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    可擴(kuò)展自助打印服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    2015-01-02 12:10:46許子乾余蜀宜
    中國科技信息 2015年4期
    關(guān)鍵詞:教務(wù)報(bào)表打印機(jī)

    許子乾 余蜀宜 沙 莉

    針對目前高校各類教務(wù)證明手工或半自動(dòng)打印帶來的效率低下、容易出錯(cuò)等問題,設(shè)計(jì)了可擴(kuò)展的高校教務(wù)自助打印服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)利用ADO.NET 和Microsoft Office 二次開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了可配置的、高效、靈活的多源報(bào)表生成方式,開發(fā)者通過系統(tǒng)提供的配置功能即可自行生成大部分證明報(bào)表,節(jié)約了開發(fā)成本。實(shí)際應(yīng)用表明,設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有良好的靈活性和擴(kuò)展性,能滿足各類高校對教務(wù)證明自助打印的需求。

    自助服務(wù)技術(shù)指提供一種技術(shù)平臺(tái),使用戶在沒有服務(wù)人員的直接參與下能夠獨(dú)立地生產(chǎn)完成需要的服務(wù),滿足自己的需求。通過自助服務(wù)技術(shù),用戶不再是被動(dòng)的接收服務(wù),而是直接參與到產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,快速和便利地獲得所需要的服務(wù),既節(jié)約了成本,也提高了工作效率。目前各大高校對于各類教務(wù)證明的打印大多采用手工填寫或者調(diào)用教務(wù)管理系統(tǒng)已有功能來實(shí)現(xiàn),進(jìn)行半自動(dòng)化的打印和輸出,工作繁瑣且不能保證實(shí)時(shí)性。將自助服務(wù)應(yīng)用于各類教務(wù)證明的打印,實(shí)現(xiàn)無人工干預(yù)的自助打印,可以最大限度地滿足學(xué)生需求,將管理人員從單一、繁雜的日常工作中解脫出來。雖然各個(gè)高校的教務(wù)證明格式和要求各不相同,但具有共性特征,通過計(jì)算機(jī)手段建立靈活的數(shù)據(jù)獲取方式實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的教務(wù)證明自助服務(wù)機(jī)制,節(jié)約開發(fā)成本,便于推廣應(yīng)用。

    關(guān)鍵技術(shù)

    ADO.NET

    可擴(kuò)展的高校教務(wù)自助服務(wù)系統(tǒng)首要的問題需要解決不同數(shù)據(jù)源的問題,因?yàn)槊鎸Σ煌母咝?,使用的教?wù)數(shù)據(jù)庫各不相同,必須采用一種通用性數(shù)據(jù)庫連接方式以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫類型。系統(tǒng)使用的解決方案是采用.net平臺(tái)的ADO.NET 數(shù)據(jù)訪問標(biāo)準(zhǔn),ADO.NET 是微軟提供的用于與各類數(shù)據(jù)源進(jìn)行訪問和交互的面向?qū)ο箢悗?,它的?yōu)勢就在于通用性,ADO.NET 提供了ODBC,OleDB 等多種協(xié)議來滿足不同數(shù)據(jù)源的訪問要求。系統(tǒng)利用ADO.NET 開發(fā)通用的數(shù)據(jù)庫組件,并對常見的數(shù)據(jù)庫操作進(jìn)行抽象和封裝,實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制(圖1)。

    ADO.NET 集成了數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)命令、數(shù)據(jù)讀取等常規(guī)的數(shù)據(jù)操作工具,并以統(tǒng)一的格式對外發(fā)布,使得開發(fā)者無需考慮具體的數(shù)據(jù)庫類型,提高了開發(fā)效率,從數(shù)據(jù)庫底層解決了可擴(kuò)展性的要求。

    Office 二次開發(fā)

    Office 系列軟件是微軟開發(fā)的用于辦公的系列軟件,因?yàn)槲④洸僮飨到y(tǒng)壟斷性的地位,Office 系列軟件已經(jīng)成為現(xiàn)代辦公不可或缺的工具之一。Office 系列的功能非常強(qiáng)大,而大多數(shù)企事業(yè)單位的具體使用人員只是用它來進(jìn)行簡單的文字處理和表格制作,很多功能都沒有發(fā)揮作用,但從使用習(xí)慣和實(shí)際工作而言,無法要求人人都成為Office 軟件專家,這就需要在已有的Office 軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā),開發(fā)更加貼近用戶習(xí)慣和使用方式的產(chǎn)品。本系統(tǒng)考慮使用Office 軟件進(jìn)行開發(fā)的原因還有三點(diǎn):1)降低開發(fā)和系統(tǒng)實(shí)際部署成本:由于Office 的使用面非常廣泛,且基礎(chǔ)模塊功能強(qiáng)大,對研發(fā)周期的縮短和部署以及使用人員的培訓(xùn)提供了很大的便利性。2)穩(wěn)定性高:office 軟件是一款主流的辦公軟件,其開發(fā)公司微軟公司也是計(jì)算機(jī)界的巨頭,所以具有很高的穩(wěn)定性,且更新非常及時(shí),據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)從1993 年發(fā)售3.0 版本以來,截止2013 年發(fā)布2013 版本,共11 個(gè)版本,各單項(xiàng)軟件百余個(gè),已經(jīng)成為windows 平臺(tái)的必備軟件之一。3)兼容性強(qiáng):高校教務(wù)信息化并非一蹴而就,在信息化之前很多的檔案,文字等都采用紙質(zhì)的形式保存。而在信息化之后由于工作的需要和安排,很多學(xué)校已經(jīng)開展了紙質(zhì)檔案的信息化工作,而這項(xiàng)工作絕大部分都利用office 來完成。系統(tǒng)必須考慮這些單獨(dú)存檔的電子信息的數(shù)據(jù)讀取功能,直接采用以往通過office 保存的數(shù)據(jù)資料,實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的共享和交互。

    遠(yuǎn)程控制技術(shù)

    圖1 ADO.NET 訪問機(jī)制

    圖2 自助服務(wù)網(wǎng)絡(luò)控制體系

    自助服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初衷就是減少人工操作,但任何軟硬件都受周圍環(huán)境影響,諸如線路、網(wǎng)絡(luò)等條件的改變都會(huì)對系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此建立一個(gè)有效的遠(yuǎn)程控制機(jī)制,捕捉每一臺(tái)終端機(jī)器的實(shí)時(shí)狀態(tài),才能真正實(shí)現(xiàn)自助化服務(wù)。遠(yuǎn)程控制的技術(shù)核心在于網(wǎng)絡(luò)互通,對于高校來說,利用已有的校園網(wǎng)絡(luò)即可快速、穩(wěn)定、安全的實(shí)現(xiàn)多個(gè)自助終端的監(jiān)控,再利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的預(yù)警機(jī)制,做到實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警,網(wǎng)絡(luò)控制體系如圖2 所示。

    自助服務(wù)客戶端采用分布式管理,可能分散在不同的區(qū)域。采用一個(gè)主服務(wù)器為中心節(jié)點(diǎn),通過區(qū)域交換機(jī)與對應(yīng)的自助服務(wù)客戶端相連接,整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)處于校園網(wǎng)內(nèi),通過校園總控防火墻與因特網(wǎng)相連,實(shí)現(xiàn)安全的遠(yuǎn)程訪問機(jī)制。

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    功能設(shè)計(jì)

    整個(gè)系統(tǒng)由項(xiàng)目設(shè)置、數(shù)據(jù)對接、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)庫管理、打印控制、日志預(yù)警六部分組成(圖3),其中項(xiàng)目設(shè)置、數(shù)據(jù)對接、報(bào)表生成是系統(tǒng)可擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵模塊,使各高校能根據(jù)自己的要求自定義證明的數(shù)據(jù)、格式和打印條件;數(shù)據(jù)庫管理、打印控制模塊提供多種數(shù)據(jù)接口和控制方式,滿足主流的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和控制需求。相比常規(guī)的業(yè)務(wù)系統(tǒng),自助服務(wù)系統(tǒng)對日志記錄的要求更高,而教務(wù)自助打印系統(tǒng)由于打印機(jī)易耗性較高且業(yè)務(wù)量大,在進(jìn)行常規(guī)日志記錄的同時(shí)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)器狀態(tài)并及時(shí)預(yù)警。

    項(xiàng)目設(shè)置

    項(xiàng)目設(shè)置模塊用于自助服務(wù)項(xiàng)目的管理,用戶可以靈活的設(shè)置需要打印的服務(wù)項(xiàng)目,是系統(tǒng)可擴(kuò)展性得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。項(xiàng)目設(shè)置模塊由項(xiàng)目定義、數(shù)據(jù)獲取和項(xiàng)目收費(fèi)三大部分組成。項(xiàng)目定義主要實(shí)現(xiàn)對證明項(xiàng)目基本信息的定義和存儲(chǔ),如證明的名稱、項(xiàng)目說明、證明的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)獲取實(shí)現(xiàn)各個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)抓取方式的定義,用戶可以選擇SQL 語句直接查詢、視圖建立和調(diào)用存儲(chǔ)過程三種方式,通過與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的連接,達(dá)到項(xiàng)目數(shù)據(jù)獲取的目的。項(xiàng)目收費(fèi)用于定義每個(gè)項(xiàng)目的收費(fèi)方式,結(jié)合目前大多數(shù)高校的收費(fèi)規(guī)定和實(shí)際情況,提供單價(jià)式和階梯式兩類收費(fèi)方式,并提供按時(shí)段收費(fèi)、按數(shù)量收費(fèi)和臨時(shí)免費(fèi)三種計(jì)費(fèi)策略。

    圖3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

    數(shù)據(jù)對接

    數(shù)據(jù)對接模塊控制整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)走向,其主要功能是實(shí)現(xiàn)各個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)內(nèi)容的生成。數(shù)據(jù)對接模塊由數(shù)據(jù)生成和字段映射兩部分組成;數(shù)據(jù)生成通過調(diào)用數(shù)據(jù)獲取模塊的數(shù)據(jù)抓取方式,生成該證明所需的數(shù)據(jù)列表;字段映射建立數(shù)據(jù)表中的字段與報(bào)表字段之間的對應(yīng)關(guān)系,為后期報(bào)表數(shù)據(jù)填充做準(zhǔn)備。

    報(bào)表生成

    管理員通過報(bào)表生成模塊可以生成任意格式的報(bào)表,并與已有的項(xiàng)目對接。模塊采用入門級Microsoft Office Excel 軟件作為開發(fā)工具,方便易用,兼容性強(qiáng)且靈活度高,也易于日常維護(hù)。該模塊包括報(bào)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)填充、頁面設(shè)置及封裝設(shè)置四個(gè)部分組成。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過調(diào)用Microsoft Office 接口,完整繼承Excel 的大部分功能,用戶進(jìn)行報(bào)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)完全等同于操作一張excel表格,操作簡便易學(xué)。數(shù)據(jù)填充通過對報(bào)表信息單元格位置的獲取,結(jié)合數(shù)據(jù)對接模塊的字段映射功能,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)字段對報(bào)表的填充。頁面設(shè)置通過調(diào)用Microsoft Office接口與操作系統(tǒng)API 函數(shù)實(shí)現(xiàn)每一種打印報(bào)表打印設(shè)置,包括樣式設(shè)置、紙盒設(shè)置、打印機(jī)選擇及打印效果設(shè)置等。封裝模塊實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加密處理,因?yàn)閑xcel 是一種常規(guī)、開放的數(shù)據(jù)格式,為保證各項(xiàng)教務(wù)證明的嚴(yán)肅性和保密性,通過封裝模塊對所有生成的excel 報(bào)表進(jìn)行加密封裝,防止因系統(tǒng)被侵入造成的數(shù)據(jù)被篡改和丟失,所有的excel報(bào)表在數(shù)據(jù)提取完成后即時(shí)生成pdf 快照并銷毀,既保證數(shù)據(jù)安全又留存了即時(shí)打印信息以備查。

    數(shù)據(jù)庫管理

    數(shù)據(jù)庫管理模塊用于與教務(wù)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對接,針對目前各大高校實(shí)際情況,目前提供Oracle、Sql Server、Access 三種主流的數(shù)據(jù)庫對接接口。因?yàn)樽灾?wù)系統(tǒng)依托于教務(wù)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)等外部系統(tǒng),所以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)K對外部數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)校驗(yàn),只有滿足系統(tǒng)設(shè)定的條件,校驗(yàn)通過才能進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)提取等操作。防止因?yàn)橥獠肯到y(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更改造成的系統(tǒng)錯(cuò)誤。考慮到國內(nèi)高校實(shí)際情況,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一卡通和現(xiàn)金收費(fèi)接口,在滿足收費(fèi)功能的同時(shí),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對接。

    打印控制

    打印控制模塊負(fù)責(zé)隨時(shí)捕捉打印機(jī)狀態(tài),監(jiān)控本機(jī)與打印機(jī)之間的通信。因?yàn)榇蛴C(jī)加紙操作只能通過人工方式來完成,而自助服務(wù)又是24h 開機(jī)狀態(tài),因此為了避免因打印機(jī)缺紙、卡紙等造成的系統(tǒng)中斷,通過打印控制模塊的紙張監(jiān)控功能隨時(shí)監(jiān)控紙盒狀態(tài),并通過份數(shù)管理,用戶自行設(shè)定剩余量閾值來控制系統(tǒng)的關(guān)閉和打開。同時(shí)提供打印機(jī)管理模塊,用戶可以對打印機(jī)進(jìn)行基本的配置。

    實(shí)時(shí)預(yù)警

    實(shí)時(shí)預(yù)警模塊相對于整個(gè)自助服務(wù)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行,利用遠(yuǎn)程控制的原理實(shí)現(xiàn)各個(gè)服務(wù)終端的狀態(tài)的監(jiān)控,監(jiān)控的內(nèi)容包括:網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)、軟件運(yùn)行狀態(tài)、客戶端界面捕捉、客戶端打印機(jī)狀態(tài)及、其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)通信狀態(tài)等,并通過日志記錄。用戶通過設(shè)定各類預(yù)警的條件,實(shí)現(xiàn)客戶端的預(yù)警功能,通過聲音、顏色的變化隨時(shí)提醒管理員。

    流程設(shè)計(jì)

    用戶登錄

    用戶登錄模塊為系統(tǒng)初始化完成之后的顯示窗體,也是整個(gè)系統(tǒng)開始界面。自助服務(wù)系統(tǒng)對用戶體驗(yàn)和健壯性要求很高,在設(shè)計(jì)用戶登錄模塊時(shí)首先考慮了各個(gè)關(guān)鍵功能初始化的預(yù)判。系統(tǒng)運(yùn)行后,首先進(jìn)行數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)和負(fù)載外部設(shè)置(讀卡器、收費(fèi)器、打印機(jī)等)的狀態(tài)測試,如果成功則展示完整的用戶登錄界面,否則將打開相應(yīng)的配置界面或信息提示,等待用戶配置成功或修復(fù)完成后,再顯示完整的登錄界面。界面顯示后,用戶通過觸摸輸入或刷卡等驗(yàn)證操作進(jìn)入系統(tǒng),登錄成功后,系統(tǒng)再進(jìn)行功能識(shí)別,根據(jù)用戶的身份(學(xué)生?教師?)開放相應(yīng)的功能菜單,登錄流程如圖4。

    數(shù)據(jù)提取

    圖4 用戶登錄流程圖

    數(shù)據(jù)提取模塊通過用戶選擇的相應(yīng)功能、實(shí)現(xiàn)功能選項(xiàng)與實(shí)際報(bào)表的數(shù)據(jù)對接。首先通過讀取相應(yīng)的報(bào)表內(nèi)容要求,提取報(bào)表的格式和字段需求;其次利用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)挖掘功能,建立數(shù)據(jù)庫字段與報(bào)表字段的映射關(guān)系,再通過不同的數(shù)據(jù)獲取方式(數(shù)據(jù)視圖、存儲(chǔ)過程、SQL提取等)獲得數(shù)據(jù)列表;最后結(jié)合格式需求對預(yù)設(shè)的證明模板進(jìn)行數(shù)據(jù)填充,生成報(bào)表文件,完成整個(gè)報(bào)表的數(shù)據(jù)提取,具體的提取流程如圖5。

    系統(tǒng)驗(yàn)證及打印

    系統(tǒng)驗(yàn)證的目的是實(shí)現(xiàn)自助服務(wù)有序控制,數(shù)據(jù)提取的報(bào)表首先通過pdf 快照的形式展現(xiàn)到,以供用戶查看。當(dāng)用戶輸入了需要打印的份數(shù)后,系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的驗(yàn)證條件(計(jì)費(fèi)或份數(shù)控制)和打印機(jī)及紙盒狀態(tài)、判斷其是否能夠成功打印,并給出提示。當(dāng)用戶進(jìn)行了滿足驗(yàn)證條件的操作(如付費(fèi)或更改份數(shù))后,再實(shí)現(xiàn)打印操作,系統(tǒng)通過與打印機(jī)的通信獲取判斷是否打印成功,并即時(shí)記錄到系統(tǒng)日志中,完成整個(gè)自助打印服務(wù)。完整的流程如圖6。

    圖5 數(shù)據(jù)提取流程圖

    圖6 系統(tǒng)驗(yàn)證及打印流程圖

    應(yīng)用實(shí)例

    系統(tǒng)開發(fā)工具采用Microsoft visual studio 2010,支持Microsoft Office2007 及以上版本,開發(fā)框架為.NetFramework3.5,目前已成功應(yīng)用到南京林業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)、鹽城師范學(xué)院的本科生管理,通過系統(tǒng)配置和少量的界面修改,實(shí)現(xiàn)了大部分教務(wù)證明的自助打印功能,節(jié)約了開發(fā)時(shí)間和成本,極大的提高了開發(fā)效率。

    三所高校系統(tǒng)硬件為一臺(tái)普通的PC 機(jī),具體配置如表1 所示,均為目前主流配置,因自助打印機(jī)負(fù)載的外部設(shè)置較多,選取600W 多核電源;考慮到系統(tǒng)響應(yīng)問題,選取固態(tài)硬盤提高響應(yīng)速度。

    表1 軟硬件配置表

    目前使用的三所高校中,利用本系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了中英文成績單、在讀證明等需求面廣量大的教務(wù)證明的自助打印,其中鹽城師范學(xué)院利用已有的系統(tǒng)配置功能實(shí)現(xiàn)了全部打印項(xiàng)目,東南大學(xué)的“出國成績單”和南京林業(yè)大學(xué)的“教室借用表”因?yàn)閿?shù)據(jù)獲取方式和工作流程的特殊性,不能完全通過系統(tǒng)配置功能實(shí)現(xiàn),進(jìn)行了少量的二次開發(fā)。外部系統(tǒng)對接方面,南京林業(yè)大學(xué)與校園一卡通和現(xiàn)金收費(fèi)系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了對接,東南大學(xué)實(shí)現(xiàn)了一卡通對接,而鹽城師范學(xué)院只使用了現(xiàn)金收費(fèi)系統(tǒng),詳細(xì)使用情況如表2 所示,系統(tǒng)界面如圖7-8。

    圖7 教務(wù)自助服務(wù)系統(tǒng)界面(南京林業(yè)大學(xué))

    圖8 教務(wù)自助服務(wù)系統(tǒng)界面(南京林業(yè)大學(xué)中文成績單)

    表2 自助服務(wù)系統(tǒng)使用情況表

    結(jié)語

    可擴(kuò)展的高校教務(wù)自助打印服務(wù)系統(tǒng)以Microsoft visual studio 2010 為開發(fā)工具,通過ADO.NET 技術(shù)支持多源數(shù)據(jù)庫,利用Microsoft office 二次開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了各類教務(wù)證明自動(dòng)生產(chǎn)模式,具有高度的擴(kuò)展性。系統(tǒng)通過用戶登錄、數(shù)據(jù)提取、系統(tǒng)驗(yàn)證及打印構(gòu)造完整的自助打印服務(wù)流程,并應(yīng)用于實(shí)際案例,在實(shí)現(xiàn)了快速開發(fā)、節(jié)約開發(fā)成本的同時(shí)滿足了不同用戶的個(gè)性化需求。

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