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基于活码技术的移动终端知识培训系统的研制

【摘 要】 目前大中型企业的培训模式主要以集中授课的方式为主,该方式存在着培训资料印制成本高、培训资料存放分散难于管理、实操训练与理论知识结合程度较低等问题.对此本文提出一个基于活码技术的移动终端知识培训系统ACT-MTKTS.ACT-MTKTS 通过将活码技术与培训基地的实训设备相结合,将碎片化、零散化的知识以设备为核心集中整合,学员通过扫描设备二维码就可以获取设备参数、相应培训课件、练习试题等培训内容.测试与运行结果表明,ACT-MTKTS 可以使企业的培训业务高效化和简易化,ACT-MTKTS 的应用对同类的大型企业都有参考价值.

【关键词】 企业培训 移动终端 活码

一、引言

近年来随着各种新技术、新技能的出现,企业对员工进行在职培训的需求日益增加,例如南方电网、中国电信等大型国企,每年在职培训规模在30-40 万人左右.除此之外,企业对每年入职的新员工培训也是工作量很大的任务.由于培训资源有限,一线员工工作与学习矛盾突出,许多公司目前以集中授课为主的培训方式难以满足培训需求,因此,迫切需要一种新的培训方式来提高培训效率[1],降低教育培训管理者的重复性工作.针对此难题,本文提出一个基于活码技术[2-3] 的移动终端知识培训系统(ACT-MTKTS),并详细描述了ACT-MTKTS 的设计,最后结合云南电网公司教育培训评价中心的特点,根据其业务规范和培训数据,实现了ACT-MTKTS.系统的运行验证了ACT-MTKTS 系统具有安全性、稳定性和高效性的优点.

二、移动终端知识培训系统的设计

2.1 系统的业务逻辑

ACT-MTKTS 通过建立前台软件和管理后台,协助企业培训工作人员进行设备库和知识库的建立与管理,同时提供强大的数据统计与分析功能,方便管理者对培训过程进行监督和决策.ACT-MTKTS 组成模块之间的逻辑关系如下图1所示:

其中:培训设备为培训过程中企业所涉及到的各类设备;移动终端包括IOS 智能终端和Android 智能终端,学员通过移动终端扫描设备的二维码,实现设备知识的获取[4-5];服务器包括系统服务器和文件服务器,系统服务器用于部署整个系统,文件服务器用于存放系统相关的资料文件,如培训设备的培训资料.

2.2 系统的层次架构

A CT-MTKTS 系统实现采用当前最为通用的多层架构模型.包括移动端的应用和云端的服务支撑两部分,设计了五个既相互独立又相互联系的层次,从下到上依次是基础设施层、资源层、应用支撑层、移动应用层和终端层.如下图2所示.

基础设施层:即信息系统的基础,包括网络、硬件设备、存储设备等.

资源层:包括信息资源和服务资源两大类.信息资源为业务培训的信息,如培训设备参数、培训资料等,服务资源则为本系统提供的各类服务,这些服务以移动App 方式提供.

应用支撑层:为移动应用端提供服务支持的应用系统,一方面负责与企业的主体进行数据交互,另一方面负责移动服务端接入的数据安全控制、权限控制、数据交换、日志记录、系统管理等功能,是架构于底层的操作系统与上层应用系统之间的支撑软件层次.从标准规范性、开放性和扩展性的角度考虑,应用支撑层采用面向服务的SOA(Service OrientedArchitecture) 的技术架构,各支撑模块以构件的形式开发,以服务的方式提供.在本层提供的移动应用中,是一个开放的技术层,能够适应业务的发展变化,逐步加载来自各方的服务资源.

移动应用层:面向最终用户,以移动App 的方式提供给最终用户.移动App 通过移动互联网与ACT-MTKTS 系统的服务器端进行数据通讯,并获取各种服务数据.在本次系统开发中,分别提供基于iOS 和Android 两大移动操作系统的App,从用户体验的角度,采用原生态的IOS、Android 技术进行开发.

终端层:为移动App 的运行设备.目前支持IOS 智能终端和Android 智能终端两大类.

2.3 设备编码方案

设备编码方案的目的是为每一台设备生成一个唯一的编码,然后通过利用此唯一的编码生成一个与设备对应的唯一二维码,并印刷好后粘贴于设备上,供培训学员扫描获取设备相关的学习资料.

1)设备编码规则

设备的编码是由多级码段组成的,具体的码段有:设备归属部门名称、是否标准设备、设备厂家名称、设备名称、设备型号,每一级码段都有自己固定的格式,互相不同,但都是由分类编码元素和编号编码元素组成.分类编码元素、编号编码元素又都由数字或字母组成.最后将不同码段的编码组合到一起就形成了设备的编码.

2)设备的编码和访问过程

本系统采用活码二维码编码技术,将设备的编码生成一个活码二维码.相比起普通二维码编码,活码可以随时更改云端内容,做到同一个图案,不同的内容[6-7].极大的方便了二维码的印刷管理,甚至可以先印刷图案,后设置内容.二维码图案不变,内容可随时更改,存储无限内容,并且永久免费.

设备的编码和访问过程如下:

a、根据设备编码规则生成设备的唯一编码,并形成活码二维码;

b、将生成的活码二维码与具体的设备进行关联和粘贴;c、利用移动终端进行二维码扫描,解析对应设备的定位目录页面;

d、通过统一设备定位目录页面的导航,准确快速的访问设备相关的学习资料,并利用目录页面的记录功能,记录访问情况.

2.4 系统功能模块

ACT-MTKTS 系统包括前台开发与后台开发两个方面,后台至少包括下面七个功能的组成,前台至少包括三个功能组成.如图3.

2.4.1 后台管理模块

1)设备知识库管理

设备知识库管理模块是整个系统的核心模块,分为设备管理和知识库管理两部分.设备管理用于管理系统的所有培训设备,包括设备新增、设备更新、设备查找、设备二维码的生成等.知识库管理用于管理与设备相关的培训资料,培训资料可包括文字、图片、音频、视频.

2)搜索管理

搜索管理分为系统热搜词排行榜展示和热搜词白名单两部分,用于管理移动前端搜索页面的热搜词展示.

3)用户管理

用户管理分为用户基础管理、用户权限管理和用户操作日志管理三个部分,用于管理用户的新增、删除、登录注销、权限、用户操作日志等.

4)推送管理

推送管理分为系统自动推送和定向推送,定向推送又包括定向推送相关事项、系统通知等.

5)培训班管理

培训班是指企业组织的为提高学员某种知识技能而举办的培训活动,培训班管理可以在线管理培训班的相关操作,如新建培训班、发布培训通知等.

6)数据字典管理

数据字典管理用于管理和维护系统的基础数据源(如设备分类、企业部门、设备厂家、学员学历等等),方便用户和开发者进行自定义数据字典的维护管理,以便扩展所需要新的数据字典.

7)统计分析管理

本系统的统计分析用于统计学员的培训情况并根据统计结果得出相关的分析报告,然后再根据分析报告辅助制定更加合理的培训计划.统计分析管理分为学员个人培训效能分析、平台效能分析、设备知识访问情况统计分析和培训班效能分析四个部分.

8)练习题管理

练习题管理分为与设备相应的练习库管理和与工种相应的练习库管理两部分.练习题类型可包括主观题(填空题、计算题、简答题)和客观题(单选题、多选题、判断题),练习题的内容和答案格式可以是文字、图片、视频等多种格式.

2.4.2 前端学习模块

1)用户管理

分为用户登录认证、用户管理和用户记录管理三个部分,用于管理用户个人的相关信息.

2)培训学习

分为扫码学习、培训资料查找并呈现和消息提醒三个部分,利用这些功能学员可快速地获取培训资料并学习.

3)练习测试

分为设备类练习、公众类练习、我的错题夹、我收藏的练习题四个部分,通过练习学员可检验自己的培训成果.

三、移动终端知识培训系统的实现

3.1 系统实现框架

本节主要描述ACT-MTKTS 系统具体实现的开发语言软件工具与数据库等工具,具体分为移动应用端和应用服务器端,分析如下:

(1)移动应用端

采用移动应用App 技术,从技术上,移动互联主要有WAP 技术和APP 技术两种,在ACT-MTKTS 应用端的开发中,将采用APP 模式,并主要提供安卓(Android)版本和苹果系统(IOS)版本.为提高用户体验,基于原生Android / IOS技术开发提高用户交互友好度.

另外应用端还使用基于二维码识别的图像识别技术,主要用于二维码识别.在ACT-MTKTS 中,采用国密算法进行通信加密以及根据终端登录用户的身份对应用系统进行细粒度的数据管理控制,实现应用系统有效的访问控制.

(2)应用服务器端

应用开发框架:由于Spring 框架提供了构建 Web 应用程序的全功能 MVC( Model View Controller)编程模式.使用 Spring 可插入的 MVC 架构, 可以选择是使用内置的 Spring Web 框架还可以是 Struts 这样的 Web 框架[8].数据持久化:Hibernate 是一个开放源代码的对象关系映射框架,它对JDBC( Ja Data Base Connectivity)进行了非常轻量级的对象封装,使得Ja 程序员可以使用对象编程思维来操纵数据库,完成数据持久化的重任[9].

消息中间件:Apollo 以ActiveMQ 原型为基础, 是一个更快、更可靠、更易于维护的消息代理工具.Apache 称Apollo 为最快、最强健的STOMP(Streaming Text OrientatedMessage Protocol,流文本定向消息协议)服务器.进程内缓存框架:EhCache 是一个纯Ja 的进程内缓存框架,具有快速、精干等特点,是一种广泛使用的开源Ja分布式缓存.主要面向通用缓存,Ja EE 和轻量级容器.它具有内存和磁盘存储,缓存加载器, 缓存扩展, 缓存异常处理程序, 支持REST 和SOAP api 等特点[10].

图表呈现工具:使用EChart 组件对报表数据以图形化的形式展现,包括柱状图、饼状图、曲线图等.同样以组件形式集成到报表系统当中.

3.2 系统的网络拓扑图

ACT-MTKTS 系统以计算机和无限通讯网络为支撑,平台的网络拓扑图如图4 所示.系统服务器端包括系统应用服务器和文件服务器,系统管理员通过PC 端来管理整个系统,通过打印机来打印设备二维码.系统支持IOS 和安卓两类客户终端设备.

3.3 系统的运行环境

系统的总使用人数为6 万人左右,按经验培训系统同时在线人数一般为总使用人数的十分之一,所有预估同时在线人数为6 千人左右,由于在线人数使用本系统的主要操作是查看培训资料,并不会频繁地向服务器发起请求,所以预估请求的并发量为100 左右.通过对系统的的压力测试可得,在100 并发的情况下系统能够保持正常使用的系统配置为至强Xeon E3 CPU、16G 内存、500G 硬盘.所以本系统的应用服务器采用的硬件配置为至强Xeon E3 CPU、16G 内存、500G 硬盘.

由于本系统的所有培训资料都存储在文件服务器上,文件服务器的存储空间要求比应用服务器文件的存储空间要大很多,所有本系统文件服务器的硬件配置为至强Xeon E3CPU、16G 内存、2T 及以上硬盘.

服务器端的操作系统为Centos,Web 服务器为Tomcat7.0,编译环境:jdk1.7,JDBC 数据库为mysql 5.5,数据库客户端连接工具 MySQL Command Line Client.移动端的操作系统为OS7 及以上版本或者Android 2.3 及以上版本.

3.4 系统的部署方案

出于安全和可靠性考虑,本系统将应用系统与数据库分别部署在不同服务器,系统的部署方案图如下:

此方案由客户端、应用系统、数据库服务器三部分组成,共有4 台服务器,客户端通过连接应用系统的虚拟IP 接入到应用系统的服务,应用系统的两台应用服务器可以实现互备;数据库服务器部分采用主备方式,正常情况下,应用系统只访问主数据库服务器(当有数据更新时主服务器将更新的数据同步到备机),并且当主数据库服务器机发生故障时自动切换到备用数据库服务器.

四、总结

本文针对现代大中型企业的员工培训需求,提出了一个基于活码技术的移动终端知识培训系统ACT-MTKTS,ACTMTKTS以设备培训为重点,使用活码二维码技术允许移动终端快速高效的访问培训资源,缓解了企业的培训教师不足的缺点,同时使培训的过程高效化、简洁化.以云南电网教育培训评价中心作为试验企业,运行结果表明ACT-MTKTS可以很好提高企业的自动化水平.目前ACT-MTKTS 还在处于初步使用阶段,后期要对它的安全性、稳定性和数据备份功能进行完善.

知识论文范文结:

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