基于二維碼標(biāo)簽的校園電動車管理系統(tǒng)設(shè)計

張 年，劉 燕

（河池學(xué)院，廣西 河池 546300）

0 引 言

隨著科技的發(fā)展及社會的進(jìn)步，人們生活水平不斷提高，當(dāng)下更加倡導(dǎo)低碳生活和綠色出行，電動車作為一種相對經(jīng)濟(jì)、便捷和環(huán)保的新型交通工具，已成為人們出行的最優(yōu)選擇。電動車在改善人們出行質(zhì)量的同時，也給社會交通，尤其是給高校校園交通安全監(jiān)管帶來了巨大壓力。

近年來，隨著校園電動車保有量的飛速增長，越來越多的校園交通事故和電動車充電引發(fā)火災(zāi)等安全問題，以及如何有效地進(jìn)行校園電動車管理，成為了高校當(dāng)前面臨的難題。傳統(tǒng)的電動車管理多采用手工記錄管理模式，車輛采用的紙質(zhì)標(biāo)簽存在內(nèi)容簡單、易于復(fù)制、防偽功能低等問題，對于安保人員日常巡查工作的指導(dǎo)意義不大。在實(shí)際工作中，如遇到違規(guī)車輛查詢，管理員只能翻閱紙質(zhì)檔案進(jìn)行查找，或打開電子表格以及登錄系統(tǒng)后臺進(jìn)行調(diào)閱，缺乏良好的監(jiān)管手段，無法有效保證巡查工作的質(zhì)量與效率[1]。同時，在車輛巡查過程中，巡查信息多為手工記錄，內(nèi)容的確切性和完整性無法保障，且違規(guī)車輛的事實(shí)記錄不易保存，不利于進(jìn)行系統(tǒng)車輛信息的及時更新與管理。為解決以上問題，本文在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采取二維碼標(biāo)簽及手機(jī)智能終端的應(yīng)用等技術(shù)[2]，有效地對車輛信息進(jìn)行自動掃描，快速、準(zhǔn)確而可靠地獲取車輛信息，為校園安全和車輛巡查提供了有力的技術(shù)支持。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 B/S架構(gòu)技術(shù)

B/S架構(gòu)（Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器模式）是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，是一種前端界面展示與后端系統(tǒng)功能分離的技術(shù)[3]。B/S架構(gòu)作為一種較為成熟的體系結(jié)構(gòu)，以應(yīng)用服務(wù)器為控制部件，通過Internet在各種位置采用各種方法訪問數(shù)據(jù)庫，使得用戶管理數(shù)據(jù)非常方便、快捷、高效[4]。在B/S架構(gòu)下統(tǒng)一了客戶端，系統(tǒng)功能集中到服務(wù)器上，對客戶端設(shè)備硬件性能要求比較低，實(shí)現(xiàn)了客戶端“零”安裝。該結(jié)構(gòu)具有分布性強(qiáng)、業(yè)務(wù)擴(kuò)展性好、客戶端“零”維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，便于軟件系統(tǒng)的部署架構(gòu)，已成為當(dāng)今軟件開發(fā)和設(shè)計的首選體系結(jié)構(gòu)[5-6]。

1.2 Web技術(shù)

Web技術(shù)[7]是開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的各種技術(shù)的總稱，分為客戶端技術(shù)和服務(wù)器端技術(shù)。將Web技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)[8]結(jié)合，并通過中間件，實(shí)現(xiàn)了Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)通信。同時，Web技術(shù)也是一種應(yīng)用廣泛的分布式應(yīng)用解耦，用于實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)端之間的信息交流，采用應(yīng)用程序、腳本程序、插件技術(shù)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的信息交流[9]。

1.3 二維碼技術(shù)

二維碼技術(shù)最早是20世紀(jì)70年代在日本被提出的，它是基于一維碼擴(kuò)展出來的一種在水平和垂直方向的二維空間存儲信息、具有可識別性的條形碼[10-11]。若要獲取該條形碼的數(shù)據(jù)和信息，需通過掃描裝置對二維碼數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，對二維碼中所包含的二進(jìn)制碼元進(jìn)行識別，從而獲取二維碼中的數(shù)據(jù)信息[12]。二維碼技術(shù)作為一種全新的自動識別和信息載體技術(shù)，具有信息攜帶、信息自動傳遞和附著物防偽等功能；同時，還具有成本低、信息容量大、抗噪能力強(qiáng)和識別快等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于移動支付、身份校驗(yàn)、數(shù)據(jù)下載、信息顯示等領(lǐng)域，越來越受到人們的認(rèn)可[13-14]。

2 系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)前臺應(yīng)滿足方便、簡潔、易用和人性化等要求，并符合用戶基于手機(jī)智能終端進(jìn)行工作和學(xué)習(xí)的習(xí)慣；系統(tǒng)后臺應(yīng)滿足管理者操作簡便、功能清晰、安全實(shí)用、自動化等要求，并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入及導(dǎo)出操作、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)的工作目標(biāo)。

通過對校園電動車管理的實(shí)際工作需要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，確定了系統(tǒng)的主要用戶群為保衛(wèi)部門領(lǐng)導(dǎo)、保衛(wèi)人員、物業(yè)公司及保安，以上人員對系統(tǒng)的功能需求描述如下。

2.1 保衛(wèi)部門領(lǐng)導(dǎo)對系統(tǒng)的功能需求

保衛(wèi)部門領(lǐng)導(dǎo)作為學(xué)校安全和校園車輛管理的負(fù)責(zé)人，需及時了解校園車輛的動態(tài)數(shù)據(jù)、校園消防和交通安全狀況，具有系統(tǒng)的最高權(quán)限，體現(xiàn)在系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、用戶管理及權(quán)限分配等方面。

2.2 保衛(wèi)人員對系統(tǒng)的功能需求

保衛(wèi)人員作為校園安全穩(wěn)定的監(jiān)督者，需全面掌握校園車輛信息及違規(guī)停放和充電、通行證偽造等行為，并做出相關(guān)處理，具有系統(tǒng)操作權(quán)限，體現(xiàn)在車輛信息錄入和導(dǎo)出、二維碼生成打印、車輛通行證標(biāo)識牌制作和車輛違規(guī)信息管理等方面。

2.3 物業(yè)公司及保安對系統(tǒng)的功能需求

物業(yè)公司及保安作為校園安全和車輛管理的直接參與者，需熟悉校園安全的方方面面，全天候做好校園安全和車輛巡查巡檢等管理工作。具體體現(xiàn)在車輛信息的收集和錄入以及對車輛違規(guī)停放和充電、通行證偽造等巡查內(nèi)容進(jìn)行記錄和違規(guī)拍照上傳等方面。

3 系統(tǒng)設(shè)計

通過對校園電動車管理工作的調(diào)研分析，進(jìn)一步明確了本系統(tǒng)的功能需求，為系統(tǒng)軟件的開發(fā)與設(shè)計提供了依據(jù)。下面將從系統(tǒng)總體架構(gòu)、系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)庫方面進(jìn)行設(shè)計。

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

本系統(tǒng)基于三層B/S體系結(jié)構(gòu)模式設(shè)計，遵循了簡單實(shí)用、易擴(kuò)展、易維護(hù)、安全性和可靠性高的設(shè)計原則。該體系結(jié)構(gòu)是由表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層組成的三層分布式結(jié)構(gòu)，所有用戶均可通過Web瀏覽器訪問Web服務(wù)器，再由Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器交互獲得用戶所需的數(shù)據(jù)[15]。系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

基于上述系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)，將校園電動車管理系統(tǒng)主要劃分為系統(tǒng)維護(hù)、車輛信息管理、二維碼生成、車輛通行證標(biāo)識、車輛信息查詢和巡查信息等功能模塊。系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

（1）系統(tǒng)維護(hù)模塊：由管理員通過系統(tǒng)后臺，對系統(tǒng)進(jìn)行基本設(shè)置、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)，以及用戶權(quán)限管理等。

（2）車輛信息管理模塊：是對校園電動車及車輛違規(guī)信息進(jìn)行管理，包括車輛編號、車牌號碼、車主姓名、所在單位、車輛類別、車輛品牌及顏色、車輛照片、車主住址、聯(lián)系電話、車輛違規(guī)記錄和違規(guī)照片上傳等。

（3）二維碼生成模塊：由管理員在系統(tǒng)后臺，以車牌號碼為編碼信息進(jìn)行二維條碼生成，將其指定到一個綁定了車輛信息頁面的鏈接，并對生成的二維碼圖形進(jìn)行導(dǎo)出和打印等。

（4）車輛通行證模塊：車輛通行證是一個帶二維碼標(biāo)簽的車輛信息標(biāo)識，用于唯一標(biāo)識校園電動車“戶口”身份。其設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括車牌號碼、車輛二維碼、車輛有效期和車輛編號等信息，目的是唯一標(biāo)識電動車相關(guān)信息。

（5）車輛信息查詢模塊：為便于車輛信息查詢，管理員和安保人員可以在系統(tǒng)后臺或前端頁面，以車牌號碼、車主姓名或車輛編號等信息進(jìn)行查詢，以及掃描車輛通行證標(biāo)識牌的二維碼進(jìn)行查詢。

（6）巡查信息模塊：在日常巡查過程中，保安人員可以通過手機(jī)智能終端對車輛通行證標(biāo)識牌二維碼、車主姓名和車牌號碼等進(jìn)行巡查，然后進(jìn)行巡查結(jié)果記錄和違規(guī)拍照上傳等。

3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

對于系統(tǒng)設(shè)計來說，數(shù)據(jù)庫設(shè)計至關(guān)重要。根據(jù)設(shè)計的校園電動車管理系統(tǒng)功能，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中設(shè)計用戶信息表、部門信息表、車輛信息表、車輛通行證信息表、違規(guī)信息表和巡查記錄表共6個數(shù)據(jù)表。各數(shù)據(jù)表的字段組成見表1所列。

表1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

4 系統(tǒng)主要功能及實(shí)現(xiàn)

4.1 二維碼生成功能

二維碼生成是以車牌號碼為編碼信息，生成了一個二維條碼圖形及其指定到一個綁定了車輛信息頁面的鏈接，即二維碼地址。二維條碼圖形及地址生成的關(guān)鍵代碼如下：

4.2 二維碼識別功能

二維碼識別分為識別電子圖片和手機(jī)攝像頭識別紙質(zhì)車輛通行證標(biāo)識牌。在車輛巡查過程中，安保人員可以通過手機(jī)攝像頭掃描二維碼圖片標(biāo)簽；經(jīng)系統(tǒng)解碼識別之后，可以自動獲取所需車輛信息，而無需人員手工輸入操作，方便安全巡查和車輛通行證標(biāo)識牌查驗(yàn)。由于任何人都可以通過手機(jī)“掃一掃”掃描該二維碼，為確保信息安全，需輸入查詢密碼，方可查詢車輛的更多詳細(xì)信息。二維碼識別結(jié)果如圖3所示。

圖3 二維碼識別結(jié)果

4.3 車輛通行證標(biāo)識牌功能

車輛通行證標(biāo)識牌是事先設(shè)計、制作好的車輛通行證模型，將系統(tǒng)生成的車輛二維碼導(dǎo)出存入數(shù)據(jù)庫中，最后通過打印軟件調(diào)取存儲有車牌號碼、車輛二維碼地址、車輛有效期和車輛編號等信息的數(shù)據(jù)庫，將車輛信息印制在具有兩面粘貼功能的通行證模型標(biāo)簽上。這樣帶有二維碼的車輛通行證標(biāo)識牌在實(shí)際運(yùn)用中具有一定的防偽、防復(fù)制等功能。制作好的車輛通行證標(biāo)識牌由車主將其粘貼在車頭顯眼的位置，便于查驗(yàn)。車輛通行證標(biāo)識牌如圖4所示。

圖4 車輛通行證標(biāo)識牌

4.4 巡查信息功能

巡查信息是保安人員進(jìn)行校園安全和車輛巡查工作的重要內(nèi)容。在日常巡查工作中，安保人員要對巡查內(nèi)容進(jìn)行記錄及將違規(guī)照片上傳，巡查信息及違規(guī)照片上傳界面如圖5所示。通過此項(xiàng)功能，提高了安保人員的巡查工作質(zhì)量和效率，為后續(xù)處理提供依據(jù)。

圖5 巡查信息及違規(guī)照片上傳界面

5 結(jié) 語

針對傳統(tǒng)的校園電動車管理中的實(shí)際問題，在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于二維碼標(biāo)簽和手機(jī)移動終端等技術(shù)的電動車管理方法，實(shí)現(xiàn)了校園電動車的動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測、安全監(jiān)管和通行證防偽等功能，改變了以往校園電動車安全監(jiān)管難和管理效率低等問題，有效地提高了安保人員日常安全巡查工作效率，可為高校電動車管理提供解決方案和參考價值。