面向移动终端的教职工信息采集与应用系统

王宏　陆新民　孔劼　董西荣　何阳春

0 引 言

按照《教育部、财政部、人力资源和社会保障部关于进一步加强教育管理信息化工作的通知》要求，全国教职工基础信息首次采集工作已于2013年9月展开。为此，国家教育部教育管理信息中心发布了全国教职工基础信息采集表（Excel版本）和相关说明文件，但教育部未提供基于移动终端的采集软件。鉴于此，本文设计了一个基于Android设备的教职工基础信息采集系统，既方便广大教职工随时随地进行个人基础信息的录入、修改和提交、又便于学校可以通过校园无线网络和移动通信网络更及时地收集、确认和统计本校教职工的基础信息，同时为教职工充分利用移动设备能力处理本人信息提供支持。

1 发展现状与需求分析

1.1 移动智能终端发展现状

随着移动互联技术的发展，移动终端已从半智能化走向全面智能化，通过内置操作系统、集成多种传感器和不断增强的3G/4G通信网络，通用手持型移动智能终端功能越来越强并迅速普及开来，已经普遍配备了高分辨率摄像头、蓝牙、WiFi、CPU等硬件，其CPU主频也超过了1.5 GHz，主屏尺寸则从小到大一应俱全，这一切都使移动智能终端正逐步演变成一个强大的个人移动应用中心。目前，移动智能终端多采用ARM系列芯片，典型设备有搭载IOS的iPhone，iPAD以及更多的搭载Android OS的设备，在移动智能终端领域，已形成了“2+X”市场格局。特别是Android，不仅自身开源，而且还提供了专门的SDK，第三方的开发环境支持也非常好，目前Android已拥有85%以上的市场份额，在全球范围内处于绝对领先位置。在国内，Android智能手机和平板电脑等移动设备也以其广泛的厂商、运营商支持和更高性价比得到广泛使用。因此，本系统首先选择Android移动智能终端作为采集设备，之后再进行IOS平台下的采集应用开发。

1.2 信息采集步骤与系统需求

全国教职工基础信息采集共分5个步骤：

（1） 各高校组织教职工填报纸质基础信息采集表。

（2） 各院系、部门对纸质基础信息采集表进行初审。

（3） 各院系、部门收集、确认、汇总本单位教职工填写的电子版采集表并上报给人事部门。

（4） 人事部门汇集全校教职工基础信息数据并进行纠正和完善，最终形成本校教职工基础信息数据文件并上报给教育部或省级教育主管部门。

（5） 教育部将各高校的数据文件导入全国教职工基础信息数据库中，实现信息采集目标。

在上述步骤中：步骤（1）～步骤（3）是由院系和部门的专人负责进行的；步骤（4）由人事部门进行，本系统主要面向对象就是这两类用户：通过引入移动终端的使用、方便广大教职工随时随地进行个人基础信息的录入、修改和提交；学校则可以通过校园无线局域网和3G/4G网络更及时地收集、确认和统计本校教职工的基础信息。因此，教职工基础信息采集系统应实现下列功能：

（1） 教师可通过移动终端进行数据录入、保存、修改和提交。

（2） 学校可通过收集系统管理端进行数据采集的过程监控、查询统计和报表输出。

（3） 后端服务器架设在学校内部，教职工使用校园WiFi或3G/4G网络实现数据提交。

（4） 为教师提供已录入数据的手机端存储功能，以实现个人信息的再利用（如发送短信等）。

2 系统结构与流程设计

2.1 系统构成与开发技术

基于上述需求分析，技术开发路线如下：

（1） 为使采集系统尽快应用，选择Android平台来开发信息移动采集端应用，随后考虑IOS采集端和PC采集程序的开发；

（2） 采用成熟的跨平台JavaEE服务器作为采集后端系统运行平台，选择jQuery框架进行Web界面设计。

（3） 采用免费、稳定的关系数据库MySQL实现系统后端数据存储，附件文件则存储于文件系统中。

（4） 使用移动采集端自带SQLite实现本地存储。

（5） 移动采集端采用离线填写、在线提交模式运行。

（6） 教职工基础信息应能导出为Excel 2003文件格式（.xls）。

开发环境选用集成了Android SDK的MyEclipse 10，能同时进行Web程序和Android应用的开发。采集与应用系统的总体结构如图1所示。

系统采用院系部门级、校级人事部门的两层管理运行模式。这种模式一方面能有效分散信息采集过程中人事部门管理员的工作量，另一方面，院系、部门管理员对本单位教职工信息的确认和审核也会更加准确。

在图1中，共有4种类型的用户：

（1） 普通教职工：可利用手机采集与应用端填写、拍照并提交个人基础信息，也可以对个人信息导出、备份、导入以及信息再利用，如发送个人简介短信、生成个人二维码名片、更新学术微博等。

（2） 院系、部门管理员：对本院系、部门的教职工基础信息进行人像认证和信息审核，可对信息进行修改和删除。

（3） 人事部门管理员：因为人事部门全面掌握着所有教职工的人事、劳资、评价和奖惩等信息，所以可以对院系、部门管理员审核通过的教职工相关信息进行纠正和完善。同时在收集完所有教职工信息后将数据导出为Excel文件用于上报。

（4） 系统管理员：可以对全校教师的信息进行查看，修改和删除，但主要作用是进行系统数据维护和各项参数设置。

在图1中，为移动端采集到的教职工基础信息提供了两个上传通道：一个是校园WiFi，另一个是手机的3G/4G网络。在校园WiFi环境下，数据被直接提交到具有内部IP地址的MySQL数据库，而在3G/4G环境下，数据则通过一个能从外部访问的Web应用将信息提交到内部的MySQL数据库中，该应用基于JavaEE开发，是一个Servlet程序，可跨平台部署。在移动采集端提交信息时，先使用校园WiFi进行连接，无法连通时才通过3G/4G进行连接，系统会根据手机端的连接情况自动处理。这样设计的主要好处是：使教职工可以在任何网络环境下提交信息。在校园环境下，通过内部WiFi可以更直接快速地上传数据，而在外部访问时，MySQL服务器的IP地址和端口不向外公开，提供了更高的数据安全性。Servlet程序能方便地部署到学校已有的、对外开放的Web站点上，而无需太多设置。不仅为信息采集提供了双通道冗余能力，而且能减少手机流量使用费。

另外，在信息提交环节，系统还设计了一个拍照认证功能，后面会详细阐述其功能。

2.2 信息采集和应用流程

教职工基础信息采集和应用的流程可简述如下：

（1） 教职工从手机上打开移动采集应用，输入自己设置的密码进行登录，之后按界面提示查看教职工基础信息的各指标解释、基础代码表和已录入的信息。设置密码主要是为了防止特定情况下教职工个人信息泄露。

（2） 使用“新建教职工信息”功能，按照录入界面提示填写自己的基础信息。填写完成后即可进行上传操作。上传前需要进行拍照认证，之后信息会提交到服务器端，同时也会保存到手机本地的SQLite数据库。若信息填写未完成或无法确定是否正确，可先将信息保存到手机的SQLite数据库。

（3） 信息保存在手机上的数据库后，下次登录就可以继续完善，修改和提交，也可进行短信发送已有信息、数据导出备份等再利用操作。

（4） 提交到服务器端后，院系、部门管理员可通过上传照片确认信息提交者身份，并对提交信息进行审核。

（5） 审核通过的信息，则由人事部门管理员继续进行处理。处理包括：通过浏览器查看所有已提交信息的教师信息列表，进行删除、修改（纠正）、查询、审核等操作，对需要人事部门参与的信息项进行纠正和完善。

（6） 在收集整理完所有教职工基础信息后可以一键导出为Excel格式的文件用于上报。

完整的系统运行流程如图2所示。在图2中，实心箭头表示采集业务流向，空心箭头表示数据访问流向。

3 功能实现与关键环节

3.1 系统功能模块

系统功能模块如图3所示。

在图3的模块中，系统维护由系统管理员使用，用户管理、登录认证是供院系、部门管理员、人事部门管理员、系统管理员使用的。在本系统中，教职工上传自己的基础信息时无需一般意义上的登录操作，而是通过拍照上传与照片验证相互配合进行的。信息管理、信息审核由院系、部门管理员、人事部门管理员使用，信息导出由人事部门管理员使用，本地存储则是信息利用的基础。

3.2 信息采集与提交

在移动采集端应用的主界面上分别设计了“手机已存数据信息列表”区域以及“新建教师信息”、“指标解释”、“基础代码表”、“信息采集（样）表”、“信息导出”、“信息导入”等功能按钮。其中“指标解释”、“基础代码表”、“信息采集（样）表”为辅助功能，主要展示了教育部全国教职工基础信息采集规范的各项内容，教职工可随时参考。点击“新建教师信息”后出现如图4所示的教职工信息的输入和修改界面。在录入界面中已按照教职工基础信息采集规范的要求将部分选择项控件化和标准化以加快信息录入过程。

在两种上传通道上，信息提交时的处理方式是不同的：校园WiFi环境下是通过JDBC将其直接存储到MySQL，3G/4G环境下则将录入信息形成数据包并通过HTTP协议的POST方式提交上去。为保密起见，MySQL与Tomcat服务器的地址端口均不对外公开，直接嵌入采集应用端的代码中。

3.3 基于人脸图像的系统验证方式的探索

本系统的一个显著特点就是无需事先建立全校教职工用户名和登录密码，而是在院系、部门等二级单位自然形成的局部熟识关系基础上，充分利用移动智能终端具备内置相机的特点，通过人像辨识方式来确认提交人身份。在教职工通过移动采集端提交基础信息时，会首先调用相机功能进行面部拍照，然后将输入的基础信息和照片数据一起提交到服务器。

Android中拍照功能有两种实现方式：一是直接调用系统自带相机来拍照并将照片放入SD卡；二是使用android.hardware.Camera及其相关类编码完成，可定义照片尺寸、容量和保存路径等参数。

比较而言，调用系统功能简单方便，不易出错，而使用Camera类的定制程度较高，但编码复杂，控制不好就容易引起出错和意外终止。因拍照照片仅用于人像辨识，为保证更好的稳定性，本文采用第一种方式，关键代码如下：

为了适应人像辨识需求，在MySQL中的教职工基础信息表增加了两个字段：一个VARCHAR类型字段Cpath用来存储照片文件的服务器端相对路径，一个blob类型字段Cimage则用来储存上传的照片数据。这样设计的目的是：在WiFi环境下，系统在提交信息时会直接取得照片数据并通过SQL命令上传到此字段，然后通过一个MySQL的触发器将其以文件的形式保存到服务器目录下，并将文件相对路径写入到Cpath字段，之后删除Cimage字段的内容，使所有的照片数据均保存在文件系统中，便于在采集过程结束后清楚所有人的照片，同时优化数据库运行性能。

[图4 采集端信息录入界面 图5 信息提交界面]

已提交信息的审核工作是通过院系、部门管理员来完成的，一般由本单位内负责综合事务的行政人员担任。他们与本单位教职工是同事关系，熟悉本单位所有教职工的情况，同属一个熟识关系圈子，能通过样貌对每个教职工提交的照片信息进行辨识，通过验证就可以确认信息提交者的身份，进而确认信息是由教职工本人提交的、可靠的信息。这样的设计带来的好处如下：

（1） 系统建立过程中，可以省去为全校每个教职工建立教职工登录信息的工作量。

（2） 移动采集端用户无需记忆本人口令和密码，通过手机自拍即可通过验证。

（3） 便于院系、部门管理员直观了解教职工信息，及时跟踪采集工作进度。

3.4 移动智能终端下的离线数据有效利用

教职工基础信息所包含的数据项比较多，整理和输入完整信息也需要一定时间，如果移动采集端应用仅具有数据提交功能，就难以发挥其个人移动应用中心的作用。为了使保存在手机本地数据库的信息（离线数据）得以利用，根据智能手机特点以及教职工信息使用场合，特别设计了三种信息再利用方式：

（1） 个人简历短信与彩信发送。从基础信息中选择需要的数据项形成个人简历文本，通过手机的短信功能发送给其他人。使用彩信时可选择将一张照片附加进去。

（2） 个人信息二维码生成与发送。从基础信息中选择数据项形成个人简介文本并拍摄一张头像照片，然后生成带有头像的QR二维码图片，通过邮件、蓝牙、QQ等方式发送给其他人作为交流之用。生成的二维码存放在手机相册目录下。

（3） 微博学术信息更新功能。将选择的基础信息数据项整理后更新到自己的微博上，目前的实现是针对新浪微博的。

点击“手机已存数据信息列表”中的项目，会弹出一个菜单供选择，如图6所示。

3.5 离线数据与在线数据的同步方法

为保证每位教职工提交到服务器的数据不出现重复现象，使离线数据与在线数据保持同步，每条数据记录应具有惟一的Key值，为此，在MySQL的数据表增加了一个自增Int类型的Tid字段作为主键。在SQLite数据表也增加了一个同名的整型数据项，但不设自增特性。

提交信息时会首先检查Tid值是否已存在；不存在时服务器将创建新记录并将生成的Tid值返回给移动采集端，移动采集端会将其与基础信息的其他内容一同存入SQLite数据库；在提交信息时如发现存在相同的Tid值，更新记录数据即可。

3.6 信息审核与数据导出

Web前端管理界面采用jQuery 1.8.3构建。jQuery轻巧且功能强大，核心文件仅90 KB左右，封装了常用DOM操作，支持AJAX和动态加载JS文件，兼容几乎所有浏览器和CSS3，能开发出交互性很强的Web应用。界面部分截图如图8所示。

图8中显示了用于系统认证的人脸图像，实现了信息管理与审核、Excel格式数据导出等功能。移动采集端的数据导入与导出功能使用Java语言进行编码实现，在此不再赘述。

4 结 语

本文需求来源于全国教职工基础信息采集工作，系统符合教育部全国教职工基础信息采集规范，具有很强的实用性。其主要创新特色为：

（1） 利用移动智能终端功能特点，在局部熟识关系基础上，采用拍照提交方式来验证信息提交者身份，使系统具有更多的移动互联和人性化特色，也使部署过程更加简单易行。

（2） 离线填写保存与在线验证提交相结合的系统运行模式为教职工提供了更好的使用便利性。

（3） 充分挖掘移动设备的通信能力和智能特色，对离线教职工信息进行了有效再利用，提高了移动采集端的使用价值。

后续的主要工作是提高移动采集端应用的兼容性、优化性能，并展开IOS环境下采集端应用的开发。

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