基于iBeacon及二维码技术的会议活动一体化管理系统的设计与实现

廖宁 黄锦捷

摘  要：本文针对各高校组织的会议活动采用人工签到方式存在的低效率、代签到、易出错等问题，提出了智慧校园会议活动一体化管理系统设计方案。该方案采用J2EE轻量级微服务架构进行软件框架设计，实现了各种会议、活动的在线申请、审核、预报名、签到考勤、统计分析的全流程、一体化管理功能，其中基于iBeacon、动态二维码技术及微信实现了多种方式的签到考勤功能。应用结果表明，该系统大大提高了学校会议活动管理工作效率，并减少了师生签到时的排队时间，提升了师生智慧校园获得感。

关键词：智慧校园;微服务架构;iBeacon;二维码;微信;签到考勤

中图分类号：TP311.1      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）14-0057-03

Design and Implementation of Integrated Conference Management System Based on

iBeacon and Two-Dimensional Code Technology

LIAO Ning，HUANG Jinjie

（School of Electronic and Information Engineering，Heyuan Polytechnic，Heyuan  517000，China）

Abstract：Aiming at the problems of low efficiency，proxy check-in and error-prone when the conference activities organized by colleges and universities adopt manual check-in mode，this paper puts forward the design scheme of integrated management system for conference activities on intelligent campus. The scheme uses J2EE lightweight micro-service architecture to design the software framework，realizes the whole process and integrated management functions of online application，auditing，forecasting name，check-in attendance，statistical analysis of various meetings and activities，and realizes the check-in and attendance functions in various ways based on iBeacon，dynamic two-dimensional code technology and WeChat. The application results show that the system greatly improves the management efficiency of school conference activities，reduces the queuing time when teachers and students sign in，and improves the sense of acquisition of teachers and students’wisdom campus.

Keywords：intelligent campus;microservice architecture;iBeacon;two-dimensional code;WeChat;check-in attendance

0  引  言

在各高校學生学习生活中，除了课堂教学活动外，还有大量丰富多彩的各类课外活动，如创新学分活动、第二课堂活动、社团活动、志愿者活动及各类会议等。这些活动普遍都存在活动参与人员多、组织工作繁重的特点，且很多都有签到考勤的需求。传统的会议、活动签到大都采用人工纸质签到的方式，由于参加的活动人数众多，签到方式落后（学生排队手动签到），签到效率非常低，且大大增加了活动组织者的工作量。因此，如何减轻会议/活动组织者的工作量？如何提高师生参加活动时的签到效率及准确性？如何尽量避免学生替别人签到？这些都是智慧校园建设所面临的亟待解决的问题。为解决这些问题，本文提出了一个基于微信、iBeacon及二维码技术的高校会议活动一体化系统的设计及实现方案。

1  系统关键技术分析

1.1  J2EE轻量级微服务架构

近年来，J2EE开发主流已渐渐从单体应用开发转向微服务应用开发，微服务就是将单一应用程序开发为一组小型服务的方法，每个服务运行在自己的进程中，服务间采用轻量级通信机制（通常为HTTP方式）。各个服务可以使用不同的语言进行开发，使用不同的数据存储技术[1]。本系统采用Spring Boot微服务架构，Spring Boot是由Pivotal团队提供的全新框架，使用该框架可以简化传统Spring应用的搭建以及开发过程，其具有配置少、开箱即用、轻量级等优点，是微服务体系构建中必不可少的技术之一[2]。在Srping Boot基础上系统还整合了主流的J2EE轻量级框架组合，主要包括：Spring、SpringMVC、MyBatis、FreeMarker、jquery，以及开源的前端JS框架H-UI。

1.2  微信企业号及其接口开发

微信企业号是微信为企业客户提供的移动服务，旨在提供企业移动应用入口[3]。目前微信企业号已经作为企业微信的微工作台，用户无须另外下载安装手机APP，直接可以方便地从微信中进入微信企业号。微信企业号提供了开发者接口，本系统主要封装调用了OAuth身份认证接口、微信JS-SDK接口以及摇一摇周边接口[4]。通过封装调用这些接口，师生可方便地在微信中进行摇一摇签到以及学校官方企业号中进行扫描二维码签到。

1.3  iBeacon技术

iBeacon是苹果公司在iOS7上配备的新功能，可以让附近的手持电子设备检测到一个由一个iBeacon信号发射器发出的蓝牙信号。它采用了基于蓝牙4.0的低功耗蓝牙技术（Bluetooth Low Energy，BLE），主要是用作辅助室内定位的功能[5]。目前市场上有不少iBeacon设备，且成本较低，这些设备耗电量也非常低，一般均可使用3年—5年才需更换电池。且微信企业号提供的摇一摇周边接口可以方便地连通企业号与iBeacon设备。

1.4  二维码技术

二维条码（Two-Dimensional Barcode）是用某种特定的几何图形按一定规律，在二维方向上分布的不同色块相间的图形记录数据符号信息的一种技术方式[6]。本系统二维码签到模块中，采用QR Code来生成含有加密信息以及10秒动态变化一次的二维码图像。QR Code 是1994年由日本Denso公司研制的一种矩阵式二维条码，是一个由多个正方形模块组成的正方形阵列。

2  系统分析与设计

2.1  整体架构设计

会议活动一体化管理系统整体架构图如图1所示。

（1）数据持久层：数据持久层主要负责会议活动系统相关数据的持久化存储，其中系统数据库通过Oracl odi中间件保持和学校大数据中心之间的相关共享数据的实时同步。而系统数据库的持久化存储主要通过Mybatis ORM实现。（2）业务层：该层主要包括会议活动管理应用、签到应用、报表应用、企业号对接应用这几个核心业务逻辑模块，这些应用模块可能由不同代码实现，在微服务架构下，这些模块可灵活部署发布。各应用相互将通过Services API对接，并交于SpringMVC统一请求调用及相互交互，请求结果通过Freemarker模版引擎进行封装。另外通过Quartz实现定时批处理任调度，该层还提供统一的事务、日志及安全管理服务。（3）控制層：主要过Sping Boot统一管理业务层各业务模块的热插拔进行部署及服务发布，并简化各业务模块的配置文件。（4）表示层：该层主要负责将业务层经由控制层响应回来的数据进行展示，包括HML5、XML及JSON形式，系统采用国内开源的JS前端框架：H-UI进行页面展示。

2.2  功能结构设计

根据会议活动一体化管理系统的实际需求，对系统进行了功能结构设计，系统各功能模块说明如下：（1）会议活动管理模块：包括会议活动申请、会议活动审核、会议活动报名、场地维护、学年学期设置、签到设备管理、活动签到设置，以及活动签到名单查看导出等功能。（2）活动中心管理模块：包括活动详情、在线报名、签到墙展示、我参加的活动、我管理的活动等功能。（3）系统管理模块：包括公告通知发布、模块管理、角色管理、类型历、用户管理、部门管理、日志管理等功能。（4）接口管理模块：包括企业号对接、公众号对接、小程序对接、基础数据同步以及签到名单同步等功能。

2.3  各种签到方式对比分析

系统设计了3种签到方式，学校会议活动组织者可以根据实际情况选择合适的考勤方式，也可以设置多种签到方式，形成组合模式。这3种签到方式对比分析如下：（1）微信摇一摇签到方式说明。用户只需打开手机蓝牙及GPS，然后通过微信摇一摇即可签到。可以精确定位，只有在会议现场设定20米—100米内才能摇一摇签到成功。现场只要携带1～2个iBeacon设备，无须网络、电源支持，也不需要带管理电脑及投影设备等。但有少部分用户手机不支持蓝牙4.0以上协议，可能无法识别摇一摇设备。并且iBeacon设备有一定成本，是易耗品，一般1年—3年内必须要更换电池，有一定维护成本。（2）扫描活动二维码签到方式说明。不需要另外购买终端设备，成本较低。只要用一台电脑在大屏中投影本次活动的动态二维码即可。活动二维码动态10秒变化一次，比静态二维码更安全。需要会议活动现场准备好管理电脑以及投影设备等。部分参加活动人员的手机摄像头由于像素等原因，导致识别大屏二维码较难。（3）扫描个人专属二维码签到方式说明。由考勤管理员手机扫描或者考勤设备自动扫描个人专属二维码，基本可以避免代签到以及没来现场也能签到的现象。但需要考勤管理员在活动现场入口处扫描，人多的时候仍然会有排队现象。

3  系统关键功能实现

由于篇幅有限，本文以系统最关键的活动签到功能为例介绍了在系统中师生方便地通过微信摇一摇签到以及扫描动态二维码签到的实现过程。

3.1  微信摇一摇签到功能实现

（1）微信摇一摇配置及准备工作。如果学校已经有已认证的公众号或企业号，可以直接在微信公众平台申请开通摇一摇周边权限。开通权限后进入摇一摇周边的设备管理，新增所需的设备记录，并将设备详情中的UUID、Major、Minor这几个信息配置到购买的iBeacon设备中。然后在摇一摇周边的页面管理中新建自定义页面，将页面的主标题、副标题及图标上传，并将该页面跳转的URL设置为活动签到请求URL链接，最后还要在会议活动一体化管理系统中的签到设备管理模块中，维护好这些设备的UUID等信息。（2）微信摇一摇签到算法流程。用户到活动现场后将手机蓝牙及GPS开启后，打开微信摇一摇看到有周边后再摇手机即可跳出活动签到请求的URL页面链接。用户点击该链接后，摇一摇签到算法流程如图2所示。首先获取到微信传过来的ticket参数，调用微信公众号或企业号提供的微信摇一摇周边接口getshareinfo，获取到USERID、UUID等信息。然后根据返回的USERID的值查找签到人员是否已关注企业号或公众号，如果未关注则跳转到公众号二维码展示页面，需用户扫描关注成功后才能再次摇一摇签到。接着根据微信返回的UUID等信息，查找设备存放地点，再查找系统中当前时间该地点是否有会议活动信息，如果没有则提示“对不起，目前没有需要签到的会议活动”;如果有则判断当前时间是否在签到会签退时间范围内，如果是则再判断用户是否重复签到或签退，如果没重复才保存签到或签退信息并返回提醒信息给用户。

3.2  扫描动态二维码签到功能实现

（1）动态二维码生成实现。传统的二维码是静态不变的，活动可以将二维码打印出来贴在活动现场供用户扫描签到，非常方便，但存在容易签到作弊的问题。如学生将该二维码拍照后发给未到活动现场的同学，也一样可以扫描签到。因此本系统为每个活动生成的都是动态二维码，该二维码可以灵活设置变化时间间隔，过了时间间隔旧的二维码就失效了，这样就可以有效避免学生远程扫描二维码作弊的问题。本系统的二维码生成采用了谷歌的开源二维码生成工具包Google.zxing。而动态二维码的机制则是将带加密信息的参数转换为动态二维码。该參数由用户ID、生成二维码的时间戳、加密验证参数以及活动ID。其中加密验证参数机制为：当前用户ID+生成二维码时间戳进行SHA1加密。用户在扫描动态二维码时，会将该参数传递到后台，后台根据加密验证参数进行验证是否为合法二维码，这样可以有效避免二维码被仿照生成的问题。（2）扫描二维码签到步骤说明。首先调用微信的jssdk的微信扫一扫接口，识别二维码加密参数信息并获取地理位置信息;并将二维码加密参数及地理位置信息作为参数发送请求到后台;后台获取到二维码加密参数后进行加密验证，判断该二维码是否合法且在有效时间范围内，如果不合法则返回提示。再将地理位置信息和会议活动地点的地理位置进行距离计算，将与活动地点的距离保存起来;接着根据二维码加密参数中的活动ID查询本次要签到的活动信息，判断签到/签退时间是否在活动规定的时间范围内，如果在时间范围内，最后判断是否已经有重复签到或签退记录，没有重复才将本次签到/签退相关信息记录到数据库中。

4  结  论

本文提出的智慧校园会议活动一体化管理系统，是基于微信、iBeacon、二维码技术及微服务架构实现的。该系统实现了各种会议、活动的在线申请、审核、预报名、签到考勤、统计分析的全流程、一体化管理功能，该系统已于2018年7月正式上线使用，目前学校的创新学分相关的科研讲座活动采用了系统提供的摇一摇签到和扫描动态二维码结合的方式进行签到。应用结果表明，该系统大大提高了学校会议活动管理工作效率、减少了师生签到时的排队时间，并一定程度上解决了签到作弊的问题，受到广大师生的普遍好评，提升了师生智慧校园获得感。

参考文献：

[1] 李春阳，刘迪，崔蔚，等.基于微服务架构的统一应用开发平台 [J].计算机系统应用，2017，26（4）：43-48.

[2] 张雷，王悦.基于SpringBoot微服务架构下的MVC模型研究 [J].安徽电子信息职业技术学院学报，2018，17（4）：1-9.

[3] 于长虹，王运武，马武. 智慧校园的智慧性设计研究 [J].中国电化教育，2014（9）：7-12.

[4] 腾讯.WeChat [EB/OL].http：//qydev.weixin.qq.com/wiki/，2016-12-19.

[5] 郭瑞香.基于ibeacon技术移动终端点名平台研究设计 [J].黄山学院学报，2018，20（5）：27-30.

[6] 尚泽宇.动态二维码签到系统设计与实现研究 [J].福建电脑，2018，34（3）：152-153.

作者简介：廖宁（1983-），男，汉族，广东梅州人，硕士，高级工程师，研究方向：教育信息化、智慧校园建设。