智慧校园数据应用快速构建平台的设计与实现

时间：2024-05-04

王刚

（苏州大学信息化建设与管理中心江苏省苏州市 215000）

1 引言

随着大数据、物联网、人工智能技术的快速发展，智慧校园中出现了更多的以数据分析和数据应用为主的信息化建设需求，数据需要经过采集、融合和分析后赋能高校业务发展。在具体实现过程中，经常会涉及没有系统的关系型业务数据采集，这些数据通常以Excel形式存储和传递，传统的做法是业务老师定时上传到提前约定好的位置，以便数据同步工具可以读取和处理。这种做法，一方面不能保证数据实时性，另一方面增加了业务老师工作量，实际的采集效果并不理想。另外，在数据分析结果与业务办理结合方面，业务老师经常需要在分析结果上反馈、补充和完善其他信息，以便形成完整的业务数据。而传统的数据分析平台专注于数据分析过程，无法有效的满足此类实际需求。以上两种情况，都是需要基于已有的业务数据，构建数据应用，提供数据查询、维护、导出等功能。

针对上述需求，本文设计并实现了基于数据应用模型和共享组件的数据应用快速构建平台。通过对业务数据元数据、操作权限、页面展示等进行定义，形成数据应用模型。基于数据应用模型进行通用数据操作开发，形成共享组件库。通过采用页面模板技术，提供个性化的页面展现。

2 平台架构

平台分为管理端和展现端两个部分。具体如图1所示。管理端主要有业务数据元数据定义、页面展示配置、共享组件配置以及菜单管理、权限管理和系统管理。展现端主要服务于具体的业务数据管理，包括页面展示加载、模型解析与加载、组件库加载。

图1：数据应用快速构建平台架构图

业务数据元数据定义用于配置业务数据的属性，包含表的定义，字段定义和初始化工具等。其中，初始化工具可以从Excel中直接读取业务数据，并在数据库中新增表结构，然后导入数据，并依据元数据属性，形成元数据定义。页面展示配置主要用于定义页面模板，并为业务数据配置页面模板，如传统表格型、移动表格型、移动表单型等。

共享组件配置主要是对已有的共享组件进行注册和管理，并为每个业务数据选择不同的共享组件。菜单管理主要是通过对业务域和业务数据名称进行管理，形成二级菜单，并赋权给相应的角色，这样便于用户登录后，通过菜单管理多个业务数据。在权限管理中，主要通过角色关联用户组和用户后，配置角色对应的可访问业务数据、字段以及共享组件类型。在系统管理中，通过与智慧校园对接，平台构建的数据应用均可通过统一身份认证在移动端使用。

3 平台实现

3.1 模型解析

模型解析是将已定义好的模型解析成可供展示端使用的JSON格式数据，是数据应用构建平台的关键部分。分为权限菜单解析、业务数据元数据解析和业务数据获取三个部分。权限菜单解析是依据登录用户解析可用的用户组，并根据用户选择的用户组解析角色和对应的菜单内容。业务数据元数据解析则是依据角色获取可用的共享组件、过滤条件、字段列表、每个字段的取值范围、排序信息等。业务数据获取则是依据解析形成的查询条件，从数据库中将可展示的数据查询出来，用于页面展示。解析的主要过程如图2所示。

图2：模型解析主要过程

3.2 共享组件

共享组件是基于模型，提供用户对数据的管理功能。由于组件是基于模型开发的，可以面向不同的数据应用，所以可在平台范围内进行共享。以新增一条数据记录为例，其操作逻辑如下：

（1）打开空的新增页面；

（2）根据模型中字段配置和排序信息，依次显示字段中文名称和输入控件；

（3）根据每个字段的可选择范围，自动设置下拉框和是否可多选；

（4）根据每个字段的默认值，自动填入；

（5）设置不可修改字段；

（6）用户填写后，点击新增按钮；

（7）将业务数据标识、字段标识、字段值、当前页面查询条件等形成JSON格式数据，提交到后台；

（8）后台依据业务数据标识获取表名称、判断数据操作权限后，插入到数据库中；

（9）依据角色和查询条件重新获取业务数据，并返回页面；

（10）页面刷新，显示新的业务数据。

为了达到完全以模型为依据，可在不同数据应用之间共享的目标，还需要对部分字段类型的处理过程进行优化，如对附件上传和下载的优化。对于附件上传，其优化思路主要有：

（1）附件默认统一上传到平台配置的一个服务器位置上，也可针对不同的数据应用配置不同的上传位置，此配置信息在平台的系统管理中统一配置；

（2）附件名称在上传和存储过程中，将被修改成无意义的字符串，以保障附件存储安全；

（3）依据模型信息，获取附件对应的数据应用标识、字段标识信息，并将此信息同附件原名称、附件现名称、存储方式、存储位置等一起，统一存储在附件关系表中，并同时生成附件标识；

（4）返回附件标识、附件原名称；

（5）当页面数据被保存时，附件标识作为附件字段的值，被保存到相应的数据中。

对于附件下载的优化思路如下：

（1）在页面显示时，依据模型信息，获取附件标识对应的附件原名称；

（2）提供统一的附件下载地址，附件标识作为参数；

（3）当点击下载时，后台通过角色判断数据操作和附件操作权限；

（4）依据存储方式、存储位置、附件现名称获取附件内容；

（5）将附件下载到本地，并修改附件名称。

通过对附件上传和下载过程进行以上优化，实现了基于模型的通用附件处理。当数据应用中需要使用附件功能时，只要将对应的字段标记为附件类型即可，平台将依据字段类型自动关联相关的操作方法，提供相应的功能。

目前平台提供新增、单个删除、修改、通用查询、导出等共享组件，已基本满足数据应用的管理需求。另外，根据组件的实现原理，还可进行定制组件开发，以满足特殊的数据管理需求。

3.3 页面展示

在页面展示方面，采用页面模板技术，基于模型提供的信息，针对不同的模板，使用不同的内容组织方法。主要有传统表格模板、移动表格模板、移动表单模板等。

对于传统表格模板，主要包含查询区、共享组件区、数据表格区、分页区。

查询区有查询字段、查询条件和查询内容三个部分，其中查询字段和查询条件是下拉框，查询内容是输入框。查询字段下拉框是根据模型中配置的可供查询的字段进行动态加载的，查询条件下拉框固定设置为等于、包含、开头、结尾、大于、小于类型。共享组件区显示角色可用的操作按钮，顺序排列。数据表格区是依据模型中定义的可显示字段、字段间隔、字段排序等信息，展示业务数据。分页区显示当前分页和总计分页信息。

对于移动表格模板，查询区、共享组件区、数据表格区则有较大的不同。在查询区，仅显示查询内容输入框，在检索的时候，采用对所有可查询字段以包含条件遍历查询的机制进行业务数据检索。共享组件则显示在每条业务数据后面。数据表格区采用可伸缩的块状组件展示，每条数据对应一个块状组件，初始时仅显示配置的个别字段信息和共享组件，当点击查看明细时，块状组件展开并显示全部字段信息。这种方式，既有利于区分每条业务数据，又方便移动端展示。

对于移动表单模板，主要包含表单区和翻页区两个部分。此模板主要面向个人进行数据登记使用。初始时，显示新增的空白页面，用户可进行新增操作，当业务数据不允许新增时，此页面会被隐藏。通过翻页按钮，可以表单的形式，逐条查询或修改数据。

随着业务数据移动端管理需求的增多，自适应表格模板逐渐成为首选。此模板在PC端打开后，将会自动切换成传统表格模板，在移动端则显示移动表格模板，这极大增加了平台的展示适应性。

4 平台实际应用

在通过平台构建数据应用的过程中，一般使用如下的分析和构造方法：

（1）与使用方进行简单的业务需求沟通；

（2）明确使用对象及其维护方式，形成角色定义；

（3）明确数据应用的发布入口。如移动端接入智慧校园，PC端通过门户访问；

（4）准备数据。如果是分析后的数据，就需要先把数据进行分析后，确定数据结构；如果是填报类的数据，一般通过Excel确定数据结构；

（5）针对每个字段进行分析，明确字段类型、是否可修改、可选范围、联动方式等；

（6）重复以上步骤2-5，将一个业务需求，转换成多个数据应用，合并形成菜单列表；

（7）确定每个角色的菜单、可管理的字段以及可用的数据操作方法；

（8）评估可能需要定制的数据操作方法，以及相应的时间，并反馈给使用方。

经过以上8个步骤，即可形成数据结构、角色、权限、共享组件要求。平台使用过程如下：

（1）导入包含数据结构的Excel文件，进行数据表、字段、菜单的初始化；

（2）复用或建立新角色、用户组并进行关联配置；

（3）进行定制组件开发。一般情况下，此类操作较少，也可在数据应用上线后，逐步增加；

（4）根据角色进行菜单、数据、共享组件的配置和定义；

（5）修改字段的默认类型，配置关联关系，设置操作权限；

（6）对数据应用进行测试，并做适量的微调。

经过以上6个主要步骤后，可进行测试和试用。试用通过后，即可将此数据应用，单独上架到智慧校园中。

以学生晚归查询为例，如图3所示。经过智慧校园同步后，学生前一晚的一卡通门禁数据，经过数据分析，第二天7点前同步到数据应用构建平台。通过平台构建了宿舍进出查询，辅导员等学工老师可在第二天上班后，在移动端查询到昨晚晚归的同学情况，并经过线下问询后，在线上核查是否异常。同时，核查后的结果，也将被同步到智慧校园共享数据平台。这样，数据采集、同步、分析、应用形成了闭环，完成了一次数据赋能业务的全过程。

图3：学生晚归查询

目前，平台已经构建了如出国差旅标准查询、毕业生一卡通退款申请、寒假在校登记、延长毕业学生宿舍申请、会议记录等10多个数据应用。平均每个数据应用构建时间为1-2天，3-5天左右可上线智慧校园中的门户和移动端。