基于微信公眾號的數字化科研信息服務平臺設計

趙玉潔

摘 要：本文采用微服務架構和Spring MVC+MyBatis+Redis技術設計了一個基于微信公眾號的數字化科研信息服務平臺。該平臺能為廣大科研機構、高新企業和社會公眾提供統一的決策咨詢和科技信息服務，為科研服務與新型技術的結合起到了良好的示范作用。

關鍵詞：微信公眾號;科研信息服務;微服務架構;個性化推送服務

Abstract： In this paper， a digital research information service platform based on WeChat official account was designed by using micro service architecture and Spring MVC+MyBatis+Redis technology. The platform can provide unified decision-making consultation and scientific and technological information services for the majority of scientific research institutions， high-tech enterprises and the public， and play a good exemplary role in the combination of scientific research services and new technologies.

Keywords： WeChat official account;research information service;microservice architecture;personalized push service

傳統的數字化科研信息服務平臺是基于PC端的，不能滿足即時通信、移動信息服務的需求;而微信公眾平臺操作便捷、交互即時，已經逐漸成為移動信息服務的重要手段[1-2]。

為了更好地利用現有科技文獻資源和科技信息數據庫為科研機構、高新企業和社會公眾提供決策咨詢和科技信息服務，研究者設計了一個基于微信公眾號的數字化科研信息服務平臺。該平臺采用微服務架構，采用Spring MVC+MyBatis+Redis的技術架構搭建。在技術架構搭建開發中，采用Spring MVC處理業務邏輯，采用對象-關系映射框架MyBatis作為封裝數據庫工具，使用Redis來緩存數據庫的查詢結果，提高系統查詢效率。該平臺主要包括消息、資源、服務三大子系統。子系統之間相對獨立，相互之間主要使用Restful API技術進行消息傳遞，達到了降低業務模塊間的耦合度的目的。筆者介紹了該系統的設計思路、組成結構，描述了關鍵的業務流程。

1 系統設計

1.1 技術架構

本文設計的基于微信公眾號的數字化科研信息服務平臺的技術框架如圖1所示。本系統采用微服務架構，主要包括消息、資源、服務三大子系統。系統前端是用戶交互人機界面，將用戶的點擊操作行為傳入后臺，展示后臺邏輯處理之后傳回的數據。系統服務端是由微信服務接口、微信端接口實現、MySQL數據庫、文獻資源數據庫組成的。微信服務接口與微信端接口實現之間通信使用的是RPC技術;微信端接口實現與文獻資源服務系統調用使用WebService技術實現，微信端接口實現與MySQL數據庫調用是通過MyBaits組件實現的。采用Spring MVC處理用戶請求，采用MyBatis作為系統的對象-關系映射框架，使用Redis來緩存數據庫的查詢結果，提高系統查詢效率。子系統之間相對獨立，子系統之間使用Restful API技術進行消息傳遞，以達到降低業務模塊間的耦合度的目的。

1.2 系統微服務架構圖

本文設計的基于微信公眾號的數字化科研信息服務平臺的系統微服務架構，每個子系統由Web展示層、事務邏輯層和數據存儲層組成，如圖2所示。其中，Web展示層負責與用戶交互、展示后臺加載后的頁面和數據、響應用戶操作;事務邏輯層負責處理各種業務邏輯，處理與微信交互的事務和本平臺用戶的事務;數據存儲層負責存儲各類業務數據，支持數據的持久化。這種采用微服務架構，使得子系統之間相對獨立，相互之間使用Restful API技術進行消息傳遞，以達到降低業務模塊間耦合度的目的。

1.3 網絡拓撲架構

本文設計的基于微信公眾號的數字化科研信息服務平臺的網絡拓撲框架由智能移動終端設備（包括智能手機、平板等設備）、微信服務器、數字化科研信息服務平臺服務器以及數據庫四個部分構成?；谖⑿殴娞柕臄底只蒲行畔⒎掌脚_的網絡拓撲結構如圖3所示。

用戶登錄微信，通過科研服務平臺的公眾號界面與系統進行交互，用戶通過點擊相關菜單進入相應的業務，移動終端通過網絡連接（4G或WiFi），業務請求加密發送給微信服務器端，微信服務端驗證消息之后，轉發業務請求發送給科研服務平臺服務端，科研服務平臺服務端在接收到業務請求后，根據各個業務邏輯進行處理，控制頁面各個組件的展現，完成業務功能，并將響應請求業務數據或頁面加密發給微信服務器端，微信服務器端驗證消息之后，轉發給微信客戶端，微信客戶端解密消息最終在前端頁面展示給用戶。業務請求會話如圖4所示。

用戶移動終端、微信平臺、科研服務平臺之間采用HTTPS協議連接，所有請求均為HTTP POST方式，請求和響應報文內容為JSON格式。使用JSON格式有利于數據交互以及與各種語言之間進行解析轉換。報文內容使用RSA進行加密，字段包含應用標識、密鑰、簽名、令牌等。

1.4 系統功能

1.4.1 用戶認證。使用微信公眾號OAuth2.0 API接口，公眾號可以通過微信網頁授權機制來獲取用戶基本信息[3]?？蒲杏脩艨梢酝ㄟ^微信網頁授權機制進行自主認證，認證之后可以通過圖片、文檔、文字、語音等多種方式進行成果上傳、成果發布。

1.4.2 用戶管理。用戶管理模塊實現對公眾號權限統一管理，根據用戶所需功能和使用權限不同對用戶進行分組，對分組的使用權限進行配置。針對專業性強的信息，對不同組群的用戶進行精細化推送。

1.4.3 推送管理。通過配置各種規則，對用戶問答進行自動匹配，把讀到的數據源封裝成消息，以微信消息會話的形式呈現在用戶的微信界面。管理員可以在系統中預設置一些規則，每種規則可以是文字也可以是帶鏈接的文本消息或者是圖文并茂的信息，將配置好的信息存入數據庫中。按定制需求定期推送科技信息資源（包含科技文獻采編發系統、自建庫系統），可在推送的科技信息資源中選定發布內容，支持關鍵字回復觸發檢索。

推送引擎系統采用微信中提供的開發者服務器接收消息實現推送，通過對模板消息進行封裝，調用的接口為：https：//api.weixin.qq.com/cgi-bin/template/send？access_token=ACCESS_TOKEN。為了避免POST數據的不可控性（不同模版的參數屬性不一致），研究者依據模版的數據結構，制定了一套通用的接口，通過配置好參數，業務處理就可以通過HTTP方式調下接口。

1.4.4 數據統計。實現對平臺開放使用過程中關鍵字命中、關鍵字觸發次數、模塊使用量、二維碼數量、會員注冊量、科研資訊閱讀人數、分享轉發人數等進行統計分析。按照不同的維度對科研用戶進行統計，以便于精細化運營，提高服務效率。

1.4.5 管理參數。該模塊提供網站模板，使系統管理員能簡單配置（權限、會員、模塊、文章、運營的統一管理）、快速生成，輕松打造移動互聯網門戶;能根據具體的場景需要，快速搭建導航菜單;能實現“多客服+消息留言”，實現永不離線、快速響應的科技咨詢服務;能夠提供文章管理和專題管理功能，提供微期刊應用模塊，輕松發布個性化的內容信息。

1.5 功能模塊

本系統功能模塊包括科研信息模塊、科研資源模塊和科研服務模塊，如圖5所示。

1.5.1 科研信息模塊。科研信息模塊包括通知公告、科技動態、政策法規、黨建陣地等子模塊。其中，通知公告提供科技部和省科學技術廳發布的最新通知公告，方便科研工作者及時查閱;科技動態提供最新的科研通報以及最新的科研成果，便于科研工作者掌握最新的科研動態信息;政策法規提供科技部和省科學技術廳發布的最新的科研政策，用戶可查看和下載各種政策文件，查看執法監督等信息;黨建陣地提供黨建指南、黨風建設及工委文件下載等服務。

1.5.2 科研資源模塊?？蒲匈Y源模塊包括文獻資源、全球智庫、競爭情報、創新助手、科技頭條等子模塊。其中文獻資源為科研工作者提供文獻檢索和下載服務，文獻涵蓋期刊、會議紀要、論文、學術成果、學術會議論文;全球智庫為科研工作者提供最新的科研情報，涵蓋健康、教育、環境、國際關系與安全、商業和經濟、技術、社會政策、國際事務等方面;競爭情報為科研工作者提供最新的行業動態、財經數據、金融要點等綜合信息;創新助手為科研工作者提供詢證服務，根據技術點推薦相關專家和機構，能查詢出相關機構背景、創新能力、科研分布等情況;科技頭條提供最新行業動態的新聞資訊，包括電子信息、生物醫藥、新材料、節能環保、農業農村、航空航天、自然地理、核能應用等行業。

1.5.3 科研服務模塊?？蒲蟹漳K包括科創管理、大型儀器、人才引進、文獻共享、聯系我們等子模塊。其中科創管理為科研工作者提供科技創新創業公共服務;大型儀器為科研工作者提供大型科學儀器設施共享服務;人才引進為科研創新創業人才引進提供服務，并協調服務和日常管理，組織聯合技術攻關或公共研發服務;文獻共享為科研工作者提供文獻的管理、查詢及檢索等服務;聯系我們為科研工作者提供溝通及反饋途徑。

2 基于興趣標簽的個性化推送服務

“個性化信息服務”是以用戶需求為中心，利用信息資源開展有效的不同層次的多種類型的滿足其個性需求的服務[3]。微信公眾平臺目前分成消息接口和通用接口兩大模塊[4]，本系統使用消息接口實現基于興趣標簽的個性化推送服務。研究者通過對科研資訊、文獻資源的標題、描述以及關鍵詞添加的標簽信息，對用戶行為歷史行為進行分析，實現用戶畫像，將文章的pid以及用戶uid映射至興趣標簽（Interesting Tag）。在用戶行為的選取上，考慮的用戶行為包括點擊、瀏覽、搜索、收藏、點贊和評論。對用戶進行聚類，然后對每個聚類群體利用回歸算法迭代出一組最優權重值，對用戶不同的行為類型設置不同的權重[5]。一個用戶標簽行為的數據集一般由一個三元組的集合表示[u，i，b][6]，表示用戶[u]給文章[i]打上了標簽[b]。借鑒TF?IDF的思想[7]，計算用戶[u]對文章[i]的興趣，公式如下：

3 結語

本文設計了一個基于微信公眾號的數字化科研信息服務平臺，該平臺采用微服務的技術架構，使用Spring MVC+MyBatis+Redis技術搭建，實現了為廣大科研機構、高新企業和社會公眾提供統一的決策咨詢和科技信息服務平臺。該平臺能將充分利用移動技術同政務、科技服務相結合，采用基于興趣標簽的個性化推送服務，為科研信息的搜集、加工、研究、傳遞提供場景化支撐，利用信息資源開展有效的不同層次的多種類型的滿足其個性需求的服務，為科研服務與新型技術的結合起到良好的示范作用。

參考文獻：

[1]姜福泉.微信公眾號信息服務平臺的設計與實現[J].中國新通信，2016（13）：83.

[2]帥國安.移動終端App對用戶生活方式重構的影響[D].無錫：江南大學，2015.

[3]陳遠方.智慧圖書館知識服務延伸情境建構研究[D].長春：吉林大學，2018.

[4]崔巍.校園微信公眾號服務業務的設計與實現[D].大連：大連交通大學，2017.

[5]張志潔.基于機器學習的移動網絡用戶體驗質量與行為研究[D].廣州：華南理工大學，2017.

[6]陳曦.面向大規模知識圖譜的彈性語義推理方法研究及應用[D].杭州：浙江大學，2017.

[7]Ramos J. Using TF-IDF to determine word relevance in document queries[C]//Proceedings of the first instructional conference on machine learning. 2003.