基于微信公众平台的校园智能门禁系统设计

胡金铭 郑纯敏 郭仲明 黎泽龙 莫长江

关键词：门禁系统；学生出入安全保障；家校沟通；微信公众号平台；实时传输

0 引言

目前占据校园门禁市场份额较大的系统主要分两类：一种是三大运营商主推的家校通系统[1-2]，该类系统主要依赖于三大运营商的技术平台实现，不同运营商间的设备及技术兼容性低且存在诱导隐性消费，首先要购买对应运营商的通讯卡才可使用其系统，其次每月需要缴纳系统使用月租费，并存在不同程度的隐性消费等，用户使用成本较高，而且随着微信、钉钉等免费通讯方式的冲击，使得其在应用过程中容易爆发家校沟通矛盾[3]。另一种系统是以海康、大华等设备制造厂家为代表生产的集成式智慧校园管理系统[4-5]，该类系统具有强大的数据存储及分析能力、系统功能高度集成、数字化运营等特点，可实现校园数字化转型。但同时此类设备的功能实现需要强大的算力支撑与具备相关专业知识的人员进行管理维护[6-7]，存在建设成本高、操作复杂、功能冗余等弊端。因目前许多地区中小学门禁系统前端管理者主要由安保人员组成，对于此类设备的操作学习适应能力较低，使得使用系统的成本较高。

为解决上述系统存在的问题，基于免费的微信平台作为交互桥梁，研制了一款有效部署在中小学校园门禁的系统。本系统不存在用户端收费问题，无须家长、老师端付费使用，能有效规避因校讯通费用问题带来的沟通矛盾冲突。此外，系统具有较好的接入兼容性、实用性与高效交互性。

1 总体框架

本系统由前端与平台端两部分组成，总体框架设计如图1所示。系统前端设计终端程序，连接RFID读写器进行学生刷卡识别，实时触发网络摄像机抓拍学生进出校照片，同时测温模块采集体温数据，通过本地服务器终端进行学生数据整合处理，通过网络与中间件通信，最后与云服务器通讯后存入数据库并将学生信息进行匹配，通过中间件与微信平台通信，调用微信平台API接口，发送至对应家长微信后，家长可以通过微信公众号打开平安短信查看学生进出校照片与体温情况。

2 系统功能模块设计

2.1 门禁管理模块设计

当前对于学校这类的高密度人群场所而言，及时准确掌握学生的身体状况，特别是体温的数据，是不容忽视的重要功能需求，故本系统设计时增加了检测刷卡用户体温的功能。学生在进出校园刷卡时，RFID 读写器将获取到的卡号信息及测温模块监测到的学生体温数据传输至本地服务器终端，本地服务器终端与主机通讯后将是否放行的结果发送给RFID读写器，由RFID读写器将放行结果转换为开关量数据发送到开关量执行机构，由门禁控制器控制执行装置工作，如闸机、电磁锁等，进而控制学生通行，门禁设备控制接线如图2所示。

为防止系统本地终端机门禁端程序在数据高峰期出现数据阻塞问题，进而导致系统崩溃，采用Del? phi开发多线程并发方式进行数据发送，提升CPU利用率，提高发送效率与人机界面程序反应速度。

其中，建立刷卡模块与摄像机联动设计如图3所示，刷卡触发摄像机抓拍学生实时状态关键程序如下：

2.2 平安短信模块设计

家长可通过微信公众号端点击“平安短信”界面对自家孩子进出校情况进行查询、阅览，以确保学生安全、准时到/离校，具体设计流程如图4所示。此外，为节约带宽建设投入，本系统采用静态图片上传的方式实现该功能。

不同于传统校讯通系统，本系统设计了一层学生身份识别保障，避免学生卡遗失后出现盗刷、冒刷等现象，进而在一定程度上提高了学生出入安全保障。此外，系统不收集学生人脸数据、指纹数据等私密信息，从源头上杜绝了信息泄密的风险，提高了人体重要生物特征信息安全。

2.3 公告管理模块设计

目前家校沟通的主要方式為QQ、微信等免费群聊社交软件[8]，但依然存在一定的问题，即当群聊消息过多时，重要的公告通知容易被大量无用信息冲刷，进而造成信息漏读、错读等问题，也有部分家长因群聊消息烦扰而直接将其关闭的情况。本系统开发了公告管理模块，为寻求家校沟通平衡，不同于传统群聊方式，该模块可通过公告界面发布重要公告，不必担心公告被大量无用信息刷屏。

本模块各类用户权限设计如图5所示，学校端可通过该模块向下属班级、学生家长端发布重要公告；班级端可通过该模块接收上级公告，同时还可将重要公告下发至本班级家长端微信；家长端可进入公告界面查看重要公告，对应公告发布流程如图6所示。

3 系统运行

本系统通过学生进出校门刷卡后得到学生的实时进出图像与体温数据由本地服务器终端上传到云主机服务器调用微信公众平台API发送，家长就可通过微信公众号平安短信提醒查看学生进出校情况，微信平台通知消息如图7所示。

基于UNIGUI控件设计的HTML5学校管理端具备管理学校学生、班级等各种信息的功能。学校管理员登录账号进入学校管理端，可通过人员管理界面对其下属老师及学生信息进行增删改查的数据操作；可进入公告管理界面向下属老师及学生家长端发布重要公告，具体功能界面效果如图8所示。老师登录账号进入班级管理端，通过人员管理界面对所管理班级学生进行信息管理，或者进入公告管理界面接收上级管理员发布的通知公告、向所管理班级学生家长端发布重要公告，功能模块运行如图9所示。家长可通过公告管理界面接收学校通知或向学校反馈相关建议内容。

4 总结

为解决家校通系统及集成式智慧校园管理系统所存在的不足[9]，本系统以微信公众平台为基础进行开发，实现学生出入校状态实时抓取，并通过微信公众号匹配转发至对应家长微信端，有利于家长、老师实时掌握学生回/离校情况，提高学生出入安全保障。经实验表明，本系统能够实现学生数据实时传输，在家长-学生-学校三方间搭建起沟通的桥梁，兼具实用简单、运行成本低等显著特征，有一定的经济价值，可在广大中小学校园内推广应用。