基于SOA的高校移动学习平台的研究

王 敏，王广林，戴敏利

(1.苏州市职业大学 计算机工程学院，江苏 苏州 215104；2.广州广电运通金融电子股份有限公司 产品管理部，广东 广州 510000)

基于SOA的高校移动学习平台的研究

王 敏1，王广林2，戴敏利1

(1.苏州市职业大学 计算机工程学院，江苏 苏州 215104；2.广州广电运通金融电子股份有限公司 产品管理部，广东 广州 510000)

随着智能移动终端的普及，移动学习已成为未来学习方式的主要趋势.做好校园智能移动终端上移动学习应用的管理，成为学校迫切需要解决的问题.设计一种基于SOA的高校移动学习平台，实现移动学习应用的统一管理，包括单点登录、移动学习应用智能管理和运营数据统计分析.该平台方便用户的使用，有效管理移动学习应用的进行，并对学校的管理提供决策支持，有利于教学管理水平的提高.

SOA；移动学习；移动学习应用；单点登录；运营数据统计分析

随着智能移动终端的普及和高速通信网络的发展，移动学习将成为学习者未来学习方式的主要趋势.智能移动终端带来便利性的同时，也对管理和信息安全提出了挑战.针对这一问题，提出基于SOA的高校移动学习平台.利用Web Service标准进行业务模块的开发和封装，更好地支持异构信息系统之间的互操作，采用SOA架构模型进行移动学习平台设计，支持业务转换为一组可重复的业务任务.

1 SOA介绍

SOA是面向服务架构，描述了构成一个程序或系统的构件结构，构件间的互连，以及管理构件的设计和演化的原则与指导.SOA是一种遵循面向服务原则指导的软件体系结构[1].

SOA的基本体系架构由服务提供者、注册机制、服务消费者、服务契约四部分组成.服务的提供者与服务的消费者是彼此分开，注册机制中的服务信息位于两者之间，将服务提供者所提供的服务按一定的标准组织并分类，并向消费者发布服务接口，消费者使用查询功能发现提供者.服务提供者与服务消费者通过事先定义好的契约(服务消费者和服务提供者间交互方式的规范，指明了服务请求和响应的格式)进行交互[2].

SOA基本要素就是服务.作为一种粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通过简单、精确定义的接口进行通讯，并不涉及底层编程的接口和通讯模型，也可以根据需求通过网络对松耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用.

2 基于SOA的高校移动学习平台

基于SOA的高校移动学习平台，包括智能移动终端、安装在智能移动终端上的移动学习平台客户端、服务器和安装在服务器上的移动应用数据库及移动学习平台服务器端，以移动通信网络作为运行平台.基于SOA的高校移动学习平台功能主要包括单点登录、与目录服务器集成进行统一的用户和权限管理、移动学习应用管理、移动学习应用使用情况的统计分析、业务数据的统计分析等.移动学习平台客户端支持Android和ios智能终端操作系统.移动学习平台基于SOA的架构设计，第三方APP厂商可以通过Web Service接口服务访问移动学习应用使用情况的统计信息.通过分析移动学习应用的统计信息，第三方APP厂商可以发现移动学习应用存在的缺陷，进行改进和优化.学校可以对移动学习应用使用情况进行分析，加强对智能移动终端使用人员的监管，对数据进行分析为管理层提供决策分析依据，实现辅助管理的作用.

2.1 系统架构

基于SOA的高校移动学习平台的软件系统架构采用Web Service技术构建.系统架构如图1所示.

图1 基于SOA的高校移动学习平台系统架构

Web层实现了校园信息门户和Java EE开发的Web应用程序.业务流程层集成了各种业务规则和逻辑.校园信息服务总线将应用程序的不同功能单元通过服务间定义良好的接口和契约联系起来.接口采用中立的方式定义，独立于具体实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，使得构建在这样的系统中的服务可以使用统一和标准的方式进行通信.采用校园信息服务总线，消除了业务流程层和服务提供者之间的依赖关系，提高了可重用性，实现了服务之间的松耦合.服务提供层将校园原有系统所提供的功能组件以Web服务封装，新系统提供Web Service接口，并将这些服务发布到UDDI公共目录服务器中注册，以提供目录路由服务.

2.2 单点登录技术

单点登录(single sign-on，SSO)是一种方便用户访问多个系统的技术，用户的一次登录能得到其他多个系统的信任，可以在多个系统间自由访问.当用户登录系统时，单点登录服务器根据用户的凭证(例如用户名和密码)为用户建立一个安全上下文，安全上下文包含用于验证用户的安全信息，当用户访问其它相关系统时，系统根据用户的凭证进行身份验证，而不需要用户重新登录.其实现步骤如下：①移动终端用户访问业务服务系统；②业务服务系统验证ticket是否存在，如果存在，用户可以访问业务服务系统，跳转到第五步，否则，需要用户到单点登录系统进行身份验证，跳转到第三步；③将登录信息提交到单点登录系统；④单点登录系统验证用户信息后，用户可以访问业务服务系统的资源，跳转到第五步，如果用户三次登录失败，将锁定移动终端，禁止用户登录，否则，提示用户重新提交登录信息，跳转到第三步；⑤用户携带ticket，跳转到需要访问的URL；⑥业务服务系统用ticket验证用户身份；⑦单点登录系统返回用户身份；⑧用户继续对业务服务系统的访问.

通过以上的单点登录系统，实现一次登录可以访问校园所有的移动学习应用，提高了效率，用户ID和口令控制更加集中并提高安全性.

2.3 移动应用集中管理技术

随着校园智能移动终端和移动学习应用越来越多，对一些重要的移动应用，如果采用用户手动安装可能会造成安装工作繁琐、安装不及时、应用配置修改繁琐等问题，不能确保软件安装的及时性和正确性.基于SOA的高校移动学习平台移动应用管理可以根据学校管理的需要，通过服务器端远程控制的方式，解决上述问题.在一些特殊情况下，移动应用的强制卸载可以很好地避免学校信息泄露.例如在智能移动终端丢失、智能移动终端交接等情况下，移动应用的强制卸载可以保证学校的信息安全.

用户只有登录了移动学习平台才可以访问移动学习应用.移动应用管理包括移动应用的安装、卸载、配置修改、更新提示和APP发布等.移动应用管理对软件安装、卸载、升级和配置管理等有两种方式：强制执行和用户可选.根据不同的情况，移动应用管理采取相应的执行方式.

对安全类软件，采取强制执行的方式进行安装和升级.智能移动终端在没有任何提示的情况下，采取后台执行的方式执行安全类软件的安装、升级和卸载.采取强制执行方式的应用发布流程如下：①准备移动应用，根据学校移动应用的开发规范开发移动应用；②提交移动应用，移动应用提交管理员审核，经过审核，符合规范的移动应用才可以在移动学习平台发布；③管理员根据移动应用的类型和学校管理的需要，设置发布参数，包括发布类型、使用期限、手机操作系统类型、业务数据收集、日志收集、GPS信息收集等；④管理员在服务器端通过PULL模式发布移动应用，PULL模式采用客户端主动请求信息的方式获取新移动应用的URL，服务器端只发布新移动应用的URL列表；⑤客户端检测到新移动应用，客户端采用PULL模式检测到新发布的移动应用，根据发布参数进行下载；⑥客户端采取强制安装，对于需要强制安装的移动应用，客户端没有任何提示，采取后台运行的方式进行安装.

采取强制执行方式的卸载和升级，工作流程与移动应用的发布流程类似.

对学习类软件，学校采取用户可选的方式进行安装和升级.学校通过移动学习平台发布信息提示，用户根据自己的需要有选择地执行.采取用户可选方式的流程前五步和采取强制执行方式的流程相同，但是，采取用户可选方式流程的第六步是客户端提示用户安装.对于用户可选的移动应用，客户端以列表形式提示用户新发布的移动应用.用户单击移动应用，可以查看移动应用的使用说明，并且可以选择下载安装.

采取用户可选方式的卸载和升级，工作流程与移动应用的发布流程类似.

2.4 运营数据统计分析技术

运营数据包括移动应用日志、应用使用信息、用户标识信息、智能终端信息和GPS位置信息记录.通过统一的后台管理平台，对移动学习应用的运营数据进行统计分析.

基于SOA的高校移动学习平台运营数据统计分析功能分为客户端数据采集SDK，后端数据统计分析子系统.其中，后端数据统计分析子系统进一步可划分为统计分析功能模块、应用开发者门户和平台管理员门户.

运营数据统计功能接口设计如图2所示.

接口A：由应用开发者在自己所开发的应用程序内部使用，由数据采集模块以API的形式提供，使得应用开发者可以填写应用信息(如应用版本号、发布平台等).接口B：以Web Service形式提供统计数据访问接口，供第三方程序使用平台采集/计算得到的统计数据结果.接口C：应用开发者门户/平台管理员门户，以Web的形式，供开发者或管理员访问.接口D：数据采集与数据统计分析之间交互消息的接口，采用http协议，用post消息承载，消息体采用JSON格式进行传输.接口E：数据统计分析与Web门户的接口，通过共享数据库实现通信.

图2 运营数据统计功能接口设计

基于SOA的高校移动学习平台开放数据采集的API，第三方移动应用使用这些API完成从智能移动终端采集终端及应用的运行数据，并通过网络将这些数据发送给服务器端，作为统计分析的原始数据.具体采集的信息包括：应用类型、应用/网站访问时间、应用/网站唯一标识、访问者标识、访问位置、应用/网站停留时间、应用版本号、操作系统版本号、移动终端硬件名称、通信网络制式.

后端数据统计分析子系统的框架如图3所示.

数据接收模块接收移动终端采集到的数据，对数据包进行解析，并依照格式通过数据库访问接口存入平台基础数据表.数据统计分析模块，在基础数据表的基础上，根据业务功能的需要进行分类汇总和统计指标.数据库访问接口，提供对底层数据库访问的接口，屏蔽数据库类型.数据服务开发接口，以Web Service形式提供统计数据访问接口，供第三方APP厂商使用平台的统计数据结果.应用管理员门户，提供由应用开发者所使用的应用管理界面，通过此界面，开发者可以查看自身应用的使用情况，得到统计分析结果.平台管理员门户，提供由平台管理员所使用的系统管理界面，可以对智能移动终端使用人员进行监控，提供运营数据的统计分析报告，给管理层提供决策分析依据.

图3 统计分析子系统框架

3 结论

基于SOA的高校移动学习平台提供了统一用户管理的功能，在校园的多个移动学习应用中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的移动学习应用；加强了对移动学习应用的安装、卸载和升级等方面的有效管理；使用信息的统计分析，可帮助学校加强对智能移动终端使用人员的监管，屏蔽用户的非法访问，发现移动学习应用软件本身存在的缺陷，实现校园辅助管理的作用.

[1]李凤喜. MDMIS —— 一个基于SOA的企业应用集成架构的设计及实现[D]. 上海：上海交通大学，2010.

[2]朱振杰. SOA的关键技术的研究与应用实现[D]. 成都：电子科技大学，2006.

[3]马国良. 基于Web服务的信息系统集成研究与应用[D]. 长春：吉林大学，2013

[4]张朝晖，徐立臻，董逸生，等. 一种基于SOA的企业集成平台[J]. 计算机工程，2011，37(5)：258-260.

[5]张海峰，马苏. 基于SOA的企业应用集成技术研究与实现[J]. 计算机应用与软件，2011，28(7)：192-194.

[6]曾宇，查杰民. 基于Web服务的应用程序集成的研究[J]. 计算机工程与设计，2006，27(2)：297-299.

[7]刘贤梅，刘茜，徐峰. 基于SOA的企业应用集成模型的研究[J]. 计算机工程与设计，2009，30(16)：3790-3793.

[8]顾宁，刘家茂，柴晓路，等. Web Service原理与研发实践[M]. 北京：机械工业出版社，2006.

[9]梁爱虎. 精通SOA基于服务总线的整合应用开发[M]. 北京：电子工业出版社，2007.

(责任编辑：李 华)

Research on Mobile Learning Platform Based on the SOA in Colleges

WANG Min1，WANG Guang-lin2，DAI Min-li1
(1.School of Computer Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China；2.Department of Product Management，GRG Banking Equipment Co.，Ltd，Guangzhou 510000，China)

With the great popularity of the intelligent mobile terminal，mobile learning will become a dominating way of learning in the future.As the campus intelligent mobile terminals and mobile learning application are widely used，it calls for a quick action on the part of colleges and universities to cope with these changes.Aiming to provide an integrated management of mobile application on campus，we have designed a university mobile application platform based on SOA，whose functions include single sign-on，mobile application management and the statistics and analysis of operation data.Such a platform is proved to be easily accessible to the users and greatly useful in helping the university administrators with their policy making and in improving their teaching management.

SOA；mobile learning；mobile learning application；single sign-on；the statistics and analysis of operation data

TP393

A

1008-5475(2014)03-0022-04

2014-05-30；

2014-06-25

江苏省现代教育技术研究课题(2014-R-30574)；江苏省教育科学“十二五”规划课题(C-c/2011/01/07)；江苏省现代教育技术研究课题(2012-R-22167)；苏州市工业科技攻关项目(SGZ2011010)

王 敏(1984-)，女，湖北钟祥人，讲师，硕士，主要从事计算机应用研究.