一體化智能校園安全出入App 的研究與設(shè)計

董泳孜，麥貝翹，蔣以成，楊婉玲

（廣東技術(shù)師范大學(xué)，廣東 廣州 510665）

0 引言

“一體化智能校園安全出入App”是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在云平臺基礎(chǔ)上搭建的,通過手機移動端應(yīng)用技術(shù)、二維碼設(shè)備技術(shù)以及檢測設(shè)備等所建立的智能校園信息化平臺。 利用智能手機、PAD 等設(shè)備連接入網(wǎng),從而完成健康上報、出入記錄、安全監(jiān)控等功能。 基于此框架體系,App 具有操作簡單、功能多樣、成本較低、技術(shù)成熟等特點。 本文將對一體化智能校園安全出入App 設(shè)計進行研究與探討。

1 一體化智能校園安全出入App 設(shè)計需求分析

App 以二維碼作為主載體,實現(xiàn)身份識別,確保學(xué)生的安全出入,防止外來人員的進入。 在疫情常態(tài)化防控背景下,App 增加了記錄學(xué)生出入情況以及健康狀態(tài)的功能,管理人員可以直接通過后臺系統(tǒng)對學(xué)生的出入場所進行全面安全管控。

App 功能主要分為3 個方面:(1)通過無線方式對門禁權(quán)進行管控。 以“一生一碼”的方式,管理人員可以通過后臺系統(tǒng),在校園門口、校內(nèi)圖書館等地方,實現(xiàn)對校園內(nèi)外進出人員的監(jiān)控管理。 (2)推進疫情防控工作。 二維碼內(nèi)附著學(xué)生健康信息,對其能否入校進行判斷的同時,管理人員可以通過后臺系統(tǒng)瀏覽學(xué)生進出校園內(nèi)外場所的記錄。 (3)虛擬電子校園一卡通功能。 秉持“一碼多用”的理念,延展電子二維碼實現(xiàn)校園卡功能,學(xué)生可以直接通過手機App 實現(xiàn)無卡消費、圖書館借閱等功能。

基于App 的功能要求,本文從校園概況、身份識別、校園一卡通、疫情防控、學(xué)生管理5 個方面進行設(shè)計論述。

1.1 校園概況

App 首頁面具體包括學(xué)校最新通知、講座公告等信息,為學(xué)校傳達重要訊息搭建渠道,使學(xué)生和老師以快捷便利的方式獲取校園信息,減少消息傳達的時差。

App 內(nèi)構(gòu)建公共信息社區(qū)平臺,引入虛擬社區(qū)理念,為用戶提供豐富多彩的校園生活體驗,同時拓展失物招領(lǐng)、講座報名等互動化服務(wù)功能。

1.2 身份識別

鑒于校園流動性大、涉及面積廣的特點,同時為防止校園疫情的發(fā)生與蔓延,學(xué)校在疫情防控期間應(yīng)加強對校園內(nèi)的人員管控。 學(xué)生可以通過App 中生成的“一生一碼”,在校園進出口、教學(xué)樓等地進行身份識別,同時通過掃描二維碼,將健康狀況、進出時間等信息傳輸?shù)焦芾砗笈_,校園管理人員可以通過系統(tǒng)后臺查詢師生健康檢測以及進出校園情況。

1.3 校園一卡通

App 可以完成飯?zhí)孟M、網(wǎng)絡(luò)繳費等功能,實現(xiàn)實體卡片與持卡人的分離,通過智能程序進行快捷操作,解決傳統(tǒng)IC 卡、生物識別等方式帶來的通行安全隱患。 將校園卡數(shù)字化,使管理人員的后期數(shù)據(jù)收集更加統(tǒng)一與全面,實現(xiàn)教、管、學(xué)三大場景連接,助推教育現(xiàn)代化。

1.4 疫情防控

根據(jù)國家疫情調(diào)節(jié)防控政策,App 實時推出疫情健康上報及疫情線索上報功能。 基于一日一上報的規(guī)定,App 將會及時提醒當(dāng)日仍未進行健康上報的用戶,同時將未在規(guī)定時間內(nèi)健康上報的人員名單發(fā)送至相關(guān)監(jiān)督人員賬戶,嚴(yán)格落實疫情防控要求。

虛擬電子校園二維碼在進行身份驗證的同時附著健康信息,當(dāng)二維碼被使用在門禁時會同步顯示該生健康情況,增加記錄學(xué)生出入情況以及健康狀態(tài)信息,通過后臺系統(tǒng)對學(xué)生的出入場所安全情況進行管控。

1.5 學(xué)生管理

App 將學(xué)生管理分為學(xué)生自我管理和師生管理兩大模塊。 學(xué)生自我管理方面,學(xué)生可以在個人主頁面對信息進行修改；師生管理方面,主要針對學(xué)生請假,App 內(nèi)設(shè)置請假申請模塊,學(xué)生外出請假統(tǒng)一在App內(nèi)填寫申請表并由輔導(dǎo)員進行網(wǎng)上批復(fù),以無紙化電子形式取代傳統(tǒng)紙質(zhì)表格的繁瑣形式［1］。

2 一體化智能校園安全出入App 框架設(shè)計

2.1 整體技術(shù)框架設(shè)計

通過需求分析,本文給出的整體技術(shù)框架分為3個層面,分別為身份識別、健康狀況綁定以及其他輔助功能。

框架底層技術(shù)是通過校園信息管理系統(tǒng)對公共數(shù)據(jù)庫進行簡單操作與擴展操作。 簡單操作即是對學(xué)生信息、健康狀況等信息的增、刪、改、查；擴展操作即是通過校園信息管理系統(tǒng)對底層數(shù)據(jù)庫進行批量數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析等。

通過操作公共數(shù)據(jù)庫,可以完成底層數(shù)據(jù)的相關(guān)操作,而底層數(shù)據(jù)庫操作需要相應(yīng)的后臺管理系統(tǒng)管控,校園信息管理系統(tǒng)應(yīng)運而生。 該后臺可以對校園電子信息卡實現(xiàn)辦卡、綁卡等操作,還可以對公共數(shù)據(jù)庫的底層數(shù)據(jù)進行可視化統(tǒng)計、健康狀況分析等一系列操作。

2.2 身份識別功能設(shè)計

身份識別功能設(shè)計,通過手機App 生成的動態(tài)身份識別二維碼,檢測設(shè)備對學(xué)生身份進行識別,以此獲取學(xué)生獨有的OpenID(該OpenID 是完成建卡或者綁卡后便生成的一串有序無重復(fù)的8 位身份序列號),再進一步通過ID 獲取學(xué)生信息。 通過對公共數(shù)據(jù)庫的基本操作,后臺系統(tǒng)將獲取到的底層數(shù)據(jù)信息與不同使用場景一一對應(yīng)。

二維碼作為App 獲取師生獨有OpenID 的途徑,對于動態(tài)二維碼的生成及使用,需要在各個適用場景進行硬件加裝或者更新,從而實現(xiàn)動態(tài)二維碼的識別,這也是身份識別功能首要解決的難點。 對此,本文給出了2 種解決方案:(1)人流相對較多,網(wǎng)絡(luò)相對較差的場所。 學(xué)生個人信息的識別需要安裝相應(yīng)POS 機(處于聯(lián)機狀態(tài)下),通過被掃碼的方式來識別學(xué)生信息以及身份,學(xué)生端只需打開App 加載出動態(tài)二維碼,便可離線通過POS 機進行身份識別。 (2)人流相對較少,網(wǎng)絡(luò)刷新不頻繁的場所。 可以不安置POS 機,減少成本、節(jié)約空間,學(xué)生以掃碼登記的方式,提交身份識別請求(此時需要學(xué)生端手機連接移動網(wǎng)絡(luò))。 這兩種方式,以正向掃描二維碼與反掃描二維碼的形式可以實現(xiàn)App 對電子校園卡的身份識別功能［2］。

2.3 健康狀況功能設(shè)計

App 新增健康狀態(tài)功能模塊,通過對學(xué)生信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析來實現(xiàn)信息獲取,以線上填交表格的形式獲取學(xué)生信息的底層數(shù)據(jù),包括體溫、有無發(fā)熱癥狀等信息。

獲取底層數(shù)據(jù)后,通過身份識別功能對出入校內(nèi)場所的學(xué)生進行動態(tài)信息監(jiān)管,實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化,實現(xiàn)對學(xué)生每日健康狀況、出入場所時的健康狀況等進行準(zhǔn)確掌握。

健康狀況功能設(shè)計,系統(tǒng)將學(xué)生上傳的個人健康信息、身份識別功能所保留的出入信息,通過對應(yīng)的OpenID 錄入公共數(shù)據(jù)庫,以此生成學(xué)生的底層健康數(shù)據(jù)。 在校園信息管理系統(tǒng)中,后臺管理人員可以對底層數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)可視化操作,對學(xué)生的每日信息狀況進行統(tǒng)計、查看。

2.4 其他功能設(shè)計

其他功能設(shè)計包括但不限于電子校園卡充值與查詢、外出請假報備等,均以公共數(shù)據(jù)庫的形式操作實現(xiàn)。 例如,電子校園卡的充值查詢功能,是通過識別學(xué)生用戶電子卡OpenID 中的數(shù)據(jù)進行增加和查詢［3］。

3 一體化智能校園安全出入App 的設(shè)計方案

3.1 內(nèi)容設(shè)計

在當(dāng)前疫情防控常態(tài)化的背景下,將疫情防控模塊與校園管理功能模塊相結(jié)合,利用二維碼技術(shù)實現(xiàn)信息獲取、網(wǎng)站跳轉(zhuǎn)、手機支付等功能,通過無線的方式對學(xué)生進出入實現(xiàn)定位,對門禁權(quán)進行掌控,同時延展校園一卡通系統(tǒng),將云定位系統(tǒng)與校園生活相結(jié)合,為學(xué)生提供一個安全出入與信息共享的校園生活服務(wù)平臺,從而更好地保障學(xué)生安全與服務(wù)校園生活。

疫情防控方面,通過二維碼來識別與記錄學(xué)生的健康狀態(tài)以及進出校內(nèi)圖書館、實驗樓、辦公室、食堂等地情況,確保學(xué)生的安全出入,防止外來人員的進入；校園生活方面,以“一生一碼”的方式實現(xiàn)“一碼多用”的功能,將二維碼與大學(xué)校園師生信息系統(tǒng)相結(jié)合,實現(xiàn)虛擬電子校園一卡通,利用移動端App 上的二維碼即可實現(xiàn)無卡消費、圖書館借閱等功能。

3.2 交互設(shè)計

智能手機的迅速發(fā)展以及智慧校園政策的推進,校園移動端App 的設(shè)計與開發(fā)是目前高校教育發(fā)展以及數(shù)字化校園的趨勢。 在校師生在使用校園移動端App 功能過程中的感覺即為一種交互體驗,通過對App的界面和行為進行交互設(shè)計,使校園移動端App 從“可用性”和“用戶體驗感”兩個方面進行最優(yōu)化［4］。

3.2.1 挑選合適的導(dǎo)航設(shè)計

底部導(dǎo)航是最常見的主導(dǎo)航模式,市面上的主流App,例如微信、QQ 等,都采用底部導(dǎo)航,其可見性好,符合拇指熱區(qū)操作,用戶可以在最主要的模塊、信息或任務(wù)之間進行快速切換,適用于校園移動端App 的主導(dǎo)航設(shè)計。

宮格導(dǎo)航,也是十分常見的導(dǎo)航形式,類似于手機桌面各個應(yīng)用入口的導(dǎo)航方式,每個入口是獨立的信息內(nèi)容,功能拓展性強。 采用宮格導(dǎo)航的App,大部分是作為二級頁面進行展示,以icon+文字的形式呈現(xiàn)居多。 本文所研究的一體化智能校園安全出入App 設(shè)計所承載的功能相對簡單,層級較淺,無需頻繁切換任務(wù),適合使用宮格式導(dǎo)航作為二級導(dǎo)航［5］。

3.2.2 提升操作愉悅度

交互設(shè)計的本質(zhì)是對于用戶行為的一種設(shè)計,各種能夠影響視覺、聽覺、觸覺等的元素,例如按鍵、菜單、icon、動態(tài)效果等,會使用戶產(chǎn)生情緒上的波動。 例如蘋果手機的慣性滑動、Google 搜索結(jié)果頁面的數(shù)字跳轉(zhuǎn)、微信的動態(tài)表情等,設(shè)計者用一種幽默、輕松的方式對事物進行轉(zhuǎn)變,能夠使用戶產(chǎn)生愉悅的感覺,對于產(chǎn)品本身會起到正向作用。 疫情防控模塊的加入或多或少會影響用戶的使用感,不自覺地產(chǎn)生緊張情緒,因此在App 中增加一些趣味性設(shè)計,例如充分利用聲音的旋律、節(jié)奏或者單一的聲音作為點擊式觸發(fā)音,或者利用最直接的可視化表現(xiàn)的icon 設(shè)計,在視覺上吸引和緩和用戶的緊張情緒等,直接或間接地達到提升用戶操作愉悅度的效果。

3.3 視覺設(shè)計

人們獲取信息89%來自眼睛,剩下11%來自其他渠道。 線條、形狀、顏色、空間等設(shè)計元素的組合共同構(gòu)成了全面的視覺效果,而視覺設(shè)計本質(zhì)上也是為用戶服務(wù),使用戶易用且視覺舒服的同時,達到用戶最關(guān)鍵的使用目的。

隨著時代的發(fā)展,越來越多的產(chǎn)品設(shè)計采用簡化的視覺表現(xiàn)手法,滿足人視覺系統(tǒng)中所潛藏的“簡化原則”,主要是在視覺的形式上追求簡單化。 而扁平化的設(shè)計風(fēng)格與視覺簡化的追求目的相一致,通過簡單的圖形、字體和顏色的相互組合,來達到直觀、簡潔的設(shè)計目的。 現(xiàn)如今,越來越多的產(chǎn)品都更趨向于扁平化設(shè)計,例如微軟、蘋果等。 作為一款校園移動端App,面向?qū)ο蟮闹黧w為年輕人群,利用流行的扁平化設(shè)計風(fēng)格更能吸引學(xué)生群體的關(guān)注與使用,從而更好地達到校園內(nèi)部管理的目的。 扁平化也在某種程度上能使人的心情更加自然放松,創(chuàng)造一種安寧、平靜的生活空間,有助于緩解師生由于疫情模塊的加入而產(chǎn)生的緊張情緒。 在色彩方面,藍色界面看起來更沉穩(wěn)、簡潔與純凈,且更有科技感和依賴感,Dell、支付寶、Facebook等科技公司利用藍色來傳遞信譽信息以此希望更被依賴。 因此在一體化智能校園安全出入App 設(shè)計中,客戶端界面選擇藍色為主色調(diào),同時以黃色、暗灰色為輔色調(diào),在確保界面大方簡潔的前提下,采用一種簡約而清新的設(shè)計風(fēng)格。 除此之外,App 的標(biāo)識設(shè)計選擇AI科技感的機器人元素為基礎(chǔ)logo 標(biāo)識,更能保持現(xiàn)代感與科技創(chuàng)新感,從而吸引學(xué)生群體的關(guān)注與使用［6］。

4 結(jié)語

在當(dāng)前疫情防控常態(tài)化的背景下,加入疫情防控模塊的一體化智能校園安全出入App 開發(fā)與設(shè)計研究,符合未來高校教育以及數(shù)字化校園的發(fā)展趨勢,本質(zhì)上也延伸了數(shù)字化校園的建設(shè)發(fā)展,將疫情防控模塊與校園管理功能模塊相結(jié)合,能使校園的管控工作更加精確高效,維護師生正常的生活秩序,貫徹落實“預(yù)防為主,安全第一”的方針。 在開發(fā)過程中,應(yīng)實現(xiàn)對底層數(shù)據(jù)庫的寫入準(zhǔn)確性、更新同步性,合理利用數(shù)據(jù)可視化統(tǒng)計來處理用戶信息數(shù)據(jù)；在設(shè)計過程中,應(yīng)充分兼顧校園服務(wù)與疫情防控模塊的內(nèi)容、用戶體驗以及界面視覺的結(jié)合,思考如何利用設(shè)計來提升用戶的操作愉悅度與視覺觀賞性,讓學(xué)生在使用過程中能夠提升興趣,感受便捷的校園生活。 讓數(shù)字化校園生活能夠進行最優(yōu)化延伸,才是一體化智能校園安全出入App 研究與設(shè)計的基本原則。