金屬材料的大氣腐蝕是國內外專業科研機構的研究重點。但是目前使用曝曬實驗方法獲取的片段化腐蝕數據過于滯后，無法反映出金屬材料的實時大氣腐蝕信息。針對上述問題，腐蝕實時監測技術應運而生。這種新型技術可以實時獲取連續的腐蝕數據，已經在大氣腐蝕監測工作中發揮了重要作用。隨著大氣腐蝕研究領域信息化程度的不斷深入，腐蝕實時監測技術采集到的數據種類不斷增多、接收頻率逐漸增高。在這種情況下仍然依靠人工方式處理數據，顯然無法滿足實時高效的要求。為了提高工作和科研效率，國內已經有學者開發出了適用于計算機端的腐蝕數據實時監測軟件，并且已經成功應用于材料腐蝕監測工作當中。但是計算機因其自身的缺陷受限于使用地點和場所等因素，無法很好地在任意環境下對材料的腐蝕狀況進行監測。

隨著智能手機和移動網絡技術的發展，智能手機已經成為了最為方便和快捷的數據接收和查詢終端。“數據+APP”是目前互聯網應用層面最有前景的發展方向之一，但是在國內還鮮有采用智能手機對腐蝕數據進行遠程監測的APP軟件。本文選擇當前智能手機市場占有率高且開源免費的Android系統開發了一款APP軟件，可以體現出“互聯網+腐蝕”獨特的優勢，能夠實現腐蝕數據的移動監測和便攜式監測。本文APP軟件能夠實時在線接收并查看前端腐蝕數據采集器采集到的大氣腐蝕數據，并且可以實現腐蝕數據的全方位可視化顯示，有助于管理人員和專業研究人員及時獲取材料的大氣腐蝕實時信息，便于更好地開展材料的腐蝕防護工作。

1 APP軟件的設計

本文手機APP軟件配套應用于一種新型電阻探針腐蝕監測系統。為了實時有效地監測系統所采集到的數據，本文提出了一種綜合利用手機軟件開發技術、移動網絡技術、數據傳輸技術和數據庫技術等多種關鍵技術的設計方案，可以滿足實際的腐蝕數據監測工作的需求。

1.1 電阻探針腐蝕監測系統

電阻探針是一種常用的腐蝕監測技術。本文使用的電阻探針能夠采集腐蝕電壓比數據 （簡稱腐蝕數據），可以很好地反映出金屬材料的腐蝕損耗和腐蝕速率等信息。某大學自主研發了一套成本低、精度高的新型電阻探針腐蝕監測系統，可以全天候、自主監測大氣環境中的材料腐蝕數據以及部分環境數據，系統整體結構框圖如圖1所示。該系統以電阻探針和單片機系統構成的前端采集器為核心，通過網絡定時向數據庫服務器發送腐蝕數據等并保存。同時數據庫服務器提供專用的API接口用來開發與系統配套的應用軟件，可以提高腐蝕數據的利用率，最大限度增加系統的實用性。

1.2 APP軟件功能設計

本文APP軟件按照功能需求分成五個模塊進行設計，分別為注冊與登錄模塊、數據傳輸模塊、數據存儲模塊、數據查詢模塊和數據可視化模塊，APP軟件功能框圖如圖2所示。

2 APP軟件的實現

2.1 APP軟件開發環境

本文APP軟件在Windows10操作系統環境下，使用Android Studio 2.3.3集成開發環境、JDK 8 Java 語言軟件開發工具包和Android 7.1.1 （Nougat） Android SDK開發工具包進行開發，使用Nexus 5X Android Virtual Device （AVD） 模擬器 （簡稱Android模擬器） 進行開發調試與測試。其中使用Java語言編程完成手機APP基本功能的實現和相關算法的編寫，使用Java語言與XML編譯語言混合編程的方式完成手機APP的界面設計，使用JSON格式的數據進行傳輸和解析。本文APP軟件的所有結果均由Android模擬器產生。

2.2 數據網絡傳輸

數據網絡傳輸是APP軟件的重點。在實現過程中使用HTTP協議對JSON格式數據進行網絡傳輸[14]。在使用APP軟件的過程中，根據功能的需求或程序的設定手動或自動通過網絡向數據庫服務器發送請求并且接收數據，以實現數據的加載和更新。

2.3 數據本地存儲

數據本地存儲是APP的關鍵。APP軟件需要存儲用戶注冊信息和接收到的服務器數據，用于安全檢測、快速調用和流量節省。在實現過程中使用Android系統自帶的輕量級LitePal數據庫按照特定的格式存儲數據，并且可以將腐蝕數據等保存到可以移動存儲數據的SD卡中，方便導出數據進行相關的分析與研究。

2.4 數據查詢

本文APP軟件數據查詢功能集成在APP界面當中，通過上下滑動可以顯示出全部功能。數據查詢包括電阻探針所在位置查詢、實時大氣腐蝕數據查詢和環境數據 （天氣狀況和大氣腐蝕要素） 查詢。在APP實現的過程中，電阻探針所在位置查詢使用ListView方法能夠以列表的形式顯示地點數據；腐蝕數據和環境數據查詢使用ScrollView方法能夠實現全部數據的集成顯示和超界面顯示。此外數據查詢部分還提供了腐蝕數據可視化接口與常用應用接口，方便開展更深層次的數據查詢工作。數據查詢功能框圖如圖3所示。

2.5 數據可視化

數據可視化是腐蝕數據實時監測的重要體現。在實現過程中使用了Android中的Canvas、Paints和Gesture類來繪制數據曲線和讀取手指觸屏信息等。此外還編程實現了腐蝕數據變化百分率計算和數據可視化界面坐標軸顯示范圍自動調節等功能。數據可視化功能框圖如圖4所示。

數據可視化由兩部分組成，分別為“腐蝕數據趨勢監測”和“腐蝕數據實時監測”。“腐蝕數據趨勢監測”用于顯示一天內某固定時間點的腐蝕數據從而獲取腐蝕數據在監測周期內的整體變化趨勢，同時點擊數據曲線可以得知具體某一點處的腐蝕數據數值。“腐蝕數據趨勢監測”部分結果如圖5所示。“腐蝕數據實時監測”通過數據的動態加載可以實時顯示腐蝕數據的變化情況，分析和研究數據曲線可以得出材料實時腐蝕狀況等信息。此外，這部分還提供了3個附加功能。一是數據回看功能，通過向右滑動數據曲線可以查看已經加載過的腐蝕數據；二是數據變化度量功能，當腐蝕數據增大時變化百分率用綠色顯示，當腐蝕數據減小時變化百分率用紅色表示；三是數據曲線縮放功能，通過多個手指協同操作實現數據曲線的縮放，既可以觀察腐蝕數據的整體變化特征又可以觀察腐蝕數據的局部細節變化特征。“腐蝕數據實時監測”部分結果如圖6所示。

3 APP軟件的測試結果

3.1 測試實驗基本信息

用于APP軟件測試的是部署在山東省青島市的電阻探針監測設備采集并發送到數據庫服務器的腐蝕數據。APP軟件性能測試的地點在北京市，使用Android模擬器 （尺寸：5.2寸，分辨率1920×1080） 在WIFI環境下進行調試與測試，使用某國產品牌Android手機 （尺寸：5.2寸，分辨率1280×720） 和某國外品牌Android手機 （尺寸：5.0寸，分辨率800×480） 在3G/4G/WIFI環境下進行測試。

3.2 APP軟件功能測試結果分析

3.2.1 Android模擬器調試與測試

將數據庫服務器中的腐蝕數據提取出來進行對比分析。“腐蝕數據趨勢監測”可視化曲線可以很好地反映出腐蝕數據的趨勢變化。與實際采集的數據對比可知，“腐蝕數據趨勢監測”可視化曲線可以消除環境變化對采集器硬件設備造成的影響，呈現出的數據無噪聲干擾、變化趨勢明顯。“腐蝕數據實時監測”可視化曲線可以很好地反映出腐蝕數據的細節變化特點，但是由于受到手機界面尺寸的限制，所顯示的數值均取小數點后3位。隨機選取某一天的實際采集的腐蝕數據曲線與APP軟件“腐蝕數據實時監測”可視化曲線對比，雖然可視化曲線的精度較實際數據有所下降，但是所反映數據的真實性沒有變化。

3.2.2 Android手機測試

分別使用不同的Android手機采用科學的方法對APP進行測試[16]。安裝與刪除實驗表明，APP軟件的安裝成功率100%，刪除成功率100%，沒有發現安裝不成功和刪除不徹底的現象。數據刷新實驗 （數據按小時更新，每天觀測8次，連續觀測一周） 表明，APP軟件數據傳輸成功率100%，數據解析成功率100%，數據顯示成功率100%，可能因為網絡狀況不佳或服務器性能問題存在數據更新較慢或更新失敗的現象，重新刷新或多次刷新可以解決，不存在數據丟失的現象。數據可視化實驗 （與Android模擬器結果作比較） 表明，國外品牌Android手機因為尺寸偏小導致數據曲線顯示不全，手機分辨率低導致數字發生嚴重變形；國內品牌Android手機數據曲線可以正常顯示，但是分辨率偏低導致數字發生輕微變形。

綜上所述，APP軟件可以很好地實現既定的功能，但是完成數據監測工作需要對手機的屏幕尺寸和分辨率有一定的要求，這樣才能更真實更精確地反映腐蝕數據的變化。目前的智能手機有著尺寸增大、分辨率增高且價格降低的特點，以上問題會得到很好的解決，鑒于此，本文手機APP會很好地服務于材料腐蝕監測工作。

4 結論

（1） 本文APP軟件可以彌補目前采用傳統監測方式受時空因素限制的不足，具有很好的實用性、移動性和便捷性。

（2） 本文APP軟件可以實現腐蝕數據的實時傳輸、穩定接收與存儲，可以直觀地對腐蝕數據進行動態全方位可視化顯示，可以實現腐蝕數據的實時遠程監測。

（3） 由于腐蝕監測系統的相似性，本文APP軟件通過適當地改進可以應用于其他類型的腐蝕監測系統，具有良好的推廣性，可以為腐蝕防護工作的日常監測提供一種移動便攜的新途徑。

（4） 由于APP軟件具有良好的可移植性，可以為腐蝕數據的共享提供一種新的手段和方法。