基于Android手機與Internet投票系統的設計與實現

張杰+諸葉平+劉丹+許金普

摘 要： 針對傳統紙質版投票過程中繁瑣費時的問題，提出一種基于Android手機與Internet投票系統的設計方法。搭建了一個通用的手機開發環境，開發出一個以Android手機為硬件基礎，以ASP.NET環境設計的服務器以及Eclipse環境開發的手機投票軟件為核心的投票系統。該系統通過WiFi連接到局域網，具有操作簡易、安全易擴展、統計結果快速高效的特點，有很強的應用價值和推廣前景。

關鍵詞： Android； Internet； Eclipse； 投票系統； WiFi

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）22?0091?04

Design and implementation of voting system based on Android mobile phone and Internet

ZHANG Jie1， ZHU Ye?ping1，2， LIU Dan1， XU Jin?pu1，3

（1. Agricultural Information Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081， China；

2. Key Laboratory of Agricultural Information Service Technology， Ministry of Agriculture， Beijing 100081， China；

3. College of Animation & Communication ， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China）

Abstract： Aiming at the problems of cumbersome and time?consumption in traditional voting process of paper， a new design approach of voting system based on Android mobile phones and Internet is proposed. A universal environment for mobile phones development was constructed. A voting system based on the hardware of mobile phones with Android system and software which is consist of a server designed by ASP.NET and a mobile phone voting software developed by Eclipse， was developed. The system can be connected with local network through WiFi. It is easy to operate and extend， and has the characteristics of safety and fast statistics. It has a high application value and promotion prospect.

Keywords： Android； Internet； Eclipse； voting system； WiFi

0 引 言

法律規定選舉權和被選舉權是公民的基本政治權利之一，為了保證公民切實行使該權利，通常采取投票方式。從班級選舉班委到國家選舉主席都會遇到投票問題，然而大部分仍然采取傳統的手寫處理、人工監督和統計等方式，此方法費時費力，結果統計不夠靈活快捷，已不能滿足快節奏信息時代背景下人們的需要[1?3]。

近年來，科學技術突飛猛進，信息技術更是日新月異，先進的科技產品極大地方便了人們日常生活。據統計，到2012年6月底，我國手機上網用戶量已高達3.88億，手機的智能性以及低廉價格促使很多人從普通手機轉向手機上網[4]。Android是由Google公司開發的面向移動設備的操作系統，現在其市場用戶占有量已超過塞班和IOS，成為國內第一大智能手機操作系統[5?7]。Android操作系統完全開源，使用Linux內核[8?9]，方便廣大程序員開發出各種功能新奇的應用軟件?；谶@種背景和需求，本研究開發出一種基于Android手機與Internet的投票軟件，該系統能很好地模擬現實投票，快速高效地統計出投票結果。

1 開發環境的構建

1.1 Android系統

Android是Google公司于2007年11月推出的一款針對智能手機、平板電腦等移動設備的操作系統，國內稱之為“安卓”。它基于Linux內核，由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟件組成，是一個開發而完整的移動“軟件?！盵10]。其次，Android系統采用分層架構，從高到低依次是應用程序層、應用程序框架層、系統運行庫層和Linux內核層[11]。代碼的開源性、不受運營商的束縛、豐富的硬件選擇、無縫結合的Google應用等特點已使得Android操作系統成為目前全球最大的智能手機操作系統。

1.2 應用程序開發環境的搭建

基于Android手機與Internet的投票系統開發環境包括2部分：客戶端（Android手機）和服務器端（電腦）?？蛻舳说拈_發環境分為以下幾個環節[12]：

（1） JDK。JDK即為Java開發工具包（Java Development Kit）的簡稱，是一切Java應用程序的基礎，它提供Java開發類庫，是一種構建在Java平臺上發布應用程序和組件的開發環境。本次開發所用的JDK版本是1.6。

（2） Eclipse。這是一個集成開發環境，是開發Java軟件的一個工具，使用十分廣泛，本次開發使用的版本號是4.2。

（3） Android SDK。這是安卓軟件開發工具包（Software Development Kit）的簡寫，提供基礎的Android開發類庫和豐富的控件，幫助程序員設計和開發Android應用軟件。其支持線性布局、絕對布局和相對布局[13]，此次版本號為4.2。手機端開發環境界面如圖1所示。服務器端使用ASP.NET和ACCESS數據庫。

圖1 手機端開發環境界面

2 系統框架

2.1 軟件框架

系統分為客戶端和服務器端兩部分，二者在同一個局域網內即可完成投票功能?？蛻舳酥饕δ苡校篒P驗證、獲取候選人名單、投票、提交結果、退出系統。服務器的功能為：登錄系統、修改用戶名、顯示或隱藏IP地址、上傳候選人名單、名單相關操作、開始投票、統計結果、清空結果、結束投票等。軟件框架圖如圖2所示。

2.2 投票原理

投票系統的核心是手機端和服務器端的數據交互。本設計采取Internet訪問的方式連接服務器，因而要從手機端輸入服務器IP地址。為了便于用戶知道網絡地址，系統自動獲取，只需要使用者點擊頁面上“獲取IP地址”按鈕即可。具體投票流程為：首先，投票管理員登錄系統后，自動獲取服務器IP地址，同時用戶動態上傳候選人名單；其次，評委手動輸入IP地址并直接獲取候選人名單和允許的投票數量，接著投票并提交結果；最后，管理員點擊服務器端統計按鈕即可得到最終結果。注意，輸入IP地址后，系統會先后檢查手機設備惟一標示符以及IP地址，當二者合格后才會返回候選人名單。其中設備惟一標示符合格的條件是：服務器端確定開始投票后該設備第一次投票，即不可能在一輪投票中多次投票。投票流程如圖3所示。

圖2 軟件框架圖

2.3 數據處理

投票系統的分析對象是數據，獲取候選人名單并穩定地傳到服務器進行統計是投票過程的關鍵。手機端使用Android系統自帶的SQLite數據庫，由姓名和編號字段構成。為保證投票系統服務器端方便快速地部署到各個電腦上，服務器端利用輕便的Access 2007數據庫管理數據，這樣避免用戶安裝SQL Server等大型軟件。Access中有CandinateName，DeviceIDs，T_User等表格，分別用來存儲候選人名單及得票數、手機惟一標示符、管理員賬號等數據。數據處理原理如下：

（1） 投票管理員將本地候選人名單（XLS或XLSX格式）上傳到服務器；

（2） 通過驗證后的手機從服務器獲取名單數據并存入SQLite中；

（3） 評委提取SQLite中名單，勾選候選人并提交結果；

（4） 結果傳到服務器數據庫中。因為投票過程中存在多用戶同時和服務器進行數據交換，為避免數據混亂，采用Session（會話）方式處理[14?16]。

圖3 投票流程圖

3 系統實現

3.1 手機端

手機端利用Eclipse和Android SDK開發。在Eclipse軟件中選擇File/new/project/Android Application Project，即可建立一個Android應用工程。其中主要文件有：源程序文件src、資源文件res和應用配置文件AndroidMainfest.xml[17]。源代碼主要集中在以下4個文件中：

（1） MainActivity.java是應用中的組件，為用戶提供可視化界面以及觸動按鈕所引發的事件編碼，是本系統的主程序；

（2） CandinateOper.java完成客戶端和服務器之間的數據交互；

（3） DeviceID.java獲取手機惟一標示符并傳遞給服務器；

（4） Perpon.java完成SQLite數據庫中的數據交互。界面布局集中在res/layout路勁下的activity_main.xml文件中，使用線性布局和表格布局。

圖4 手機客戶端系統界面

圖5 手機端程序測試界面

3.2 服務器端

服務器端開發工具包括：ASP.NET 2010，C#，ACCESS。系統使用VS自帶的Gridview模板。在開始投票前能編輯、刪除候選人名單，開始投票后，自動按照票數排序，同時表格不允許做任何修改。點擊統計結果，系統實時刷新投票結果以及此時已經投票的評委數量。在不清空結果的情況下，點擊開始投票可在保留上次結果下進行第二輪投票。本系統核心是保證客戶端和服務器端穩定的數據傳輸，因而采用HTTP協議。

4 系統設置與測試

基于Android手機和Internet的投票系統包含VoteSystem.apk應用程序和服務器端發布程序VoteSystem，前者安裝在Android手機上，后者部署到IIS上。注意，只有當二者在同一個局域網下才能實現投票功能。首先，手機通過WiFi連接到局域網，然后輸入服務器端顯示的IP地址即可實現數據傳輸。手機端程序測試界面如圖5所示。服務器端系統測試界面圖如圖6所示。

圖6 服務器端系統測試界面

5 結 語

本文在充分研究現實投票環節的基礎上，利用“Eclipse+JDK+Android SDK+ADT”和Visual Studio2010開發了一個基于Android手機和Internet的投票系統。系統以Android操作系統手機為硬件基礎，以ASP.NET環境設計的服務器以及借助Eclipse環境開發的手機投票軟件為核心，采用局域網和移動設備通訊技術傳輸數據，將現實中繁瑣的投票環節程序化，有很強的應用價值，能幫助用戶公平、公開、公正地進行投票。具有以下特點：

（1） 降低傳統紙質版投票時間，減少監票環節，快速準確地統計出結果；

（2） 支持多用戶同時投票且不發生沖突，服務器端候選人名單傳輸、投票過程以及結果統計完全公開，投票結果公正可信；

（3） 操作簡單，使用方便，支持多輪重復投票（在前期投票結果基礎上繼續投票）；

（4） 系統適應性強，便于移植。只要Android系統的手機設備以及局域網即可使用該系統，很容易完成軟件安裝及環境部署；

（5） 易于擴展、使用安全。系統中投票人員名單、允許投票數量、IP地址等都是動態設置，投票在局域網下進行，不受外網攻擊，保證投票安全。

注：本文通訊作者為諸葉平。

參考文獻

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[16] 黃星文.基于Android的手機通訊協議應用研究與實現[D]. 蘭州：蘭州大學，2010.

[17] 王建，楊曉東，劉志軍.基于 Android 與互聯網的手機投票系統設計[J].單片機與嵌入式系統應用，2013，13（5）：78?81.

圖6 服務器端系統測試界面

5 結 語

本文在充分研究現實投票環節的基礎上，利用“Eclipse+JDK+Android SDK+ADT”和Visual Studio2010開發了一個基于Android手機和Internet的投票系統。系統以Android操作系統手機為硬件基礎，以ASP.NET環境設計的服務器以及借助Eclipse環境開發的手機投票軟件為核心，采用局域網和移動設備通訊技術傳輸數據，將現實中繁瑣的投票環節程序化，有很強的應用價值，能幫助用戶公平、公開、公正地進行投票。具有以下特點：

（1） 降低傳統紙質版投票時間，減少監票環節，快速準確地統計出結果；

（2） 支持多用戶同時投票且不發生沖突，服務器端候選人名單傳輸、投票過程以及結果統計完全公開，投票結果公正可信；

（3） 操作簡單，使用方便，支持多輪重復投票（在前期投票結果基礎上繼續投票）；

（4） 系統適應性強，便于移植。只要Android系統的手機設備以及局域網即可使用該系統，很容易完成軟件安裝及環境部署；

（5） 易于擴展、使用安全。系統中投票人員名單、允許投票數量、IP地址等都是動態設置，投票在局域網下進行，不受外網攻擊，保證投票安全。

注：本文通訊作者為諸葉平。

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圖6 服務器端系統測試界面

5 結 語

本文在充分研究現實投票環節的基礎上，利用“Eclipse+JDK+Android SDK+ADT”和Visual Studio2010開發了一個基于Android手機和Internet的投票系統。系統以Android操作系統手機為硬件基礎，以ASP.NET環境設計的服務器以及借助Eclipse環境開發的手機投票軟件為核心，采用局域網和移動設備通訊技術傳輸數據，將現實中繁瑣的投票環節程序化，有很強的應用價值，能幫助用戶公平、公開、公正地進行投票。具有以下特點：

（1） 降低傳統紙質版投票時間，減少監票環節，快速準確地統計出結果；

（2） 支持多用戶同時投票且不發生沖突，服務器端候選人名單傳輸、投票過程以及結果統計完全公開，投票結果公正可信；

（3） 操作簡單，使用方便，支持多輪重復投票（在前期投票結果基礎上繼續投票）；

（4） 系統適應性強，便于移植。只要Android系統的手機設備以及局域網即可使用該系統，很容易完成軟件安裝及環境部署；

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注：本文通訊作者為諸葉平。

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