基于移动平台PDA的教学设备信息管理系统研制开发
目前院校教学设备技术保障管理模式中,缺乏针对院校教学设备管理特点的保管、保养、维修、使用、教学保障等过程中资料的全系统和全过程信息化管理,严重制约了院校教学设备管理体制的科学构建。该系统的研制能够很好的完成院校教学设备各项信息的管理和更新,为院校教学设备建设管理和保障教学提供可靠的依据,促进系统的设备管理体制构建。
1 系统分析与设计
系统开发环境
本系统开发工作采用.NET平台,前端采用Silverlight,数据库则使用Microsoft SQL Server2008,移动平台采用PDA。Silverlight是一个跨浏览器、跨平台的插件,为网络带来下一代基于.NET媒体体验,和丰富的交互式应用程序。
系统功能
“教学设备管理数据采集系统”可实现对院校教学设备科学有效的使用管理,该系统具备设备建设信息管理、设备训练信息管理、技术力量信息管理、数据库管理维护、设备法规查询及业务理论学习、设备维修及经费管理、设备日常管理信息及数据统计和扩展升级等功能。
为了实现以上功能,该系统总体建设内容包括有支持软件、各专用软件功能模块、专用PDA硬件模块以及接口模块。其中专用软件功能模块主要包括:设备建设信息管理软件模块、设备训练信息管理软件模块、技术力量信息管理软件模块、数据库管理维护软件模块、设备法规查询及理论学习软件模块、设备维修及经费管理软件模块、设备日常管理信息及数据统计模块、界面显示软件模块、图形图像管理模块和人机交互模块等;硬件模块主要包括CPU等微处理部分、电源部分、专用通信接口部分、专用数据转接卡部分、连接线以及外壳等附属部分。其总体结构见图1所示。
数据库设计
设备训练信息:实作项目(名称、学时、实作目的、要求、步骤),配套设施(实作所需场地、工具、设备、器材),设备情况,教学施训建议(分组、实验室开放等施训建议),学校设备情况(现有设备数量、替代品)。
设备建设信息管理:设备新增信息(文件名称、文件号、时间、来源、业务机关及负责人),设备基本信息(设备名称、型号、类别、所属单位、生产厂家、安装位置、责任人、出厂编号、生产日期、设备属性、状况、随装工具及资料、到校时间、设备图片、是否有实力),校内设备报废及调拨。
设备技术力量信息管理:维修保障(维修厂家名称、联系方式、保障方式,维修器材购置渠道、校内维修保养人员信息),胜任教学任务教员情况,学校自购维修设备及维修工具。
设备法规查询及学习:设备法规汇编,设备业务知识学习计划及资料。
设备维修及经费管理:学校经费预算及调整预算,开支登记明细(发票号、项目、日期、报账人等),固定资产挂帐,设备维修情况,设备保养计划。
设备日常管理信息及数据统计:各单位上报材料(管装爱装教育材料、议装材料、设备管理总结、保障需求审批),设备检查管理情况(机关检查情况登记、设备管理人员业务考评等),常用报表管理(设备申请表、设备报废申请表、历年设备调拨表、校内设备(器材)调拨),机关设备信息统计及上报文件存档。
2 相关技术
模型技术
微软的WPF/Silverlight技术为开发人员提供了功能丰富的“智能”UI控件。所谓“智能”控件指的是,开发人员只需指出UI控件与应用数据之间的绑定关系,UI控件就可以自动实现动态刷新等功能。本项目利用一个名为Caliburn Micro的MVVM(Model-View-ViewModel)框架进一步将视图控件与视图模型分离,由框架完成数据绑定等底层细节,而应用代码负责业务逻辑等较高层的实现,从而进一步提升开发效率。
为了提高项目代码复用程度,特别是数据持久化、日志等功能的模块化,引进了Windsor Castle框架来完成模块依赖注入(IoC)。这个框架不仅用于UI前端,还用于服务端模块之间的依赖关系管理,极大地促进了整个项目的模块化和复用度。
目录的动态生成
作为一套设备信息管理软件,设备目录(本质上属于树形结构)的展示是一项必备功能。本项目的目录树非常庞大,仅仅叶节点数目就超过6000,如何使用标准Silverlight控件快速展示这个目录树是一个难点。Silverlight的树形控件TreeView是我们的首选,但是该控件仅适于展示小型的静态树。如果让其一次性加载整棵目录树,就会导致网络通信超时,从而无法正确显示树形结构。
针对树形结构的使用特点,本项目相应地进行了优化。由于绝大部分的节点都不会展示出来,因此我们只把需要展示的节点动态地添加到TreeView控件中。当用户展开相应节点时,前端代码进行判断,如果该节点属于叶节点,那么不再展开。如果该节点存在子节点,那么将其子节点从服务端加载到TreeView控件中。注意,此时并没有递归加载子节点所在树结构,而仅仅加载了子节点本身,而后根据该子节点是否为叶节点来决定是否添加子节点占位符数组。
PDA设备支持
设备信息管理系统由个人计算机和PDA构成,其设备关系如图2所示。个人计算机用于信息的采集,PDA用于机关现场检查,便于及时掌握设备性能、设备的数量、设备的使用情况。考虑到保密问题,本系统采用的硬件设备型号选定为Honeywell,该款PDA不具备无线传输功能。Honeywell运行的操作系统是Windows CE,性能有限,显示界面较小,因此对程序运行的效率、界面的布局要求较高。
软件系统是基于SQL Server CE,SQL Server CE是一款功能全面、性能稳定的移动数据库,所占空间很小,但包含查询处理器和一些合并复制功能,适合那些专门用来与基于企业的SQL Server数据库交互的应用程序。SQL Server CE首先需要建立一个独立的扩展名为sdf数据库文件,数据库连接字符串:Data Source=\My Documents\;由于WinCE不包含盘符,所以通过文件夹“MyDocuments”能够直接定位数据库,记录的增、删、查、改与SQL Server数据库完全相同。
系统运行时,使用Honeywell扫描条形码,根据扫描结果查询数据库,并将相关信息显示给用户。Honeywell扫描功能的初始化步骤为:启用扫描枪,定义扫描事件,设置非自动扫描,启用扫描提示音。将系统可执行程序的快捷方式添加到StartUp目录下,PDA启动后,将自动运行设备信息管理系统。
3 小结
该系统已能满足设备管理部门的一般使用需求,今后,也可以继续扩展系统的功能,例如统计实验室的使用情况、设备实际使用信息的动态更新等,进一步完善本系统。
参考文献:
[1] Abraham Silberschatz.数据库系统概念[M].扬冬青,译.北京:机械工业出版社,2002.
[2] Matthew 编程宝典[M].王德才,译.北京:清华大学出版社,2011.
[3] 林邦杰.Pro Silverlightr4 in C#[M].北京:中国铁道出版社,2006.
[4] 林邦杰.深入浅出C#程序设计[M].北京:中国铁道出版社,2006.