基于Android平台课堂点名系统的设计与实现
2014-01-21弋改珍袁岚清
弋改珍，江 萧，袁岚清
（咸阳师范学院 信息工程学院，陕西 咸阳 712000）
近年来，随着移动通信，特别是基于Android平台移动终端的飞速发展，无线网络高速接入Internet已成为现实，移动用户可以方便快捷地享受到Internet提供的服务，使得移动终端成为互联网的终端，同时也使得基于Android平台的移动终端应用越来越广泛。
文中基于软件工程的思想，采用Eclipse作为开发平台，以SQLite为数据库管理系统，在Android平台上设计开发了课堂点名系统，该系统提供录入学生信息、查询、点名、统计等功能，可以方便教师进行课堂点名，提高课堂考勤的效率。
1 Android应用的构成和工作机制
Android 应用程序是由 Activity、Intent Receiver、Service、ContentProvider4部分组成，但并不是每一个Android应用程序都必须由这4部分组成。在应用程序中使用时，需要在配置文件Android应用程序中所必需的，用于定义应用程序的组件、组件的功能以及必要条件等[1]。Android应用的构成和工作流程图如图1所示。
图1 Android的构成和工作机制Fig.1 Structure and work principle of Android
在Android中，每个界面使用一个由基类Activity派生的Activity子类实现，每个Activity子类都是独立的。Activity类可以显示View控件组成的用户接口，并对事件做出响应。Android在实现多界面显示时，将历史显示屏幕存储在堆栈数据结构中，返回时可以逐级返回[2]。
多界面之间的切换调用Android的专有类Intent，Intent数据结构中最重要的部分是Action和Action对应的数据。典型的Action有：MAIN、VIEW、PICK、EDIT等，对应的数据以URI形式表示[3]。使用Intent Filter描述如何处理Action、如何表示Action 的 URI。 Intent Filter定义在 AndroidManifest.xml中[4]。
从一个界面切换到另一个界面调用startActivity()方法。通过解析各种Intent，就可以简单地从一个屏幕切换到另一个屏幕。向前导航时，活动将会调用startActivity()方法，然后系统会在所有安装的应用程序定义的Intent Filter中查找，找到最匹配的Intent对应的Activity。新的Activity接收到Intent的通知后，立即开始运行。
Broadcast Receiver[5]使应用程序对外部事件做出响应。Broadcast Receiver只能通过 Notification Manager来通知用户。它既可以在AndroidManifest.xml中注册，也可以在代码中使用Context.registerReceiver()进行注册。各种应用通过调用Context.sendBroadcast()方法将它们自己的Intent receiver广播给其他应用程序。
Service[5]类似于Windows系统中的Windows服务，是一种没有界面的应用程序，具有较长的生命周期。通过调用Context.bindService()方法，连接到一个服务上，当连接到一个服务之后，还可以通过服务提供的接口与它进行通信；通过调用Context.startservive()来启动一个服务，从而使该服务可以在后台运行。
Content Provider[6]是对外提供的数据接口，类似于普通的Web应用的一个Web Service接口，按照标准开放出一个接口，供其他应用获取数据。Content Provider类实现了一组标准的方法，从而使得其他的应用程序能够保存或读取此Content Provider的各种数据类型。
2 点名系统功能模块图
点名系统主要用于教师在课堂中进行学生考勤管理、考勤数据存储、学生信息考勤查询等。使用该系统可以提高教师课堂考勤的效率。具体实现功能如下：
1)系统主界面：提供图形化的菜单功能。
2)学生信息管理：包括学生编号、学生姓名、学生性别、学生性别能属性，提供学生信息的添加、修改、删除功能。
3)学生点名管理：包括点名时间、学生信息、考勤情况等。
4)数据查询：提供按时间段和按照学生姓名查询学生的考勤信息。
系统功能结构图如图2所示。
图2 系统功能结构图Fig.2 The system function structure diagram
3 数据库设计
点名系统的数据使用SQLite进行数据库管理[7]。SQLite是开源的、嵌入式数据库管理系统。SQLite可以完成数据库管理所需要的创建数据库、创建表、向表中添加数据、从表中删除数据、修改表中的数据以及查询表中的数据。也可以使用SQLite提供的SQL特征，完成简单的数据统计分析功能。
Android应用程序访问数据库的接口是SQLiteOpen-Helper类，使用这个类可以完成对数据库的操作。在设计过程中，从SQLiteOpenHelper派生自己的子类DBHelper。创建数据库时使用SQLiteOpenHelper的onCreate()方法，升级数据库时使用onOpgrade()方法。
点名系统中DBHelper.java（数据库操作类）的实现过程：
1）创建数据库是实例化SQLiteDatabase的一个对象：
privateSQLiteDatabasedb;
2）创建数据库及其表：
public void onCreate(SQLiteDatabasedb){
this.db=db;
db.execSQL(CREATE_TBL1);
db.execSQL(CREATE_TBL2);
}
3)给数据库表中插入数据：首先调用getWritableDatabase()方法将数据库设置可写，然后调用数据库的内部方法insert将Activity中输入的值添加到数据库表中。
public void insert1(ContentValues values){
SQLiteDatabasedb=getWritableDatabase();
db.insert(TBL_NAME1,null,values);
db.close();
}
4）调用数据库内部的rawQuery()方法，使用SQLite中的Cursor从指定的表或者按照条件创建查询：
public Cursor query3(String name){
SQLiteDatabasedb=getWritableDatabase();
Cursor c=db.rawQuery("Select rid as_id,name,date,statue from records where name='"+name+"'",null);
return c;
}
5）删除数据调用 SQLiteDatabase中内部方法delete()，修改表中的数据时调用update()方法。
4 详细设计与实现
4.1 界面设计
点名系统中的界面包括：
AddStudentActivity.java:添加学生界面，用来添加学生信息
AlterRecordActivity.java:更改记录界面，用来更改记录信息
AlterStudentActivity.java:更改学生信息界面，用来更改学生信息
CallActivity.java:学生点名界面，用来在线点名
RollCallActivity.java:程序主运行界面
QueryActivity.java:数据查询界面，用来进行数据查询
StudentInfoActivity:学生信息管理主界面
Android开发采用MVC模式，使用Android中的Activity进行界面开发，主界面的布局信息存放在/layout/main.xml文件中。实现主界面时，从Activity类中派生RollCallActivity子类，使用setContentView(R.layout.main);将布局文件加载到主界面并显示其内容，使用map0.put("ItemImage",R.drawable.a1);给主界面上添加图标，map0.put("ItemText","学生信息理");添加文字。
为界面上的图标和文字创建Activity转换是的监听器设置：
1）创建一个 intent类
Intent intent=new Intent();
2）设置Activity跳转的关联：
intent.setClass(RollCallActivity.this,StudentInfoActivity.class);
主界面设计流程如图3所示。
图3 界面设计流程图Fig.3 Flow diagram of interface design
4.2 学生信息的录入
1）学生信息中“性别”字段值的录入
为了便于“性别”字段的录入，实例化一个ArrayAdapter对象，调用setDropDownViewResource()方法产生一个下拉列表，调用ArrayAdapter的add()方法输入下拉列表的值，最后调用setAdapter()方法将输入的值添加到下拉列表中。
2）将输入的字段值保存到数据库表中
实例化一个名为btnSave的按钮，当一条记录录入结束后，单击该按钮将录入的记录保存在数据库表中。在学生信息录入过程中，如果某个字段的值为空，则使用Android中的消息机制，调用Setmessage()方法提示重新输入。如果字段值不为空，则实例化一个ContentValues对象，然后调用put()方法，让ContentValue存储键值对，最后调用数据库的insert()方法将录入的信息存入数据库中。设计过程如图4所示。
图4 录入学生信息流程Fig.4 Flow diagram of inputting student information
4.3 点名模块
系统自动生成点名的时间，通过选择学生列表，并设置出席状态为：出席、迟到、旷课、病假、事假等类别，保存学生的出勤情况，供日后查询。
在点名界面CallActivity中，使用Date()获取系统时间，设置点名的时间；点名时，将学生到课情况设置为“出席”、“迟到”、“旷课”、“病假”、“事假”5 种状态。 用 ArrayAdapter
将学生的ID、姓名、点名时间、状态信息保存在数据库表中。
4.4 数据查询模块
调用SQLite数据库的 getReadableDatabase()方法，设置数据库为读方式，用下面的语句实现按照日期进行查询：
db.rawQuery ("Select rid as_id,name,date,statue from records where date between'"+d1+"'and'"+d2+"'",null);
按照姓名进行查询：
db.rawQuery ("Select rid as_id,name,date,statue from records where name='"+name+"'",null);
5 结论
本文以Eclipse为开发平台，利用Android嵌入的SQLite数据库管理系统，设计开发了课堂点名系统。该系统实现了系统主界面、学生信息管理（包括信息的录入、增加、删除、修改）、点名（包括设置学生到课状态）和按照条件查询功能。本系统实现的功能具备了教师在课堂使用的特点，操作方便、简洁。点名系统存在的问题是没有考虑到教师随机抽查点名的情况。这也是该系统需要进一步完善的功能。
[1]XXX.基于Android的课堂签到系统[D].南京:中南大学，2013.
[2]施金兰.基于Android平台的网络共享研究与实现 [D].上海:华东师范大学,2011.
[3]Android应用开发帮助文档[EB/OL].[2013-06-15]http://wenku.baidu.com/linkurlXwz4bMjStWGzGPLBoWqTHKSo2BvfM iDaoToXxz1zbtmMYpXOpGo9-3WAa4IMusk7Z4q.
[4]张岩龙.基于嵌入式系统的802.11b无线网络安全研究及应用[D].成都:电子科技大学,2005.
[5]Android developers[EB/OL].[2013:05-15].http://developer.android.com/guide/components/fundamentals.html.
[6]Android project[EB/OL].[2013-05-20].http://source.android.com/.
[7]周艺环,任伟,张旭,等.电子式互感器异常报文数据库设计[J].陕西电力，2014（5）：65-68.ZHOU Yi-huan，REN Wei，ZHANG Xu，et al.Electronic transformer exception message database design[J].Shaanxi Electric Power,2014（5）：65-68.
