基于Android的飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)查詢系統(tǒng)設(shè)計

■楊 柯張 維

(1.沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院，遼寧撫順113122；2.遼寧省農(nóng)牧業(yè)機械研究所有限公司，遼寧沈陽110036)

標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)協(xié)商一致制定并由公認機構(gòu)批準(zhǔn)，共同使用和重復(fù)使用的一種規(guī)范性文件，是企業(yè)生存發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的制定和實施，為飼料組織生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)，把飼料生產(chǎn)納入標(biāo)準(zhǔn)化的軌道，提高飼料行業(yè)科技含量，適應(yīng)現(xiàn)代畜牧養(yǎng)殖業(yè)管理體系。同時，為飼料行業(yè)監(jiān)管提供依據(jù)，提高飼料產(chǎn)品的市場競爭力，促進畜牧業(yè)健康發(fā)展，最終保證食品安全。我國飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)較多，截至2012年底，現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共520項，其中國家標(biāo)準(zhǔn)273項，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)247項，近幾年又制定了許多新的飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)文件的查詢和管理是使用者經(jīng)常遇到的難題。

Android平臺采用整合的策略思想，具有良好的用戶體驗，占據(jù)著全球最大的市場份額，截止2016年第二季度，Android手機的市場份額已經(jīng)達到了86.2%。本系統(tǒng)基于Android平臺設(shè)計，為廣大用戶提供移動的飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)查詢手段，方便用戶使用，提高飼料生產(chǎn)質(zhì)量并促進飼料工業(yè)發(fā)展。

1 Android架構(gòu)解析

Android是一種基于Linux的移動終端操作系統(tǒng)，由Linux內(nèi)核、系統(tǒng)運行庫、應(yīng)用程序框架和應(yīng)用程序等四部分構(gòu)成，所有應(yīng)用程序都是基于Java的應(yīng)用程序框架之上，Android架構(gòu)如圖1所示。各部分簡要說明如下：

①Linux內(nèi)核。Android借助Linux內(nèi)核服務(wù)實現(xiàn)硬件設(shè)備驅(qū)動。作為硬件和軟件之間的抽象層，隱藏具體硬件細節(jié)并為上層提供統(tǒng)一服務(wù)。進一步提升了內(nèi)存管理和進程間通信等方面的安全性。

②系統(tǒng)運行庫。為系統(tǒng)的各個組件提供服務(wù)，包括系統(tǒng)類庫和Android運行時。系統(tǒng)類庫是C/C++庫的集合，通過應(yīng)用程序框架提供給開發(fā)者；運行時包含核心庫和Dalvik虛擬機兩部分，核心庫提供Android的核心應(yīng)用程序接口，Dalvik基于寄存器。

③應(yīng)用程序框架。為應(yīng)用程序提供的各種API接口，核心組件由圖中斜體顯示的5個構(gòu)成，分別用于管理應(yīng)用生命周期、訪問另一個程序數(shù)據(jù)、構(gòu)建用戶界面、提供非代碼資源訪問和顯示提示信息等。

圖1 Android架構(gòu)

④應(yīng)用程序。用Java代碼編寫，由應(yīng)用程序框架提供的供開發(fā)者使用，運行在虛擬機中。包括瀏覽器和即時通訊等，軟件開發(fā)時可將這些應(yīng)用作為組件使用，軟件用戶通過應(yīng)有程序使用軟件功能。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

現(xiàn)行的飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)分為綜合標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、原料標(biāo)準(zhǔn)、添加劑標(biāo)準(zhǔn)、其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)等類別，對飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進行分類，有利于加強對標(biāo)準(zhǔn)的管理和使用。因此，對飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的管理包括對標(biāo)準(zhǔn)分類的管理。

飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)查詢系統(tǒng)功能由標(biāo)準(zhǔn)查詢、標(biāo)準(zhǔn)維護和系統(tǒng)管理等三個主要模塊構(gòu)成，功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。各模塊功能簡要描述如下：

①標(biāo)準(zhǔn)查詢。標(biāo)準(zhǔn)查詢是系統(tǒng)的核心功能，供Android客戶端使用。為了滿足不同用戶以及對信息需求程度的不同，系統(tǒng)提供三類查詢：標(biāo)準(zhǔn)快速查詢，對用戶輸入的單一查詢條件與標(biāo)準(zhǔn)名稱模糊匹配查詢；標(biāo)準(zhǔn)條件查詢，根據(jù)用戶輸入的多條件組合查詢；標(biāo)準(zhǔn)詳細查詢，對標(biāo)準(zhǔn)進行全文檢索查詢。

②標(biāo)準(zhǔn)維護。標(biāo)準(zhǔn)信息及其相關(guān)文件，只有上傳到服務(wù)器后，才能被查詢使用。本模塊用于對標(biāo)準(zhǔn)信息的維護以及標(biāo)準(zhǔn)文件的生成和上傳。

圖2 飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)查詢系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

③系統(tǒng)管理。為系統(tǒng)管理員提供的保證系統(tǒng)正常運行的功能模塊。為了保證系統(tǒng)安全性，需要對數(shù)據(jù)進行備份；只有對用戶授權(quán)后，用戶才能使用。

3 存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計

存儲結(jié)構(gòu)是指存儲數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，邏輯結(jié)構(gòu)是以概念結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。本系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)包括“標(biāo)準(zhǔn)分類”和“標(biāo)準(zhǔn)”兩個實體，兩個實體間是“一對多”的聯(lián)系，即一個“標(biāo)準(zhǔn)分類”包含多個“標(biāo)準(zhǔn)”，一個“標(biāo)準(zhǔn)”只屬于一個“標(biāo)準(zhǔn)分類”。邏輯結(jié)構(gòu)是把概念結(jié)構(gòu)的實體及屬性轉(zhuǎn)換為具體DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。本系統(tǒng)DBMS選用SQL Server 2005，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果由兩個數(shù)據(jù)表構(gòu)成，如圖3所示。

在圖3所示的存儲結(jié)構(gòu)中，為了保證實體完整性，每個數(shù)據(jù)表設(shè)置一個“主關(guān)鍵字”字段，定義為Numeric類型的自動增長；為了保證參照完整性，“標(biāo)準(zhǔn)分類”和“標(biāo)準(zhǔn)”兩個實體間“一對多”聯(lián)系通過外鍵“FK_Classification_Standard”實現(xiàn)，關(guān)聯(lián)字段是“標(biāo)準(zhǔn)分類代碼”?！皹?biāo)準(zhǔn)”表中需要存儲Word和PDF兩類文件，Word文件是可編輯的飼料標(biāo)準(zhǔn)的原始文件，PDF文件是由Word文件生成供用戶查詢?yōu)g覽的文件。為了提高文件打開速度，文件存儲在磁盤上，“標(biāo)準(zhǔn)”表中僅存儲文件路徑。

4 查詢模塊設(shè)計

在圖2所示的飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)查詢系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)中，“標(biāo)準(zhǔn)查詢”模塊包括四類具體查詢，“標(biāo)準(zhǔn)條件查詢”是應(yīng)用最多的查詢，其他查詢設(shè)計原理與此查詢類似，本文以此查詢?yōu)槔齺碚f明設(shè)計過程。系統(tǒng)在邏輯上分為Android客戶端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等三層，用戶通過Android客戶端的瀏覽器輸入查詢條件，應(yīng)用服務(wù)器生成業(yè)務(wù)邏輯并提交給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯查詢匹配結(jié)果，查詢結(jié)果經(jīng)過應(yīng)用服務(wù)器處理后返回到Android客戶端瀏覽器顯示。時序圖表示的查詢過程如圖4所示。

圖3 系統(tǒng)存儲結(jié)構(gòu)

圖4 查詢過程時序圖

查詢模塊設(shè)計主要涉及以下兩項關(guān)鍵技術(shù)：

①查詢界面設(shè)計。Android用戶界面使用布局（LinearLayout、TableLayout、RelativeLayout等）定義，布局可以使用XML資源和Java程序兩種方式，本系統(tǒng)使用XML資源，并使用布局優(yōu)化（Layoutopt）來提高加載速度。查詢界面由條件輸入和結(jié)果顯示兩個界面構(gòu)成，條件輸入界面通過Java Script來檢測輸入條件的正確性；結(jié)果顯示界面使用ListView控件來列表顯示多條查詢結(jié)果，ListView控件通過XML布局文件的findViewByID方法獲得，通過Dao方法提供數(shù)據(jù)。

②查詢結(jié)果本地化。為了使數(shù)據(jù)庫中查詢的結(jié)果在Android端重復(fù)使用，數(shù)據(jù)需要保存在Android端。SQLite是嵌入式的輕型數(shù)據(jù)庫，是存儲在單一磁盤文件中的完整關(guān)系結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)庫，占用資源非常低。Android系統(tǒng)包含了完整的SQLite，可以直接使用。SQLiteOpenHelper是封裝了數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、打開和更新的抽象類，通過繼承這個類來完成數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、打開及各種操作。

5 PDF文件瀏覽設(shè)計

飼料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)存儲文件包括Word文件和PDF文件兩類，PDF文件用于用戶查詢時在Android屏幕的瀏覽器中顯示。Android原生系統(tǒng)中的Webview不支持直接打開PDF文檔，需要下載到本地Android端后再使用PDF閱讀器打開，下載到本地的PDF文件被閱讀后再無其他用處，缺陷是下載等待時間長且容易產(chǎn)生Android端垃圾，瀏覽器在線打開PDF文件閱讀可以避免這些缺陷。

Android的PDF在線閱讀目前廣泛使用的有兩種方法，一是使用Webview控件，通過pdf.js在服務(wù)器端和客戶端分別處理；二是，使用官方的simple PdfRendererBasic，打開PDF讀取器PdfRenderer，傳入指定頁碼，讀取內(nèi)容轉(zhuǎn)換成bitmap圖片設(shè)置到ImageView。這兩種方法的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，缺點是不能對PDF顯示進行多種控制。本系統(tǒng)使用開源類庫com.joanzapata.pdfview.PDFView，可以通過手勢滑動PDF文件，并對PDF文件進行放大縮小操作，閱讀PDF文件非常方便。具體實現(xiàn)包括以下兩步：

①在XML資源文件中定義布局，主要設(shè)置“android:layout_width”和“android:layout_height”兩個屬性 。 屬 性 值 在“match_parent”、“wrap_content”和“fill_parent”之間選擇其一。“fill_parent”強制性地使構(gòu)件擴展，以填充布局單元內(nèi)盡可能多的空間；“wrap_content”強制性地使視圖擴展，以顯示全部內(nèi)容。Android2.2 中“match_parent”和“fill_parent”兩個參數(shù)意思一樣，match_parent更貼切。

②在Java文件中加載PDF文件并設(shè)置屬性。首先，指定文件名稱和文件路徑，需要判斷網(wǎng)絡(luò)連接，并檢查文件是否存在。然后，設(shè)置常用屬性：enableSwipe設(shè)置是否允許翻頁；swipeVertical(true)設(shè)置PDF文檔垂直翻頁，默認是左右滑動翻頁；pages設(shè)置PDF頁面過濾和排序；defaultPage設(shè)置起始顯示默認頁；showMinimap設(shè)置是否顯示縮放小地圖；on-PageChange設(shè)置頁面切換的頁碼顯示；enableDoubletap設(shè)置在放大狀態(tài)下，雙擊是否還原。最后，使用load()實現(xiàn)加載顯示。

6 結(jié)語

Android平臺受到大多數(shù)用戶的青睞，具有開放性、豐富的硬件選擇和不受開發(fā)商限制等特點。針對Android將iOS和Windows Phone遠遠拋在后面的現(xiàn)狀，本系統(tǒng)基于Android平臺開發(fā)，為生產(chǎn)企業(yè)和監(jiān)管部門提供快速的飼料工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)查詢功能，具有廣闊的市場前景和應(yīng)用價值。本文基于SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計了存儲結(jié)構(gòu)，開發(fā)人員可直接創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象；采用模塊化思想設(shè)計了功能結(jié)構(gòu)，使用查詢過程時序圖設(shè)計了查詢過程，并使用開源類庫設(shè)計了PDF文件在線瀏覽功能，解決了軟件開發(fā)關(guān)鍵性技術(shù)問題。本設(shè)計具有架構(gòu)合理、安全可靠和易于維護等優(yōu)點，是先進可靠的系統(tǒng)解決方案。開發(fā)人員以此為基礎(chǔ)構(gòu)建系統(tǒng)，對提高系統(tǒng)的開發(fā)質(zhì)量和效率具有重要意義。