面向校园的SOA架构移动信息服务系统设计.pdf

信息技术 面向校园的 S O A架构移动信息服务系统设计 陈智翔吴黎明 ( 广东工业大学信息工程学院) 摘要：通过分析目前高校教学管理信息化面临的问题，针对高校教务管理工作， 提出一种基于S O A架构的 移动信息服务系统。该系统与已有校园系统服务进行整合，并结合移动互联网优势，为学生、教师和行政人员等 校园用户 ，提供在不 同平 台上实现特定的信息定制 推送和通 知服务 ，为这些用户在相互沟通时建立起高速 快捷 的 信息通道 。 关键词：S O A；高校管理；移动服务；X MP P 0 引言 目前，高校信息化建设不断发展，大多数高校都 开发了用于教学管理的各种应用系统，例如：教务管 理信息系统、学生选课系统、图书馆系统等。在这些 系统中，师生与教务管理人员可以通过 we b网络服 务进行信息交流与互动， 用以辅助日常的教务管理工 作。然而，这些正在使用的信息系统存在不足：数据 分散在各个异构的应用系统，系统间信息的交互非常 困难；数据比较孤立，形成很多信息孤岛，导致无法 提供准确的个性化信息服务。 例如教务管理部门在特 殊信息发布或信息交流上比较被动，只能通过网上公 告或层层转达；旧的管理模式严重偏离 “ 以人为本” 的理念 。以学生为例 ，一些个性化较强的信息，诸如 补考通知、考试安排、评优评选、学业预警等，教务 管理部门无法为每个相关学生进行电话、短信通知， 学生可能没有及时查看公告或邮件 ， 致使工作延误或 失去时机 。 随着信息技术的迅猛发展， 移动互联网催生的服 务型校园移动信息系统将成为高校信息化建设的风 向标【 l 之 。 针对 目前信息系统面临的困境， 整合现有业 务和数据后，充分与移动终端结合，根据逻辑业务需 求，将业务需求、业务流程和数据存储以服务的形式 进行包装并发布到一个标准化、开放性的平台，可以 达到既保留目前应用系统、又能适应业务变化及发展 的 目的 。面 向服务 的体 系 结 构 ( s e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，S O A)以服务为核心，凭借其松耦合的 特点， 成为新一代软件体系结构的主流模型 】 。 S O A 是一个组件模型，它应用于程序的不同功能单元 ( 称 为服务)，通过这些服务之间定义良好的接口和契约 联系起来，接 口是采用中立的方式进行定义的。它独 立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。 基于 S O A 架构的校园移动信息服务系统，整合 了目前的各种应用系统，在模块设计中使用松散耦 合，使原有在校园系统中的服务，通过统一的方式进 行交互，建立开放性的高校教学管理平台，并在移动 终端开发相应的客户端应用程序，使师生、行政人员 等能够实时了解相关学习、科研、教务信息，从而大 大提高教学管理的效率。 l 系统设计 1 1 整体设计思想 基于 S O A架构的校园移动服务信息系统总体设 计思想是：结合成熟的移动互联网相关技术和服务， 把原有校园应用系统接 口进行整合， 作为平台在服务 器上提供给移动终端进行相关数据服务；并且为了满 足师生、 行政人员的使用， 平台应根据用户终端设置， 提供主动式信息实时查询和被动式信息推送提醒服 务。 在校 园移动服务信息系统中，用户既可通过电 脑，也可以通过手机接入与系统交互，从而使系统具 有更高的实时性、交互性，提高系统的智能化和人性 化程度。 将终端从电脑扩展到智能手机的新型教务管 理系统，增加了终端和用户的数量，扩大了系统的覆 盖和应用范围。教师与学生可 以通过手机，及时将各 种信息提交给系统，缩短了信息发布与接收的时间， 提高了教学管理的效率。同时教务管理人员通过手机 接入系统后台，可 以实时地了解系统运行的情况，掌 握系统最新的状态，确保系统的安全性。 首先整合现有应用系统， 通过对 已有校园应用系 统进行接口开发或整合， 并将相应接 口统一接入移动 信息系统， 供移动信息系统在进行复杂信息处理时使 用。例如发布补考或奖学金通知时，需要整合的相关 系统有：发布通知信息的行政通知系统、查询教务成 绩的教务成绩系统、学籍 电子档案系统等。 校 园移 动服务信息系统与移动 智能终端结合 整体架构为客户端 N务器模式 。客户端在主流 智能操作系统 ( 1 0S ，An d r o i d ，WP )上运行，通过 客户端访问校园移动服务信息系统， 并依靠移动智能 终端定位等扩展系统平台功能，最大限度地满足用户 随时随地进行校园咨询信息处理的需求。 与移动终端 通信的信息分为两种：一种是主动式实时信息，即用 户在客户端主动发起的信息请求；另一种是被动式推 送信息，即用户在客户端订阅相关信息后，可 以在不 打开情况下收到这类信息的提示通知。 用户通过这两 种信息可以完成与校园服务系统的所有业务交互。 在校园移动服务内部系统稳定可靠后， 通过接入 第三方平台来为更多校园服务提供个性化定制服务 ， 例如相关云存储服务 ， 满足资料表格等在线存入个人 文档；第三方在线支付服务，直接在线支付校园相关 费用。 1 2 服务类型和内容 校 园移动服务信息系统的服务对象包括行政用 户、教师用户和学生终端，其服务类型和功能分别如 如表 1 、表 2 、表 3 所示。 1 - 3 组成模块及层次结构 校园移动服务信息系统平台主要 由5部分组成： 1 1 We b服务接口与移动终端服务接 口， 这些接口负责 响应终端发出的数据请求； 2 )业务处理核 fl , ， 它根据 数据请求类型调用原有校园系统进行数据处理； 3 )平 台数据库， 负责存储信息系统的相关数据； 4 )第三方 数据接 口， 根据系统核心需要与第三方平台进行数据 传输； 5 )原有校 园系统相应对接数据接 口，以满足系 统平台的不同类型服务 。整体结构和层次结构如图 1 所示 。 表 1 行政人员终端服务类型及功能 服务类型 功能及服务 支撑系统 系统管理相关 相关系统在线管理 原有相关系统 公告服务发布 公告通 知 通知公告系统 特定信息推送 行政在线办理服务 行政服务 行政 系统 行政在 线咨询 表2 教师终端服务类型及功能 服务 类型 功能及服务 支撑系统 上课信息提醒服务 教务相关 课程教务系统 在线作业发布服务 订阅校园公告服务 公告通知 校园公告系统 相关文档云存 储服务 科研 进度 服务 科研相关 科研 系统 科研信 息系统 行政服务办理 行政服务 行政系统 行政 在线咨询 表 3 学生终端服务类型及功能 服务类型 功能及服务 支撑系统 智能终端课程提示系统 教务学习 课程教务系统 We b在线学 习系统 全体校园公告服务 公告通知 校园公告系统 班级信息通知服务 课程课室查询 教务系统 ，图书 信息查询 图书信息查询 系统等 校园卡，水 电信息 生活，学生财务 生活服务 周边信息服务 系统等 行政 服务 在线办理 行政服务 行政系统 行政在线咨询 1 4 跨信息系统服务 在基于 S O A架构的服务系统的核心服务中，可 以很方便地调用外部信息系统协同工作， 完成用户的 个性化信息服务。例如定制通知服务，当需要发布一 2 0 1 2 年第6 期自动化与信息工程 1 9 条受众人群 明确的通知时 ( 以奖学金申请为例)，行 政人员在发出公告时， 通过移动信息服务系统接口可 以选择受众人群 ( 如成绩系统中无挂科的学生)；在 原有系统发出公告的同时，向校园移动信息核心发出 申请，核心先调用教务服务接 口查询，然后再确定需 国 要通知的人群， 返回查询结果后在平台服务器端的通 信服务模块加入标识，如用户上线或在线则通过被动 推送方式推送到用户终端， 并将相应文档转发入该用 户的存储中心 ( 如第三方云存储平台)。 传统 终端 移动 智能 终端 l 1广 1广 We b 服务接 口 移动终端服务接口 r 上 第三方平台 校园移动信息服务系统核心 第三方 云存储平台 数据接 支付宝平台 ( 处理终端请求 ，并调用系统接口) 口 平 台数据库 ， j 莩 L 公告通知接 口 教务服务接口 图书服务接 口 就业服务接口 账务管理接口 行政公告系统 教务成绩系统 图书服务系统 就业信息系统 学生财务系统 = ： E 据虱 1 =1 =1 Jl数 据 库 l II数 据 库 II 据 Il数 据 库 II 、= l 原 有 校 园 服 务 系 统l 图 1 移动信 息服务系统整体架构 图 基于 S O A 的校园移动服务系统中，通过校园智 能支付可以在终端用第三方支付平台 ( 如支付宝)快 捷完成校园内各类缴费服务， 而不用到固定地点排队 充值。用户在终端 A P P上根据业务选择相应充值服 务，A P P自动调用第三方支付平台进行在线支付，支 付完成后，支付平台将跳转到预先指定的信息平台 U R L链接， 通过 P OS T方式将支付信息作为参数回调 信息平台，平台根据预先指定密钥解密参数，最终将 支付信息录入相应校园系统完成充值服务。 平台整合前，原有系统各 自独立，校园用户使用 相关业务时需要单独进入系统进行处理，并不能很好 地满足各类用户的需求。平台系统搭建后，在平台上 实现个业务关联处理模块， 校园原有系统都可以按照 接口规范等接入平台， 不仅能通过平台推送机制满足 20 实时性信息需求， 还能发挥出原有系统之间的业务关 联性， 且用户可随时随地使用智能终端就可完成原来 耗时的业务服务。 2 移动终端与服务平台通信关键技术 在基于 S O A架构的校园移动服务系统中，各模 块功能可采用多种开发技术和框架完成。 下面着重阐 述该系统终端 ( 以A n d r o i d系统终端为例)与服务器 端通信的实现。 所有的业务功能都是建立在移动终端与服务器 通信之上的， 与服务器交互的信息分为主动式实时信 息和被动式推送信息。这两种信息的实现机制侧重点 在于主动式信息强调用户在终端主动去获取， 而被动 式信 息强调服务器在用户有信息时自动推送到用户 陈智翔 吴黎明：面向校园的 S O A架构移动信息服务系统设计 终端，因此需要使用不 同的实现技术完成该通信功 能，通信整体结构图如图2所示。 手机终端 服务器 图 2 移动终端与服务平 台通信 图 2 1 主动式实时信息( p a r ms ) ； 主动式实时信息机制是当用户手动查询相关业Ht t p P o s t h t tp P o s t =n e w H t t p P o s t ( u p l o a d U r 1 ) ： 务时后台自动调用。该方式采用 HT T P的通信机制，h t t p P o s t a d d H e a d e r ( ” c h a r s e t ” ， HT T P U T F _ 8 ) ； 交换的数据格式为 J s o n 。客户端将请求信息打包成 H T T P并传送给服务器端，服务器将请求信息发送至 S e r v l e t 。S e r v l e t 根据客户端的具体请求进行后台数据 库查询或原有系统模块处理，动态生成响应 内容并将 其传送给 S e r v e r ， 最后服务器端将该响应内容转换成 J s o n格式返回到客户端。其主要流程如图 3所示。 终端 根 据业 务 类 型封 装 请求 信 息 终 端解 析 J s o n ，在 界面 显 示结 果 并 保存 请 求 信息 通 过 H兀 P 发送给校园 服务平台 平台转换J s o n 格式 返回给终端 图 3 主动式信 息服务流程 图 平台解析请求， 调用相应校 园系 统 原有校园系统查 询后返回给校园 平 台 当需要从服务器上主动获取信息服务时， 调用流 程 ： 1 )从相应业务逻辑界面 ( 如查询成绩界面) ，调 用主动获取模块中的发起请求方法； 2 请求方法开始连接服务器 ，传递相应请求参 数，以A n d r o i d开发为例，代码如下： Ht t p P a r a ms p a r ms i l e w B a s i c H t t p P a r a ms 0 ； p a r ms s e t P a mme t e r ( ” c h a r s e t ” ， H T T P U 1 一 8 ) ； Ht t p Cl i e n t h t t pc l i e nt =n e w De f a ul t Ht t pCl i e n t Li s t p a r a m s n e w Ar r a yLi s t ( ) ； p a r a ms a d d ( n e w B a s i c Na me Va l u e P a i r ( ” t i t l e ” ， t i t l e ) ) ； h t t p P o s t s e t E n t i t y ( n e w Ur l E n c o d e d F o r mE n t i t y ( p a r a ms ， HT T P Un1 _ 8 ) ) ； 向服务器发出请求 Ht t p Re s p o n s e h t t p Re s p o n s e h t t p c l i e n t e x e c u t e ( h t t p P o s t ) ； 3 )服务器端判断请求，调用相应服务模块，完 成后返回结果； 4 1客户端接收结果， 调用 UI 模块进行相关数据 显示 。 2 2 被动式推送信息 被动式推送信息采用的即时通信协议是 X MP P ( 可扩展消息处理现场协议)。X MP P 是一种基于 XML( 可编程扩展语言)，实现任意两个网络终端实 时信息交换的通信协议。 X MP P的基本网络结构包括 C l i e n t 、S e r v e r 、Ga t e wa y ，通信能够在这三者的任意 两个之间双向发生。 服务器同时承担了客户端信息记 录、连接管理和信息的路由功能。基本的网络形式是 单客户端通过 T C P I P连接 到单服务器，然后传输 2 0 1 2 年第6 期自动化与信息工程 2 1 XM L。 当终端注册 以获取被动式推送消息时， 终端与服 务器的主要流程如图 4所示。 终端后台启动 推送服务 终端在推送栏 显示提醒消息 服务器用本地 目录 系统的证书 对其认证 客户端间进行 数据交互 图 4 推送信息流程图 终端制定 目标 地址 ，服务器 告知目标状态 服务器进 行 查找，连接并 进行相互认证 X MP P服务器之间、 客户与服务器之间采用的是 T C P连接。它提供一种面向连接可靠的字节流服务。 T C P将用户数据打包构成报文段， 当发送数据后启动 一 个定时器，等待对端数据确认，另一端对收到的数 据进行确认。对失序的数据重新排序，并丢弃重复数 据。但是 G P R S网络对 T C P链路存在一个限制 ，当 链路在长时间无数据流量时， 会 自动降低此链路的优 先级直至强制断开此链路， 所以在应用中采用发送心 跳的方式来维持此链路。 3 结论 传统的简单事务处理类型的信息系统无法适应 不断发展的业务要求， 科技发展促进教育信息化变革 与进步，基于 S O A架构的校园移动信息服务系统， 是移动互联网与数字校园的紧密结合。 本文分别从架 构和实现上对该系统进行了阐述和分析， 在评估我校 现有校园系统资源后逐步搭建实现该服务系统。随着 移动互联网时代的到来，高校信息化已从传统的管理 方式向主动服务的模式转变， 是学校与学生互动的一 种新途径，是数字校园扩大外延服务的新尝试。 参考文献 【 1 1 杨丽萍， 王薇 基于手机平台的教学信息系统的研发 J 长春 大学学报， 2 0 0 9 ， 1 9 ( 8 ) ： 1 5 - 1 7 【 2 苏长 明， 基于 J 2 ME -J 2 E E的校园移动信息查询系统设计与 实现 J 成都大学学报： 自然科学版，2 0 1 2 ， 3 1 ( 3 ) ：2 5 4 2 5 7 3 3 林怀恭， 聂瑞华， 罗辉琼， 等基于 S O A 架构的服务集成技术 的研究 J 计算机技术与发展， 2 0 0 9 ， l 9 ( 7 ) ： 1 4 1 1 4 4 4 裘慧奇， 陈世平， 朱宇红， 等基于 S O A 的区域 内高校校际间 网 上 资源 共 享和 协 作 服务 模 式研 究 J 计 算 机应 用 研 究， 2 0 1 1 ,2 8 ( 1 ) ： 1 9 2 1 9 4 5 5 武装， 李洪奇 一种分布式S O A体系结构的设计与实现 J 】 微 计算机信息，2 0 0 8 ， 2 4 ( 3 6 ) ： 2 5 3 2 5 5 6 】魏东， 陈晓江， 房鼎益基于 S O A体系结构的软件开发方法研 究 J 微 电子学与计算机， 2 0 0 5 ， 2 2 ( 6 ) ： 7 3 7 6 7 曹晓叶， 王知衍， 许晓伟， 等 基于 S O A 的企业应用集成研宄 与应用 J 微计算机信息， 2 0 0 7 ， 2 3 ( 3 6 ) ： 1 6 1 9 De s i g n o f Ca mpus M o b i l e I nf o r m a t i o n S e r v i c e Sy s t e m Ba s e d o n SOA Ar c hi t e c t ur e Ch e n Zh i xi a n g浙 Li mi n g ( I n f o r ma t i o n T e c h n o l o g y I n s t i t u t e ， Gu a n g d o n g Un i v e r s i t y o f T e c hn o l o g y) Abs t r a c t ： By a n a l y s i s o f u n i v e r s i t y t e a c h i n g ma n a g e me n t i n f o r ma t i o n ， a u t h o r s d e s i g n a mo b i l e i n f o rm a t i o n s e r v i c e s y s t e m b a s e d o n S OA a r c h i t e c t u r e ， wh i c h i s i n t e g r a t e d wi t h t h e e x i s t i n g c a mp u s s y s t e ms and c o mb i n e d wi t h t h e t r e n d o f mo b i l e I n t e r n e t o a c h i e v e s p e c i fi c i n f o r ma t i o n c u s t o mi z e d p u s h n o t i fi c a t i o n s e rvi c e f o r t h e c a mp u s u s e r s o n d i f f e r e n t p l a t f o r ms ， e s t a b l i s h a h i g h s p e e d a n d e ffi c i e n t i n f o r ma t i o n c h a n n e l t o c o mmu n i c a t e wi t h e a c h o t h e r f o r the s e u s e r s K e y W o r ds ： S OA； Un i v e r s i ty Ma n a g e me n t ； Mo b i l e I n f o rm a t i o n S e rvi c e s ； XMP P 作者简介： 陈智翔，男，1 9 8 8 年生，硕士研究生，主要研究方向：移动互联网、信息自动化。E - ma i l ： i l o v e my d o g 1 2 6 c o rn 吴黎明，男，1 9 6 4 年生，教授，主要研究方向：信息自动化、物联网。