基于微信公眾平臺(tái)的校園智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

胡金銘 鄭純敏 郭仲明 黎澤龍 莫長(zhǎng)江

關(guān)鍵詞：門禁系統(tǒng)；學(xué)生出入安全保障；家校溝通；微信公眾號(hào)平臺(tái)；實(shí)時(shí)傳輸

0 引言

目前占據(jù)校園門禁市場(chǎng)份額較大的系統(tǒng)主要分兩類：一種是三大運(yùn)營(yíng)商主推的家校通系統(tǒng)[1-2]，該類系統(tǒng)主要依賴于三大運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，不同運(yùn)營(yíng)商間的設(shè)備及技術(shù)兼容性低且存在誘導(dǎo)隱性消費(fèi)，首先要購(gòu)買對(duì)應(yīng)運(yùn)營(yíng)商的通訊卡才可使用其系統(tǒng)，其次每月需要繳納系統(tǒng)使用月租費(fèi)，并存在不同程度的隱性消費(fèi)等，用戶使用成本較高，而且隨著微信、釘釘?shù)让赓M(fèi)通訊方式的沖擊，使得其在應(yīng)用過程中容易爆發(fā)家校溝通矛盾[3]。另一種系統(tǒng)是以海康、大華等設(shè)備制造廠家為代表生產(chǎn)的集成式智慧校園管理系統(tǒng)[4-5]，該類系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及分析能力、系統(tǒng)功能高度集成、數(shù)字化運(yùn)營(yíng)等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)校園數(shù)字化轉(zhuǎn)型。但同時(shí)此類設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)需要強(qiáng)大的算力支撐與具備相關(guān)專業(yè)知識(shí)的人員進(jìn)行管理維護(hù)[6-7]，存在建設(shè)成本高、操作復(fù)雜、功能冗余等弊端。因目前許多地區(qū)中小學(xué)門禁系統(tǒng)前端管理者主要由安保人員組成，對(duì)于此類設(shè)備的操作學(xué)習(xí)適應(yīng)能力較低，使得使用系統(tǒng)的成本較高。

為解決上述系統(tǒng)存在的問題，基于免費(fèi)的微信平臺(tái)作為交互橋梁，研制了一款有效部署在中小學(xué)校園門禁的系統(tǒng)。本系統(tǒng)不存在用戶端收費(fèi)問題，無須家長(zhǎng)、老師端付費(fèi)使用，能有效規(guī)避因校訊通費(fèi)用問題帶來的溝通矛盾沖突。此外，系統(tǒng)具有較好的接入兼容性、實(shí)用性與高效交互性。

1 總體框架

本系統(tǒng)由前端與平臺(tái)端兩部分組成，總體框架設(shè)計(jì)如圖1所示。系統(tǒng)前端設(shè)計(jì)終端程序，連接RFID讀寫器進(jìn)行學(xué)生刷卡識(shí)別，實(shí)時(shí)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)抓拍學(xué)生進(jìn)出校照片，同時(shí)測(cè)溫模塊采集體溫?cái)?shù)據(jù)，通過本地服務(wù)器終端進(jìn)行學(xué)生數(shù)據(jù)整合處理，通過網(wǎng)絡(luò)與中間件通信，最后與云服務(wù)器通訊后存入數(shù)據(jù)庫并將學(xué)生信息進(jìn)行匹配，通過中間件與微信平臺(tái)通信，調(diào)用微信平臺(tái)API接口，發(fā)送至對(duì)應(yīng)家長(zhǎng)微信后，家長(zhǎng)可以通過微信公眾號(hào)打開平安短信查看學(xué)生進(jìn)出校照片與體溫情況。

2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

2.1 門禁管理模塊設(shè)計(jì)

當(dāng)前對(duì)于學(xué)校這類的高密度人群場(chǎng)所而言，及時(shí)準(zhǔn)確掌握學(xué)生的身體狀況，特別是體溫的數(shù)據(jù)，是不容忽視的重要功能需求，故本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)增加了檢測(cè)刷卡用戶體溫的功能。學(xué)生在進(jìn)出校園刷卡時(shí)，RFID 讀寫器將獲取到的卡號(hào)信息及測(cè)溫模塊監(jiān)測(cè)到的學(xué)生體溫?cái)?shù)據(jù)傳輸至本地服務(wù)器終端，本地服務(wù)器終端與主機(jī)通訊后將是否放行的結(jié)果發(fā)送給RFID讀寫器，由RFID讀寫器將放行結(jié)果轉(zhuǎn)換為開關(guān)量數(shù)據(jù)發(fā)送到開關(guān)量執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由門禁控制器控制執(zhí)行裝置工作，如閘機(jī)、電磁鎖等，進(jìn)而控制學(xué)生通行，門禁設(shè)備控制接線如圖2所示。

為防止系統(tǒng)本地終端機(jī)門禁端程序在數(shù)據(jù)高峰期出現(xiàn)數(shù)據(jù)阻塞問題，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，采用Del? phi開發(fā)多線程并發(fā)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，提升CPU利用率，提高發(fā)送效率與人機(jī)界面程序反應(yīng)速度。

其中，建立刷卡模塊與攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)如圖3所示，刷卡觸發(fā)攝像機(jī)抓拍學(xué)生實(shí)時(shí)狀態(tài)關(guān)鍵程序如下：

2.2 平安短信模塊設(shè)計(jì)

家長(zhǎng)可通過微信公眾號(hào)端點(diǎn)擊“平安短信”界面對(duì)自家孩子進(jìn)出校情況進(jìn)行查詢、閱覽，以確保學(xué)生安全、準(zhǔn)時(shí)到/離校，具體設(shè)計(jì)流程如圖4所示。此外，為節(jié)約帶寬建設(shè)投入，本系統(tǒng)采用靜態(tài)圖片上傳的方式實(shí)現(xiàn)該功能。

不同于傳統(tǒng)校訊通系統(tǒng)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一層學(xué)生身份識(shí)別保障，避免學(xué)生卡遺失后出現(xiàn)盜刷、冒刷等現(xiàn)象，進(jìn)而在一定程度上提高了學(xué)生出入安全保障。此外，系統(tǒng)不收集學(xué)生人臉數(shù)據(jù)、指紋數(shù)據(jù)等私密信息，從源頭上杜絕了信息泄密的風(fēng)險(xiǎn)，提高了人體重要生物特征信息安全。

2.3 公告管理模塊設(shè)計(jì)

目前家校溝通的主要方式為QQ、微信等免費(fèi)群聊社交軟件[8]，但依然存在一定的問題，即當(dāng)群聊消息過多時(shí)，重要的公告通知容易被大量無用信息沖刷，進(jìn)而造成信息漏讀、錯(cuò)讀等問題，也有部分家長(zhǎng)因群聊消息煩擾而直接將其關(guān)閉的情況。本系統(tǒng)開發(fā)了公告管理模塊，為尋求家校溝通平衡，不同于傳統(tǒng)群聊方式，該模塊可通過公告界面發(fā)布重要公告，不必?fù)?dān)心公告被大量無用信息刷屏。

本模塊各類用戶權(quán)限設(shè)計(jì)如圖5所示，學(xué)校端可通過該模塊向下屬班級(jí)、學(xué)生家長(zhǎng)端發(fā)布重要公告；班級(jí)端可通過該模塊接收上級(jí)公告，同時(shí)還可將重要公告下發(fā)至本班級(jí)家長(zhǎng)端微信；家長(zhǎng)端可進(jìn)入公告界面查看重要公告，對(duì)應(yīng)公告發(fā)布流程如圖6所示。

3 系統(tǒng)運(yùn)行

本系統(tǒng)通過學(xué)生進(jìn)出校門刷卡后得到學(xué)生的實(shí)時(shí)進(jìn)出圖像與體溫?cái)?shù)據(jù)由本地服務(wù)器終端上傳到云主機(jī)服務(wù)器調(diào)用微信公眾平臺(tái)API發(fā)送，家長(zhǎng)就可通過微信公眾號(hào)平安短信提醒查看學(xué)生進(jìn)出校情況，微信平臺(tái)通知消息如圖7所示。

基于UNIGUI控件設(shè)計(jì)的HTML5學(xué)校管理端具備管理學(xué)校學(xué)生、班級(jí)等各種信息的功能。學(xué)校管理員登錄賬號(hào)進(jìn)入學(xué)校管理端，可通過人員管理界面對(duì)其下屬老師及學(xué)生信息進(jìn)行增刪改查的數(shù)據(jù)操作；可進(jìn)入公告管理界面向下屬老師及學(xué)生家長(zhǎng)端發(fā)布重要公告，具體功能界面效果如圖8所示。老師登錄賬號(hào)進(jìn)入班級(jí)管理端，通過人員管理界面對(duì)所管理班級(jí)學(xué)生進(jìn)行信息管理，或者進(jìn)入公告管理界面接收上級(jí)管理員發(fā)布的通知公告、向所管理班級(jí)學(xué)生家長(zhǎng)端發(fā)布重要公告，功能模塊運(yùn)行如圖9所示。家長(zhǎng)可通過公告管理界面接收學(xué)校通知或向?qū)W校反饋相關(guān)建議內(nèi)容。

4 總結(jié)

為解決家校通系統(tǒng)及集成式智慧校園管理系統(tǒng)所存在的不足[9]，本系統(tǒng)以微信公眾平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生出入校狀態(tài)實(shí)時(shí)抓取，并通過微信公眾號(hào)匹配轉(zhuǎn)發(fā)至對(duì)應(yīng)家長(zhǎng)微信端，有利于家長(zhǎng)、老師實(shí)時(shí)掌握學(xué)生回/離校情況，提高學(xué)生出入安全保障。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，在家長(zhǎng)-學(xué)生-學(xué)校三方間搭建起溝通的橋梁，兼具實(shí)用簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等顯著特征，有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可在廣大中小學(xué)校園內(nèi)推廣應(yīng)用。