基于移動APP在計量管理系統(tǒng)中的研究和探索

江乃深，林景星，池 輝，張麗貞，鄭培強，莊慧強

（福建省計量科學(xué)研究院，福建 福州 350003）

1 引言

Android是一款基于Linux、自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，應(yīng)用于平板電腦、智能手機、智能手表等移動設(shè)備，由Google公司與開放手機聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)。經(jīng)過多年來不斷的迭代更新和推廣，已成為移動設(shè)備主流操作系統(tǒng)。

文中根據(jù)相關(guān)案例，結(jié)合本單位的計量業(yè)務(wù)管理機制的特點，通過Android系統(tǒng)研究與APP軟件的設(shè)計，將移動互聯(lián)網(wǎng)、移動智能終端和計量檢定/校準(zhǔn)相結(jié)合，實現(xiàn)了移動設(shè)備中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和電子記錄的生成、控制等業(yè)務(wù)管理相關(guān)功能。把計量數(shù)字化管理延伸至移動智能端，拓展和補充了計量業(yè)務(wù)信息化管理。

2 系統(tǒng)框架

2.1 Android體系結(jié)構(gòu)

Android的系統(tǒng)體系采用了分層架構(gòu)的思想，如圖1所示。從上層到底層可分為應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用框架層、系統(tǒng)庫與Android Runtime以及Linux內(nèi)核四層，其層次分明，各層協(xié)同工作[1]。

圖1 And roid體系結(jié)構(gòu)

基于計量檢定/校準(zhǔn)APP的Android應(yīng)用開發(fā)，主要通過聚焦應(yīng)用框架層和應(yīng)用程序?qū)樱贏ndroid提供的系統(tǒng)框架上進行計量業(yè)務(wù)的功能應(yīng)用擴展。

2.2 APP業(yè)務(wù)框架

依托計量管理系統(tǒng)，通過搭載Android智能平板設(shè)備上的計量檢定/校準(zhǔn)APP，調(diào)用應(yīng)用服務(wù)器程序，結(jié)合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在移動設(shè)備中實現(xiàn)用戶登錄、數(shù)據(jù)查詢、上傳下載、模版操作，以及現(xiàn)場檢定/校準(zhǔn)過程中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管控等相關(guān)功能的輕量化應(yīng)用，將現(xiàn)場檢定/校準(zhǔn)數(shù)據(jù)匯入計量業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)平臺中。其APP功能模塊如圖2所示。

3 主要功能設(shè)計

計量檢定/校準(zhǔn)APP是服務(wù)于現(xiàn)場檢定/校準(zhǔn)業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)，在業(yè)務(wù)APP化的過程中，結(jié)合實驗室體系管理，應(yīng)從以下五個方面構(gòu)建核心功能。

3.1 APP基礎(chǔ)信息管理

基礎(chǔ)信息主要包括用戶信息，地址庫、單位庫、企業(yè)歷史數(shù)據(jù)、器具清單、檢定/校準(zhǔn)記錄模版、規(guī)程規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)器信息等，這些相關(guān)的基礎(chǔ)信息能夠通過主數(shù)據(jù)資源庫中獲取至APP內(nèi)，供離線查詢使用；同時在有必要時，根據(jù)實際情況，如單位、器具清單等信息在APP內(nèi)變動后，同步變更至計量業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)。

3.2 檢定/校準(zhǔn)業(yè)務(wù)

（1）任務(wù)生成和領(lǐng)取

檢定/校準(zhǔn)前，現(xiàn)場在APP中錄入委托企業(yè)的器具清單，生成包含有唯一性編碼、計量器具名稱、型號規(guī)格、制造商、出產(chǎn)編號、準(zhǔn)確度等級、測量范圍等器具信息的任務(wù)單；或者通過檢索現(xiàn)場領(lǐng)取任務(wù)，進行現(xiàn)場檢定/校準(zhǔn)。

（2）模版管理的移動化改造

模板在APP中需進行適應(yīng)平板化的便攜性操作方式改造和處理。應(yīng)用通過模板轉(zhuǎn)換程序動態(tài)抓取每個模版內(nèi)的各類錄入項存入數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并與模板名稱一一對應(yīng)。這樣在APP中使用模板時，能夠根據(jù)模板名稱動態(tài)生成檢定/校準(zhǔn)所需的錄入項,實現(xiàn)模板管理的輕量化應(yīng)用。

圖2 APP功能模塊

（3）數(shù)據(jù)錄入與修改的APP化

在現(xiàn)場檢定/校準(zhǔn)過程中，通過選擇預(yù)定義的模板找到所需的錄入項，在APP內(nèi)現(xiàn)場錄入檢定/校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對應(yīng)錄入項后保存至APP內(nèi)置的SQLite內(nèi)。同時在每次修改時保存其修改日志。其操作界面如圖3所示。

圖3 記錄編輯操作界面

（4）電子記錄保存與管理

服務(wù)器后臺程序獲取APP上傳的數(shù)據(jù)后，通過對應(yīng)的模板生成檢定/校準(zhǔn)電子記錄文本，并存入平臺管理數(shù)據(jù)庫中。避免人為修改的干擾，保證移動端的檢定/校準(zhǔn)記錄的現(xiàn)場真實性。

3.3 證書管理

服務(wù)器后臺程序根據(jù)電子記錄文本，自動生成對應(yīng)的證書文件，隨時在移動端內(nèi)預(yù)覽，并在APP內(nèi)完成審核、批準(zhǔn)流程。

3.4 實驗室體系管理

在APP中納入相應(yīng)實驗室管理體系作為應(yīng)用的輔助。

（1）計量標(biāo)準(zhǔn)器具：可在APP可對在用計量標(biāo)準(zhǔn)器具信息庫進行檢索。

（2）技術(shù)資料：包括各種計量檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范等方法和內(nèi)部管理文件等APP內(nèi)查找調(diào)用。

（3）計量已獲項目：可查詢目前已經(jīng)具備的檢定/校準(zhǔn)能力的各類項目。

3.5 權(quán)限與用戶管控

建立基于角色的用戶訪問控制，將使用賬戶以角色歸類，對用戶進行功能權(quán)限控制；同時對多用戶并發(fā)訪問進行控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性。

4 技術(shù)實現(xiàn)

4.1 APP模式選擇

移動APP分為Native APP、Web APP、Hybrid APP三種實現(xiàn)模式。Native APP通過對應(yīng)系統(tǒng)所適用的程序語言實現(xiàn)應(yīng)用，對操作系統(tǒng)適配度高；Web APP模式是通過網(wǎng)頁技術(shù)應(yīng)用于移動設(shè)備，依賴于瀏覽器；Hybrid APP是混合模式，同時使用網(wǎng)頁語言與程序語言編寫，混合原生視圖和Web視圖兩種方式。

移動智能設(shè)備需要在復(fù)雜環(huán)境下輔助進行檢定/校準(zhǔn)工作，應(yīng)采用Native APP模式實現(xiàn)應(yīng)用，利用原生控件本地渲染，靜態(tài)資源都在客戶端內(nèi)調(diào)度完成，獲取數(shù)據(jù)后存入本地SQLite內(nèi)，通過訪問系統(tǒng)級API獲取功能，達到渲染速度快、支持離線的目標(biāo)。

4.2 Activity的搭建

Android應(yīng)用主要由 Activity、Service、Content Provider 和 Broadcast Receiver四大組件構(gòu)成。而Activity是實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的主體，包括Content(data)和響應(yīng)用戶交互事件的行為兩個主要部分。

APP中根據(jù)計量信息系統(tǒng)中檢定/校準(zhǔn)流程邏輯，通過創(chuàng)建MainActivity、RecordActivity、RecordEditActivity、 RecordEdit ItemActivity、MbActivity、RecordBatchEdit ItemActivity等多種繼承至Activity類的實例化，對應(yīng)主界面、標(biāo)準(zhǔn)器信息、環(huán)境條件、單位信息、被檢定或校準(zhǔn)儀器設(shè)備信息、檢定/校準(zhǔn)記錄模版、數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理等應(yīng)用功能。Android通過Activity Stack線性記錄和調(diào)用Activities實例，實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)與操作者的有效交互。

其交互邏輯如圖4所示。

圖4 Activity序列

5 系統(tǒng)特點

（1）適應(yīng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

采用Native APP原生設(shè)計模式，在無網(wǎng)絡(luò)下，通過APP內(nèi)自建的本地數(shù)據(jù)庫管理保存客戶端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和記錄；在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境允許狀況下，即可同步上傳檢定/校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，拓寬計量管理系統(tǒng)的使用物理環(huán)境。

（2）操作方式移動化

移動化的操作和APP化的數(shù)據(jù)展示，通過點擊調(diào)用數(shù)據(jù)錄入方式，輕量化實現(xiàn)現(xiàn)場檢定/校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息化和現(xiàn)場保存處理，減少人工中間環(huán)節(jié)，提高了計量檢定/校準(zhǔn)工作效率。

（3）在用模版可適配

充分利用計量信息資源，通過現(xiàn)有模版的簡單改造，在文件管理中增加模版對應(yīng)配置信息，即可實現(xiàn)模版文件在普通電腦與移動設(shè)備不同操作平臺的通用適配，為今后業(yè)務(wù)系統(tǒng)的升級改造提供了技術(shù)支持和參考。

6 結(jié)語

采用計量檢定、校準(zhǔn)APP在計量管理系統(tǒng)平臺上整合設(shè)計和聯(lián)機調(diào)試，較為完整地搭建了基于Android平臺的移動APP應(yīng)用系統(tǒng)。利用移動智能設(shè)備，以APP為入口，通過調(diào)用或改造現(xiàn)有信息資源，實現(xiàn)了計量信息管理系統(tǒng)中計量檢定、校準(zhǔn)業(yè)務(wù)的輕量化應(yīng)用，拓展了計量數(shù)字化管理范圍，迎合了業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)移動化的趨勢。

當(dāng)然APP在一些細節(jié)上（如界面的實用性，流程的優(yōu)化，復(fù)雜檢定/校準(zhǔn)記錄的支持度等）有欠缺考慮的地方，仍需要在下一步研究工作中進行補充和改善。