金属材料的大气腐蚀是国内外专业科研机构的研究重点。但是目前使用曝晒实验方法获取的片段化腐蚀数据过于滞后，无法反映出金属材料的实时大气腐蚀信息。针对上述问题，腐蚀实时监测技术应运而生。这种新型技术可以实时获取连续的腐蚀数据，已经在大气腐蚀监测工作中发挥了重要作用。随着大气腐蚀研究领域信息化程度的不断深入，腐蚀实时监测技术采集到的数据种类不断增多、接收频率逐渐增高。在这种情况下仍然依靠人工方式处理数据，显然无法满足实时高效的要求。为了提高工作和科研效率，国内已经有学者开发出了适用于计算机端的腐蚀数据实时监测软件，并且已经成功应用于材料腐蚀监测工作当中。但是计算机因其自身的缺陷受限于使用地点和场所等因素，无法很好地在任意环境下对材料的腐蚀状况进行监测。

随着智能手机和移动网络技术的发展，智能手机已经成为了最为方便和快捷的数据接收和查询终端。“数据+APP”是目前互联网应用层面最有前景的发展方向之一，但是在国内还鲜有采用智能手机对腐蚀数据进行远程监测的APP软件。本文选择当前智能手机市场占有率高且开源免费的Android系统开发了一款APP软件，可以体现出“互联网+腐蚀”独特的优势，能够实现腐蚀数据的移动监测和便携式监测。本文APP软件能够实时在线接收并查看前端腐蚀数据采集器采集到的大气腐蚀数据，并且可以实现腐蚀数据的全方位可视化显示，有助于管理人员和专业研究人员及时获取材料的大气腐蚀实时信息，便于更好地开展材料的腐蚀防护工作。

1 APP软件的设计

本文手机APP软件配套应用于一种新型电阻探针腐蚀监测系统。为了实时有效地监测系统所采集到的数据，本文提出了一种综合利用手机软件开发技术、移动网络技术、数据传输技术和数据库技术等多种关键技术的设计方案，可以满足实际的腐蚀数据监测工作的需求。

1.1 电阻探针腐蚀监测系统

电阻探针是一种常用的腐蚀监测技术。本文使用的电阻探针能够采集腐蚀电压比数据 （简称腐蚀数据），可以很好地反映出金属材料的腐蚀损耗和腐蚀速率等信息。某大学自主研发了一套成本低、精度高的新型电阻探针腐蚀监测系统，可以全天候、自主监测大气环境中的材料腐蚀数据以及部分环境数据，系统整体结构框图如图1所示。该系统以电阻探针和单片机系统构成的前端采集器为核心，通过网络定时向数据库服务器发送腐蚀数据等并保存。同时数据库服务器提供专用的API接口用来开发与系统配套的应用软件，可以提高腐蚀数据的利用率，最大限度增加系统的实用性。

1.2 APP软件功能设计

本文APP软件按照功能需求分成五个模块进行设计，分别为注册与登录模块、数据传输模块、数据存储模块、数据查询模块和数据可视化模块，APP软件功能框图如图2所示。

2 APP软件的实现

2.1 APP软件开发环境

本文APP软件在Windows10操作系统环境下，使用Android Studio 2.3.3集成开发环境、JDK 8 Java 语言软件开发工具包和Android 7.1.1 （Nougat） Android SDK开发工具包进行开发，使用Nexus 5X Android Virtual Device （AVD） 模拟器 （简称Android模拟器） 进行开发调试与测试。其中使用Java语言编程完成手机APP基本功能的实现和相关算法的编写，使用Java语言与XML编译语言混合编程的方式完成手机APP的界面设计，使用JSON格式的数据进行传输和解析。本文APP软件的所有结果均由Android模拟器产生。

2.2 数据网络传输

数据网络传输是APP软件的重点。在实现过程中使用HTTP协议对JSON格式数据进行网络传输[14]。在使用APP软件的过程中，根据功能的需求或程序的设定手动或自动通过网络向数据库服务器发送请求并且接收数据，以实现数据的加载和更新。

2.3 数据本地存储

数据本地存储是APP的关键。APP软件需要存储用户注册信息和接收到的服务器数据，用于安全检测、快速调用和流量节省。在实现过程中使用Android系统自带的轻量级LitePal数据库按照特定的格式存储数据，并且可以将腐蚀数据等保存到可以移动存储数据的SD卡中，方便导出数据进行相关的分析与研究。

2.4 数据查询

本文APP软件数据查询功能集成在APP界面当中，通过上下滑动可以显示出全部功能。数据查询包括电阻探针所在位置查询、实时大气腐蚀数据查询和环境数据 （天气状况和大气腐蚀要素） 查询。在APP实现的过程中，电阻探针所在位置查询使用ListView方法能够以列表的形式显示地点数据；腐蚀数据和环境数据查询使用ScrollView方法能够实现全部数据的集成显示和超界面显示。此外数据查询部分还提供了腐蚀数据可视化接口与常用应用接口，方便开展更深层次的数据查询工作。数据查询功能框图如图3所示。

2.5 数据可视化

数据可视化是腐蚀数据实时监测的重要体现。在实现过程中使用了Android中的Canvas、Paints和Gesture类来绘制数据曲线和读取手指触屏信息等。此外还编程实现了腐蚀数据变化百分率计算和数据可视化界面坐标轴显示范围自动调节等功能。数据可视化功能框图如图4所示。

数据可视化由两部分组成，分别为“腐蚀数据趋势监测”和“腐蚀数据实时监测”。“腐蚀数据趋势监测”用于显示一天内某固定时间点的腐蚀数据从而获取腐蚀数据在监测周期内的整体变化趋势，同时点击数据曲线可以得知具体某一点处的腐蚀数据数值。“腐蚀数据趋势监测”部分结果如图5所示。“腐蚀数据实时监测”通过数据的动态加载可以实时显示腐蚀数据的变化情况，分析和研究数据曲线可以得出材料实时腐蚀状况等信息。此外，这部分还提供了3个附加功能。一是数据回看功能，通过向右滑动数据曲线可以查看已经加载过的腐蚀数据；二是数据变化度量功能，当腐蚀数据增大时变化百分率用绿色显示，当腐蚀数据减小时变化百分率用红色表示；三是数据曲线缩放功能，通过多个手指协同操作实现数据曲线的缩放，既可以观察腐蚀数据的整体变化特征又可以观察腐蚀数据的局部细节变化特征。“腐蚀数据实时监测”部分结果如图6所示。

3 APP软件的测试结果

3.1 测试实验基本信息

用于APP软件测试的是部署在山东省青岛市的电阻探针监测设备采集并发送到数据库服务器的腐蚀数据。APP软件性能测试的地点在北京市，使用Android模拟器 （尺寸：5.2寸，分辨率1920×1080） 在WIFI环境下进行调试与测试，使用某国产品牌Android手机 （尺寸：5.2寸，分辨率1280×720） 和某国外品牌Android手机 （尺寸：5.0寸，分辨率800×480） 在3G/4G/WIFI环境下进行测试。

3.2 APP软件功能测试结果分析

3.2.1 Android模拟器调试与测试

将数据库服务器中的腐蚀数据提取出来进行对比分析。“腐蚀数据趋势监测”可视化曲线可以很好地反映出腐蚀数据的趋势变化。与实际采集的数据对比可知，“腐蚀数据趋势监测”可视化曲线可以消除环境变化对采集器硬件设备造成的影响，呈现出的数据无噪声干扰、变化趋势明显。“腐蚀数据实时监测”可视化曲线可以很好地反映出腐蚀数据的细节变化特点，但是由于受到手机界面尺寸的限制，所显示的数值均取小数点后3位。随机选取某一天的实际采集的腐蚀数据曲线与APP软件“腐蚀数据实时监测”可视化曲线对比，虽然可视化曲线的精度较实际数据有所下降，但是所反映数据的真实性没有变化。

3.2.2 Android手机测试

分别使用不同的Android手机采用科学的方法对APP进行测试[16]。安装与删除实验表明，APP软件的安装成功率100%，删除成功率100%，没有发现安装不成功和删除不彻底的现象。数据刷新实验 （数据按小时更新，每天观测8次，连续观测一周） 表明，APP软件数据传输成功率100%，数据解析成功率100%，数据显示成功率100%，可能因为网络状况不佳或服务器性能问题存在数据更新较慢或更新失败的现象，重新刷新或多次刷新可以解决，不存在数据丢失的现象。数据可视化实验 （与Android模拟器结果作比较） 表明，国外品牌Android手机因为尺寸偏小导致数据曲线显示不全，手机分辨率低导致数字发生严重变形；国内品牌Android手机数据曲线可以正常显示，但是分辨率偏低导致数字发生轻微变形。

综上所述，APP软件可以很好地实现既定的功能，但是完成数据监测工作需要对手机的屏幕尺寸和分辨率有一定的要求，这样才能更真实更精确地反映腐蚀数据的变化。目前的智能手机有着尺寸增大、分辨率增高且价格降低的特点，以上问题会得到很好的解决，鉴于此，本文手机APP会很好地服务于材料腐蚀监测工作。

4 结论

（1） 本文APP软件可以弥补目前采用传统监测方式受时空因素限制的不足，具有很好的实用性、移动性和便捷性。

（2） 本文APP软件可以实现腐蚀数据的实时传输、稳定接收与存储，可以直观地对腐蚀数据进行动态全方位可视化显示，可以实现腐蚀数据的实时远程监测。

（3） 由于腐蚀监测系统的相似性，本文APP软件通过适当地改进可以应用于其他类型的腐蚀监测系统，具有良好的推广性，可以为腐蚀防护工作的日常监测提供一种移动便携的新途径。

（4） 由于APP软件具有良好的可移植性，可以为腐蚀数据的共享提供一种新的手段和方法。