基于微信公眾平臺的校園智能門禁系統設計

胡金銘 鄭純敏 郭仲明 黎澤龍 莫長江

關鍵詞：門禁系統；學生出入安全保障；家校溝通；微信公眾號平臺；實時傳輸

0 引言

目前占據校園門禁市場份額較大的系統主要分兩類：一種是三大運營商主推的家校通系統[1-2]，該類系統主要依賴于三大運營商的技術平臺實現，不同運營商間的設備及技術兼容性低且存在誘導隱性消費，首先要購買對應運營商的通訊卡才可使用其系統，其次每月需要繳納系統使用月租費，并存在不同程度的隱性消費等，用戶使用成本較高，而且隨著微信、釘釘等免費通訊方式的沖擊，使得其在應用過程中容易爆發家校溝通矛盾[3]。另一種系統是以海康、大華等設備制造廠家為代表生產的集成式智慧校園管理系統[4-5]，該類系統具有強大的數據存儲及分析能力、系統功能高度集成、數字化運營等特點，可實現校園數字化轉型。但同時此類設備的功能實現需要強大的算力支撐與具備相關專業知識的人員進行管理維護[6-7]，存在建設成本高、操作復雜、功能冗余等弊端。因目前許多地區中小學門禁系統前端管理者主要由安保人員組成，對于此類設備的操作學習適應能力較低，使得使用系統的成本較高。

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

1 總體框架

本系統由前端與平臺端兩部分組成，總體框架設計如圖1所示。系統前端設計終端程序，連接RFID讀寫器進行學生刷卡識別，實時觸發網絡攝像機抓拍學生進出校照片，同時測溫模塊采集體溫數據，通過本地服務器終端進行學生數據整合處理，通過網絡與中間件通信，最后與云服務器通訊后存入數據庫并將學生信息進行匹配，通過中間件與微信平臺通信，調用微信平臺API接口，發送至對應家長微信后，家長可以通過微信公眾號打開平安短信查看學生進出校照片與體溫情況。

2 系統功能模塊設計

2.1 門禁管理模塊設計

當前對于學校這類的高密度人群場所而言，及時準確掌握學生的身體狀況，特別是體溫的數據，是不容忽視的重要功能需求，故本系統設計時增加了檢測刷卡用戶體溫的功能。學生在進出校園刷卡時，RFID 讀寫器將獲取到的卡號信息及測溫模塊監測到的學生體溫數據傳輸至本地服務器終端，本地服務器終端與主機通訊后將是否放行的結果發送給RFID讀寫器，由RFID讀寫器將放行結果轉換為開關量數據發送到開關量執行機構，由門禁控制器控制執行裝置工作，如閘機、電磁鎖等，進而控制學生通行，門禁設備控制接線如圖2所示。

為防止系統本地終端機門禁端程序在數據高峰期出現數據阻塞問題，進而導致系統崩潰，采用Del? phi開發多線程并發方式進行數據發送，提升CPU利用率，提高發送效率與人機界面程序反應速度。

其中，建立刷卡模塊與攝像機聯動設計如圖3所示，刷卡觸發攝像機抓拍學生實時狀態關鍵程序如下：

2.2 平安短信模塊設計

家長可通過微信公眾號端點擊“平安短信”界面對自家孩子進出校情況進行查詢、閱覽，以確保學生安全、準時到/離校，具體設計流程如圖4所示。此外，為節約帶寬建設投入，本系統采用靜態圖片上傳的方式實現該功能。

不同于傳統校訊通系統，本系統設計了一層學生身份識別保障，避免學生卡遺失后出現盜刷、冒刷等現象，進而在一定程度上提高了學生出入安全保障。此外，系統不收集學生人臉數據、指紋數據等私密信息，從源頭上杜絕了信息泄密的風險，提高了人體重要生物特征信息安全。

2.3 公告管理模塊設計

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

本模塊各類用戶權限設計如圖5所示，學校端可通過該模塊向下屬班級、學生家長端發布重要公告；班級端可通過該模塊接收上級公告，同時還可將重要公告下發至本班級家長端微信；家長端可進入公告界面查看重要公告，對應公告發布流程如圖6所示。

3 系統運行

本系統通過學生進出校門刷卡后得到學生的實時進出圖像與體溫數據由本地服務器終端上傳到云主機服務器調用微信公眾平臺API發送，家長就可通過微信公眾號平安短信提醒查看學生進出校情況，微信平臺通知消息如圖7所示。

基于UNIGUI控件設計的HTML5學校管理端具備管理學校學生、班級等各種信息的功能。學校管理員登錄賬號進入學校管理端，可通過人員管理界面對其下屬老師及學生信息進行增刪改查的數據操作；可進入公告管理界面向下屬老師及學生家長端發布重要公告，具體功能界面效果如圖8所示。老師登錄賬號進入班級管理端，通過人員管理界面對所管理班級學生進行信息管理，或者進入公告管理界面接收上級管理員發布的通知公告、向所管理班級學生家長端發布重要公告，功能模塊運行如圖9所示。家長可通過公告管理界面接收學校通知或向學校反饋相關建議內容。

4 總結

為解決家校通系統及集成式智慧校園管理系統所存在的不足[9]，本系統以微信公眾平臺為基礎進行開發，實現學生出入校狀態實時抓取，并通過微信公眾號匹配轉發至對應家長微信端，有利于家長、老師實時掌握學生回/離校情況，提高學生出入安全保障。經實驗表明，本系統能夠實現學生數據實時傳輸，在家長-學生-學校三方間搭建起溝通的橋梁，兼具實用簡單、運行成本低等顯著特征，有一定的經濟價值，可在廣大中小學校園內推廣應用。