基于前后端分離的新生入學(xué)資格復(fù)查管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭建衛(wèi)

（徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221006）

0 引 言

高校新生入學(xué)資格復(fù)查關(guān)系到學(xué)生的個(gè)人利益和國(guó)家的教育公平，也是學(xué)籍管理的重要工作?！镀胀ǜ叩葘W(xué)校學(xué)生管理規(guī)定》（教育部41號(hào)令）明確規(guī)定，新生入學(xué)必須復(fù)查本人及身份證明與錄取通知、考生檔案等是否一致。傳統(tǒng)方式的資格復(fù)查流程中，人工比對(duì)考生檔案、身份證件、錄取通知，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，準(zhǔn)確率也不高，并且復(fù)查結(jié)果不能存檔，沒(méi)法輔助領(lǐng)導(dǎo)對(duì)復(fù)查結(jié)果的監(jiān)督與審查。

隨著Web技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化、網(wǎng)絡(luò)安全等技術(shù)的不斷進(jìn)步，大量原本需要在線下完成的工作都可以遷移到線上來(lái)完成，大大提升了工作效率。同時(shí)，隨著人臉實(shí)名認(rèn)證技術(shù)越來(lái)越成熟，掃描身份證件、調(diào)取公安權(quán)威數(shù)據(jù)源人臉圖、實(shí)時(shí)獲取人臉圖片、人臉圖對(duì)比等技術(shù)應(yīng)用迅速普及，準(zhǔn)確率也得到了大幅度提升。目前，人臉識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于金融、安防、安全生產(chǎn)等行業(yè)場(chǎng)景，滿足身份核驗(yàn)、人臉考勤、閘機(jī)通行、互動(dòng)娛樂(lè)等業(yè)務(wù)需求。

相較于傳統(tǒng)的新生入學(xué)資格復(fù)查模式，基于前后端分離的新生入學(xué)資格復(fù)查管理系統(tǒng)具有效率高、可靠性強(qiáng)、比對(duì)結(jié)果持久保存、輔助領(lǐng)導(dǎo)對(duì)復(fù)查結(jié)果的監(jiān)督與審查等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)需求

本文結(jié)合作者所在院校的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)了一種基于前后端分離的新生入學(xué)資格復(fù)查管理系統(tǒng)，用于新生入學(xué)資格復(fù)查工作。

1.1 用例分析

該系統(tǒng)的操作用戶分為兩種角色，即教務(wù)管理人員和入學(xué)新生，系統(tǒng)用例圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)用例

教務(wù)管理人員使用本系統(tǒng)導(dǎo)入新生的檔案照片，設(shè)置新生基本信息，管理新生數(shù)據(jù)，查看新生資格復(fù)查進(jìn)度，打印入學(xué)資格復(fù)查確認(rèn)單等。入學(xué)新生使用本系統(tǒng)通過(guò)微信小程序掃描身份證信息，采集照片并完成身份復(fù)查，生成入學(xué)資格復(fù)查確認(rèn)單并提交。

1.2 業(yè)務(wù)流程分析

本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

步驟1：教務(wù)管理人員通過(guò)管理客戶端錄入新生數(shù)據(jù)并導(dǎo)入新生檔案照片，存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。

步驟2：入學(xué)新生通過(guò)微信小程序掃描身份證，采集照片并完成人臉檢測(cè)及識(shí)別，生成確認(rèn)單并簽字，提交復(fù)查結(jié)果到遠(yuǎn)程服務(wù)器。

步驟3：教務(wù)管理人員使用管理客戶端管理新生提交的復(fù)查結(jié)果數(shù)據(jù)，完成后期的查詢統(tǒng)計(jì)工作。

2 總體方案

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

本系統(tǒng)采用前后端分離架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，前端HTML頁(yè)面通過(guò)AJAX調(diào)用后端的Restful Api接口，并使用Json數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)

前后端分離的框架模式下，前后端各負(fù)其責(zé)，前端實(shí)現(xiàn)頁(yè)面交互和數(shù)據(jù)展示，后端負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)處理與數(shù)據(jù)持久化等，并且后端程序代碼，不用修改就可以用于PC機(jī)、手機(jī)、平板等多種客戶端。該模式前后端不互相依賴，開(kāi)發(fā)效率更高，系統(tǒng)訪問(wèn)速度更快，既能提升用戶體驗(yàn)，也能降低系統(tǒng)的維護(hù)成本。

2.2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

采用前后端分離的設(shè)計(jì)方案，后端Web服務(wù)器提供后臺(tái)服務(wù)、前端手機(jī)客戶端和前端Web客戶端完成各項(xiàng)管理業(yè)務(wù)。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖4所示，該系統(tǒng)由3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。

圖4 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

2.2.1 后端Web服務(wù)器子系統(tǒng)

后端Web服務(wù)器系統(tǒng)為前端應(yīng)用提供所需的API接口服務(wù)，包括前端Web客戶端基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì)以及手機(jī)端微信小程序提供數(shù)據(jù)及接口服務(wù)。

2.2.2 前端Web客戶端子系統(tǒng)

前端Web客戶端子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)新生入學(xué)資格復(fù)查相關(guān)的管理工作，包括新生信息管理，新生高考采集照片的上傳，復(fù)查結(jié)果的查詢統(tǒng)計(jì)以及打印功能。

2.2.3 前端手機(jī)客戶端子系統(tǒng)

通過(guò)手機(jī)端微信小程序，采集考生的身份證件信息和人臉頭像信息，提取人臉特征并完成比對(duì)，并將比對(duì)結(jié)果上傳到后端Web服務(wù)器子系統(tǒng)。

2.3 身份證件掃描及人臉識(shí)別核心組件

本文使用百度卡證文字識(shí)別及百度人臉實(shí)名認(rèn)證來(lái)完成身份復(fù)查比對(duì)等任務(wù)，在考生掃描身份證件時(shí)完成考生基本信息的比對(duì)，在進(jìn)行身份核驗(yàn)時(shí)，基于姓名和身份證號(hào)，調(diào)取公安權(quán)威數(shù)據(jù)源人臉圖以及高考采集的考生照片，將手機(jī)攝像頭獲取的人臉圖片逐一比對(duì)，以此判斷是否為同一人，從而完成身份核驗(yàn)。新生身份核驗(yàn)復(fù)查的整體過(guò)程如圖5所示。

圖5 新生身份復(fù)查過(guò)程

在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，主要使用百度提供的卡證文字識(shí)別以及人臉檢測(cè)、人臉特征提取以及人臉實(shí)名認(rèn)證接口：

（1）身份證信息采集接口，支持對(duì)二代居民身份證正反面所有8個(gè)字段進(jìn)行結(jié)構(gòu)化識(shí)別，包括姓名、性別、民族、出生日期、住址、身份證號(hào)、簽發(fā)機(jī)關(guān)、有效期限，同時(shí)支持身份證正面頭像檢測(cè)，并返回頭像切片的base64編碼及位置信息。實(shí)現(xiàn)代碼為：

（2）卡證文字識(shí)別接口，用戶向服務(wù)請(qǐng)求識(shí)別身份證，身份證識(shí)別包括正面和背面。實(shí)現(xiàn)代碼為：

（3）人臉檢測(cè)接口，負(fù)責(zé)檢測(cè)圖片中的人臉并標(biāo)記出位置信息。實(shí)現(xiàn)代碼為：

（4）人臉實(shí)名認(rèn)證接口主要用于驗(yàn)證采集的生活照與公安身份證小圖以及高考采集照片是否為同一人，有正常分?jǐn)?shù)時(shí)為[0～1]，推薦閾值0.8，超過(guò)即判斷為同一人。實(shí)現(xiàn)代碼為：

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 后端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

后端系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用SpringBoot+Spring+Mybatis的框架模式。其中，MyBatis實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層；Spring管理核心業(yè)務(wù)組件，提供各類核心服務(wù)；Spring Boot用于快速搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境。請(qǐng)求數(shù)據(jù)和響應(yīng)數(shù)據(jù)都以Json格式數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。以學(xué)生信息管理功能為例，系統(tǒng)訪問(wèn)接口設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 學(xué)生信息管理API

https://www.***.net/v1.0/pri/students/list GET 學(xué)生信息列表https://www.***.net/v1.0/pri/students/id PUT 學(xué)生信息更新https://www.***.net/v1.0/pri/students/id DELETE學(xué)生信息刪除

3.2 前端Web客戶端設(shè)計(jì)

Web客戶端系統(tǒng)基于VUE框架設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，通過(guò)Axios組件與后端服務(wù)通信，核心工作在于管理新生入學(xué)信息以及身份復(fù)查確認(rèn)信息。前端用戶界面的構(gòu)建，使用流行的Vue.js前端框架，對(duì)路由管理采用Vue-router插件和組件庫(kù)Element-UI，Vuex提供狀態(tài)管理功能，通過(guò)Axios實(shí)現(xiàn)前后端數(shù)據(jù)交互。

3.3 手機(jī)端微信小程序設(shè)計(jì)

微信小程序主要完成新生身份證件掃描，獲取學(xué)生的高考錄取信息及高考檔案照片信息，通過(guò)手機(jī)攝像頭獲取人臉圖片，通過(guò)百度人臉檢測(cè)接口進(jìn)行人臉檢測(cè)和特征提取，通過(guò)personVerify服務(wù)請(qǐng)求組件調(diào)用百度云端服務(wù)接口，完成新生入學(xué)信息復(fù)查，并由考生簽字確認(rèn)上傳到后端服務(wù)器。

4 測(cè)試分析

4.1 后端測(cè)試

使用PostMan接口調(diào)試工具完成接口的功能測(cè)試，以查詢用戶列表接口測(cè)試為例，如圖6所示。使用Jmeter對(duì)用戶的響應(yīng)時(shí)間及吞吐量進(jìn)行壓力測(cè)試，系統(tǒng)均達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。

圖6 查詢用戶列表接口測(cè)試圖

4.2 業(yè)務(wù)流程測(cè)試

通過(guò)對(duì)Web客戶端及微信小程序的業(yè)務(wù)流程測(cè)試，特別是通過(guò)掃描入學(xué)新生身份證件，并匹配到庫(kù)中的學(xué)生信息，手機(jī)攝像頭獲取人臉圖片，并與新生的身份證照片、高考采集照片比對(duì)，完成新生入學(xué)身份復(fù)查工作并生成復(fù)查報(bào)告。具體業(yè)務(wù)流程測(cè)試如圖7所示。經(jīng)測(cè)試平均準(zhǔn)確率及平均識(shí)別速度均達(dá)到預(yù)期。

圖7 業(yè)務(wù)流程測(cè)試圖

5 結(jié) 論

本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種基于前后端分離的新生入學(xué)資格復(fù)查管理系統(tǒng)，以百度證件掃描及人臉檢測(cè)與識(shí)別SDK為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了入學(xué)新生的資格復(fù)查功能?；谇昂蠖朔蛛x的新生入學(xué)資格復(fù)查管理系統(tǒng)較好地完成了新生入學(xué)復(fù)查的業(yè)務(wù)流程，識(shí)別準(zhǔn)確率和效率都優(yōu)于傳統(tǒng)的人工身份核驗(yàn)方法。