(fā)并使得分系統(tǒng)加以緩存，來為用戶匹配最近相鄰的分緩存系統(tǒng)，從而將緩存系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)直接傳送至用戶手中，完全避免了復雜和冗長的傳輸線路，大大提速了交換速率和系統(tǒng)性能。

4 結(jié)語

基于H5+Android的智慧校園一點通APP是將目前流行的移動APP技術(shù)引入普通高校教育領(lǐng)域中大學生實現(xiàn)自主管理的一種技術(shù)變革式創(chuàng)新，同時，在輔助大學生提高自我管理能力的過程中，又為高校管理者提供了較為可靠的管理模式。雖然該款APP在內(nèi)測期間仍存在一些問題，但是還是受到了大部分測試者的鼓勵與支持。實現(xiàn)校園移動化的管理也是一個必然的發(fā)展趨勢，本系統(tǒng)也將繼續(xù)根據(jù)師生的使用反饋情況不斷的優(yōu)化調(diào)整，為學生提供一個更便捷的交流平臺，提高大學生的自主管理能力和校園內(nèi)有效信息的傳播效率，進一步完善學校智能化建設。