智慧宿舍管理信息系统的设计与分析

李洋 胡茵茵 宣宏坤 黄春健 黄泽涛 王宗彤

摘 要：信息化时代，运用网络系统进行对宿舍信息的管理是行之有效的。大部分的宿舍管理系统是与商家进行购买的，在安全性的问题上存在很大的风险。文章研究的系统前端是由视图逻辑（View）和控制器逻辑（Controller）组成，视图逻辑负责页面的渲染和数据的显示，控制器逻辑负责对用户的请求和输入的数据处理、请求相应的路由和接口，获取数据。进一步加强了基础信息的维护、宿舍楼管理和宿舍日常管理。

关键词：高校宿舍;宿舍管理系统;安全性;扩展性;RBAC

0   引言

随着我国人口的增长，各大高校的学生也日益增多。学校宿舍信息的管理作为学校的一项日常工作，也正因为学生人数的增加使得宿舍信息的管理变得越来越繁杂。与此同时，计算机技术的飞速发展使得人们在管理信息方面变得更加容易、省时。因此必须要开发一个便于后期运营和足够安全的宿舍管理系统，使得宿舍管理更加高效化。

为了让宿舍成为一个惬意、安全和宁静的休息场所宿舍管理愈来愈重要。传统的宿舍管理主要是人工管理，依赖宿舍管理员在休息时间巡逻;对大声喧哗产生噪声的宿舍和人员进行提醒和警告，或者通过摄像头监控检查休息时间是否有人随意走动再到事发地点处理。这种管理方式的问题显而易见，宿舍楼数层众多，需要大量的人手;宿舍内噪声随时发生随时结束管理员难以确认位置;靠监控视频查看十分消耗管理员的精力。

随着高校后勤社会化和学分制改革的不断深入，高校教育、管理的组织形式和主要手段已发生新的变化，为此有部分学者对高校的管理模式展开了研究。孙孝文等[2]开发了能够在校园网络上使用的学生宿舍管理系统，这种模式适应了当前新的变化。杨凯明[2]提出使用二维码识别的宿舍管理系统，在门禁时间之后，计时器发送时间信号激活处理器的夜间模式。二维码是带来了一定的便利，但是系统过于单一，二维码仅用于出入宿舍。在此基础上，苏世钊等[3]公开了一种宿舍管理系统，包括主控制器、照明设备、窗帘设备、淋浴电器、空调设备、报警设备和远程控制设备。李昂等[4]在此基础上，开发了一款基于Android和SpringBoot的学生宿舍管理系统，将主控制器分别与照明设备、窗帘设备、淋浴电器、空调设备、报警设备和远程控制设备通信连接，方便宿舍管理人员随时查看宿舍环境，并当意外情况发生时，管理人员可以第一时间采取应对措施。通过参考前人的研究，笔者提出了前后端分离，兼顾系统自由扩展和安全性保障的宿舍管理系统设计方案。

在设计上，笔者充分考虑用户更深层次的需求，为系统提供更多自由扩展的空间，为系统的更新和升级提供了新的思路;在安全性上，研究了认证与会话管理的方案，并设法将其落地，杜绝用户身份的伪冒，为学生信息提供更加完善的保障。

1   系统的功能设计

本系统分为三大模块：学生模块、系统管理员模块和宿舍管理员模块。其中，学生模块实现对学生日常需求的保障和基本信息的查询;系统管理员模块实现对学生用户和宿舍管理员用户的管理，系统信息及用户申请的更新和处理;宿舍管理员模块实现对入住学生的情况统计和监督，如图1所示。

2.1  学生模块

（1）个人信息：学生向系统管理员发送查询请求，由系统管理员返回查询结果数据。学生可以查看自己所在的宿舍楼区域、宿舍楼号、宿舍号以及床位号。

（2）违纪情况：接收违纪情况通知，根据违纪情况记录在规定时间内到学校教务处接受处罚并更新违纪情况反馈给宿舍管理员。

（3）换宿申请：学生向系统提交换宿申请，系统自动向学校发送换宿申请信息并由学校进行处理并等待处理结果通知。

（4）维修申请：学生根据宿舍设施设备的损坏情况填写维修申请书并发送至系统管理员等待处理结果。

（5）宿舍缴费：向系统管理员发送查询请求。根据缴费清单信息，以宿舍为单位对上个月的水电费以及其他费用信息进行缴费。

2.2  系统管理员模块

（1）学生用户管理：系统管理员可以添加学生用户存于学生用户信息表中，并可对其进行修改或删除。接收并验证学生的查询请求，返回查询结果给学生。学生换宿申请审批成功后，系统管理员更新学生用户信息。

（2）宿舍管理员用户管理：系统管理员可以添加新的宿舍管理员用户存于宿舍管理员用户信息表中，并可对其进行修改、删除以及添加宿舍楼管理授权。接收并验证宿舍管理员的查询请求，返回查询结果给宿舍管理员。

（3）宿舍楼栋管理：根据统计报表情况，统计每栋宿舍楼的使用情况，更新每个宿舍每个床位的使用情况。

（4）缴费管理：接收并验证学生或宿舍管理员的查询请求，返回查询结果。每月初对每个宿舍水电使用情况进行统计计算，生成缴费清单发送给学生并存于缴费清单表中。缴费成功后移入已缴费表并向学生发送缴费成功通知。若学生宿舍3天无人缴费，发送催促缴费通知宿舍所在楼的宿舍管理员，若5天无人缴费，则对该宿舍进行断电处理。

（5）维修管理：接收维修申请并存入维修清单表中发送至后勤部等待处理，由后勤部返回处理结果并向学生发送维修成功通知，维修后移入已维修表。

2.3  宿舍管理員模块

（1）统计报表：宿舍管理员根据初始入住信息对每个宿舍的床位号的使用进行核对统计，并将统计结果发送给系统管理员。

（2）缴费信息查询：接收缴费催促通知后，向系统管理员发送查询请求，根据返回结果进行核实，核实后对欠费宿舍进行警告通知。

（3）个人信息：宿舍管理员向系统管理员发送查询请求，由系统管理员返回查询结果数据。宿舍管理员可以查询自己的注册信息，管理的宿舍楼号以及管理权限。

（4）学生信息查询：宿舍管理员向系统管理员发送查询请求，由系统管理员返回查询结果数据。宿舍管理员可以查看管理楼中每个入住学生的宿舍楼区域、宿舍楼号、宿舍号以及床位号。

（5）违纪信息处理：在宿舍管理区域内，宿舍管理员记录违纪学生的违纪情况并存于违纪信息表中，并将违纪情况发送通知给学生和教务处。收到学生已接受违纪处罚通知后，更新违纪情况。

3   系统的实现方案

3.1  前后端分离

在整体上，采用前后端分离的架构进行开发。前端由视图逻辑（View）和控制器逻辑（Controller）组成，视图逻辑负责页面的渲染和数据的显示，控制器逻辑负责对用户的请求和输入的数据处理、请求相应的路由和接口，获取数据。前端无须理会后端所采用的技术。后端由模型逻辑（Model）负责，对业务逻辑进行封装，提供数据接口给前端，实现数据的存放和取用，后端也无须理会前端的页面是如何渲染的。二者之间的交互由一个中间层的平台负责，该平台运行在服务器上，实现数据转发、服务的串接、逻辑控制、路由设计、页面渲染和体验优化。前后端解耦合，使前端的开发人员和后端的开发人员各司其职，需要更改页面只需前端开发人员专门处理，需要扩展接口只需要后端开发人员专门处理，提高工作效率，方便后期的系统改动和系统升级。

3.2  访问控制

访问控制是按用户身份及其所归属的某项定义组来限制用户对某些信息项的访问或限制对某些控制功能的使用的一种技术，实际上是建立用户与权限之间的对应关系，本文采用基于角色的访问控制（Role-Based Access Control，RBAC）。RBAC事先会在系统中定义不同的角色，不同的角色拥有不同的权限，系统的所有用户都会被分配到不同的角色中，一个用户可能拥有多个角色，角色之间有高低之分。在系统验证权限时，只需要验证用户所属的角色，然后就可以根据该角色所拥有的权限进行授权了。在配置权限时，使用最小权限原则和默认拒绝的策略。

4   系统规划及实现效果

4.1  不同的角色分配不同的权限

在系统的实际运营中，不同的角色将会被分配不同的权限，不同的权限依靠会话的凭证进行区分，高权限用户对于低权限的用户来说具有不可见性、不可预测性，并且在权限的划分上采取最小权限划分的原则，从而实现系统的水平权限管理和垂直权限管理。

4.2  业务流程

宿舍管理员先让学生进行信息登记并在系统中录入学生信息，宿舍管理员统计信息后报表。入住学生在入住之后有换宿申请的，可以在系统提出申请，系统管理员会根据情况进行审批，审批通过后申请人就可以进行换宿，同时系统也会同步更新最新的学生住宿情况。入住学生填写相关信息后登录，便可以在此系统中查询信息、报修换宿以及相关缴费等。宿舍管理员也可以在该系统中查询到学生的入住信息以便更好地管理入住学生。同时，该系统还有门禁设置，学生进出宿舍区都将需要刷门禁卡，提高学生的安全性，防止外来人员自由进出。

4.3  實现效果

本系统基于Python语言，MySQL数据库，在整体上采用前后端分离的方案，增强了系统的可扩展性，在业务上采用单点登录系统OpenID、增加session会话和token凭证，保障了系统的安全性，最终通过Djongo框架实现的效果图如2所示。其中图3是登录界面，图4是学生用户界面，图5是系统管理员界面，图6是宿舍管理员界面。

5   结语

本文首先介绍了国内高校宿舍管理的现况，提出宿舍管理系统设计的重要性，并且在国内宿舍管理系统信息化发展的基础之上进一步研究智慧型的宿舍应用，实现高效的智慧宿舍管理，为高校宿舍人员的流动管理和安全保障带来一种可行性方案。

本文在前端与后端分离的情况下，对系统的主要功能模块进行深入的研究和设计实现，业务逻辑由前端的功能模块负责。前端的所有请求对于后端来说则是透明的，后端负责处理前端的请求，数据在中间件中传递，这一过程采纳基于角色的访问控制和基于凭证与令牌的认证和会话管理，使用OpenID技术，充分发挥SessionID和Token的优势，二者互为补充，贯穿于整个系统。系统按实际应用划分了学生用户、系统管理员和宿舍管理员三大主要模块，各模块下再按照实际需求分配不同的功能模块。

在此系统中，以信息技术为支撑的智慧宿舍管理替代了传统的宿舍管理，并在无意识间建立学生、宿舍管理员和系统管理员之间层级管理关系，实现智慧型宿舍管理的信息化、自动化，坚持以人为本的理念，发展了宿舍服务体系和宿舍管理的体系。

[参考文献]

[1]孙孝文.学生宿舍管理系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2008.

[2]苏世钊，刘文武.宿舍管理系统：CN206946219U[P].2018-01-30.

[3]杨铠鸣.使用二维码识别的宿舍管理系统：CN107730695A[P].2018-02-23.

[4]李昂.基于Android和SpringBoot的高校宿舍管理系统设计[J].铜陵职业技术学院学报，2019（1）：81-84.

[5]贾树刚.学生宿舍管理系统的设计与实现[J].辽宁师专学报（自然科学版），2019（4）：44-46，100.

[6]阮彩钰.高校学生宿舍管理模式探索与讨论[J].决策探索，2018（10）：22.

[7]刘伟.试论如何构建和创新高等院校大学生宿舍管理模式[J].中国培训，2017（2）：53-54.

[8]肖翔宇.关于学生宿舍管理模式创新的思考[J].统计与管理，2017（8）：187-188.

（编辑 姚 鑫）