張寶飛

（南京市電化教育館，江蘇 南京 210029）

基于微信企業(yè)號的南京教育政務信息平臺設計與實現(xiàn)

張寶飛

（南京市電化教育館，江蘇 南京 210029）

長期以來，很多教育信息管理系統(tǒng)沒有建立共建共享機制，形成了大量數(shù)據(jù)孤島，造成用戶使用極不方便。針對如何有效實現(xiàn)教育應用系統(tǒng)的共建共享,提出一種基于微信企業(yè)號的教育政務信息平臺，詳述了其需求分析、系統(tǒng)整體架構(gòu)、功能模塊的設計與實現(xiàn)方法，通過與微信企業(yè)號開放平臺對接，實現(xiàn)了用戶數(shù)據(jù)同步、信息推送、微應用整合，教師只需關注企業(yè)號就可以方便的使用這些應用。實踐表明,所提出的信息平臺可以有效整合、集成已有信息系統(tǒng)，提升用戶應用體驗，提高教育信息化管理的水平。

計算機應用技術；微信企業(yè)號；教育信息化；統(tǒng)一身份認證；開放平臺；智慧校園

0 引言

隨著云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術飛速發(fā)展，我們的社會生活正在邁向“智慧”和“共享”的時代。信息技術的快速發(fā)展改變著人們的生活方式，同時也在轉(zhuǎn)變著各行各業(yè)的工作模式，當然，信息技術的創(chuàng)新也在推動著教育信息化的發(fā)展。隨著應用的不斷深入，原來粗放的建設模式已經(jīng)不能適應當前的需求，其面臨的主要問題有：基礎信息無法共享；數(shù)據(jù)維護重復繁瑣；功能模塊重復建設；用戶使用體驗不好；各平臺的數(shù)據(jù)也難以保持一致。這就需要教育信息化應用也要逐漸向移動端延伸，統(tǒng)一平臺入口，滿足中小學教師隨時隨地互動交流、信息傳遞與平臺應用。南京教育政務信息平臺借助當前應用廣泛的微信企業(yè)號構(gòu)建全市的微應用門戶，其不僅是全市教育系統(tǒng)內(nèi)部信息交流的平臺，還會根據(jù)各部門的需求開發(fā)出眾多教育類應用，以智慧教育引領教育信息化創(chuàng)新發(fā)展[1]，實現(xiàn)“整合、集成已有信息系統(tǒng)，提升用戶應用體驗，提升教育業(yè)務管理、決策支持、監(jiān)測評價和公共服務水平”的目標。

微信企業(yè)號[2-9]有完善的管理機制，用戶不需要再輸入賬號密碼，就可以訪問到系統(tǒng)，系統(tǒng)也能識別到用戶的身份，適用于緊密關系的組織，還支持應用定制，這可以幫助企業(yè)降低管理成本，很適合政務平臺使用。所有企業(yè)號用戶訪問政務信息平臺微應用時的步驟如圖1所示，用戶訪問本平臺應用，本平臺首先會到微信開放平臺進行身份驗證，根據(jù)獲得的身份在政務信息平臺進行鑒權，鑒權通過的提供應用服務。

圖1 企業(yè)號用戶請求流程圖Fig.1 WeChat enterprise user request flow chart

南京教育政務信息平臺選擇基于微信企業(yè)號的平臺架構(gòu)，信息接收端的用戶不需要在手機端再下載任何應用，而只需關注“南京教育政務”微信企業(yè)號就可以使用各項功能，相較于基于其它平臺或自己開發(fā)APP，騰訊微信企業(yè)號平臺提供了非常良好的基礎功能和架構(gòu)，可以節(jié)省大量的開發(fā)時間和平臺維護成本，面向用戶提供更加良好的使用體驗?！澳暇┙逃铡逼髽I(yè)號目前具備10萬用戶的容量，滿足南京市范圍內(nèi)中小學教師的使用。

1 系統(tǒng)需求分析

本系統(tǒng)是由市教育信息中心統(tǒng)一建設，對全市教師提供服務，市級提供基礎服務功能，區(qū)和學?？梢园葱瓒ㄖ乒δ苣K。為了滿足個性化定制的使用需求，本系統(tǒng)在業(yè)務工作流程、系統(tǒng)功能模塊設計上考慮了多級管理機制，以增強系統(tǒng)的適應性和擴展性。

1.1 統(tǒng)一信息發(fā)布

市、區(qū)、校三級教育管理機構(gòu)可以在范圍內(nèi)給教師發(fā)送通知公告、教育新聞，解決教師需要登錄各級教育管理部門的網(wǎng)站才能獲取信息的麻煩，為教育信息的匯聚提供一站式的解決方案。

1.2 統(tǒng)一消息推送[10]

用戶可以通過平臺，根據(jù)不同的權限，在其權限確定的范圍內(nèi)能給其他人發(fā)送即時消息，比如會議通知、培訓通知、活動通知等，消息類型更加豐富，可以是文本、圖文、語音、視頻甚至是文件。

1.3 平臺提供分級管理

首先提供三級管理權限，包括市級管理、區(qū)縣管理、學校管理。不同權限的管理者可以分權限管理用戶、應用模塊及業(yè)務數(shù)據(jù)。市級管理員主要管理系統(tǒng)平臺、基礎應用以及應用接入的授權。區(qū)級管理員主要負責區(qū)級應用和學校的管理。學校管理員主要負責學校應用的使用和教師數(shù)據(jù)管理。

1.4 多終端支持

管理功能主要在 PC端實現(xiàn)，用戶功能提供移動端和PC端使用，審批功能提供PC及手機端兩種實現(xiàn)方式，消息提醒主要通過微信接收，沒有使用微信的用戶會使用短信進行補充提醒。

1.5 基礎服務功能

根據(jù)教學管理的需要，為全市提供一批基礎服務功能，包括：用戶群組、通知發(fā)布、調(diào)查問卷、活動報名等。

1.6 開放平臺[11]

將其作為統(tǒng)一消息平臺，通過調(diào)用接口，將各應用系統(tǒng)的各類通知、提醒、待辦等信息推送到用戶的移動終端，提升各應用的使用體驗。將其作為各類應用的移動端入口，用戶可以通過自己的智能設備，直接訪問各類應用。

2 系統(tǒng)總體框架設計

傳統(tǒng)的系統(tǒng)建設時都要配備大量的硬件設備進行支撐，包括服務器、網(wǎng)絡設備、安全設備等，建成之后還需要花費大量的人力、物力進行維護，而且系統(tǒng)的可擴展性比較差，不能有效利用已有資源。而現(xiàn)在，南京教育擁有自己的云數(shù)據(jù)中心，整體采用虛擬化技術，云基礎設施方案采用兩級架構(gòu)，第一級為市級云基礎設施平臺，第二級為區(qū)級云基礎設施平臺，統(tǒng)一對外提供計算、存儲、網(wǎng)絡能力，方便業(yè)務應用靈活部署和管理。教育信息化專家組針對本平臺建設方案進行了充分討論，整個系統(tǒng)由南京教育云數(shù)據(jù)中心提供運行環(huán)境，可以有效節(jié)約教育信息化硬件資金與人力投入，同時系統(tǒng)對各區(qū)提供差異化建設，補充區(qū)域特色應用，實現(xiàn)與各平臺的互聯(lián)互通。

2.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

依托于南京教育云數(shù)據(jù)中心，南京教育政務信息平臺可以靈活的橫向擴展而不需要重新架構(gòu)，能讓我們快速的構(gòu)建出從幾萬用戶到百萬用戶的高并發(fā)穩(wěn)定可靠的應用系統(tǒng)，系統(tǒng)的硬件架構(gòu)如圖2所示。通過雙機熱備的F5 BigIP 3900 實現(xiàn)WEB服務和應用服務的負載均衡，TippingPoint 600E入侵防御，H3C SecBlade 實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)隔離和安全防護。

圖2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)Fig.2 System hardware architecture

2.2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

根據(jù)需求，服務端采用JAVA語言，基于J2EE分布式計算技術[12-17]進行開發(fā)，微信端使用HTML5技術實現(xiàn)，整體軟件架構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)Fig.3 System software architecture

表現(xiàn)層主要是網(wǎng)站門戶、微應用門戶、基礎功能模塊、管理功能模塊、拓展功能模塊和應用接入管理模塊。網(wǎng)站門戶是提供用戶在電腦端操作，可以使用更多的交互功能。微應用門戶是微信企業(yè)號的定制應用，是移動端的統(tǒng)一訪問入口。應用接入管理模塊主要提供內(nèi)部應用插件和第三方應用的接入管理和用戶授權，可以按照各區(qū)的需求設置某項應用是否使用，并配置不同的應用參數(shù)。

應用層包括用戶認證模塊、權限管理模塊、消息推送模塊、用戶數(shù)據(jù)同步模塊。用戶認證模塊主要負責通過微信企業(yè)號 OAuth 接口進行用戶認證。權限管理模塊負責用戶角色的管理。用戶數(shù)據(jù)同步模塊負責與統(tǒng)一認證平臺和微信開放平臺實時同步用戶基礎數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)層使用文件存儲服務器對圖片、視頻、文件的上傳下載提供集中管理，支持圖片的縮放功能和預覽功能，文件資源可以通過F5設備負載均衡和CDN加速。數(shù)據(jù)庫服務器使用免費開源的Mysql，通過數(shù)據(jù)庫讀寫分離和數(shù)據(jù)庫分庫分表技術，提高數(shù)據(jù)庫性能，和查詢效率，并采用redis緩存技術[18]，實現(xiàn)高并發(fā)讀取，減少數(shù)據(jù)庫穿透。

3 平臺功能實現(xiàn)

南京教育政務信息平臺不僅是微信企業(yè)號應用平臺，也提供了 WEB管理界面，在電腦上同樣可以使用，目前該平臺除實現(xiàn)了系統(tǒng)功能模塊和消息推送、通知公告、問卷調(diào)查、活動管理、工作日程等基本功能模塊供全市使用外，還基于本平臺開發(fā)了視頻直播、教師發(fā)展、研訓活動、隨班就讀、傳染病上報、彈性離校等其它模塊，如圖4所示。

圖4 功能實現(xiàn)Fig.4 Function implementation

該平臺使用分級管理方式，基本功能模塊對全市范圍使用，拓展功能模塊由區(qū)、校選擇使用，以滿足個性化應用需求，發(fā)展區(qū)域特色。

3.1 系統(tǒng)功能模塊

后臺管理主要通過WEB界面操作（如圖5所示），進行用戶同步、系統(tǒng)設置、第三方接入管理等。

（1）用戶同步

由于本系統(tǒng)與市基礎數(shù)據(jù)庫和微信開放平臺都要進行用戶數(shù)據(jù)對接，用戶同步過程包含兩個部分：（1）從市基礎數(shù)據(jù)庫向本系統(tǒng)同步。首先要將單位信息維護到系統(tǒng)中，完成用戶組織架構(gòu)的初始化操作，再按照組織架構(gòu)同步教師數(shù)據(jù)到本系統(tǒng)，并進行分層權限管理，為每個單位指定至少一個分級管理員。（2）從本系統(tǒng)向微信開放平臺同步。通過微信開放平臺接口將用戶數(shù)據(jù)按照組織結(jié)構(gòu)分級同步到企業(yè)號的通訊錄中。

圖5 后臺管理Fig.5 Background management

（2）系統(tǒng)設置

系統(tǒng)管理模塊主要面向各層級的管理人員，分級管理員可以針對管轄范圍內(nèi)的用戶組織架構(gòu)和用戶基礎數(shù)據(jù)進行管理，系統(tǒng)管理員可設置角色的權限、學校的分級管理員以及應用模塊的參數(shù)等。

（3）第三方接入管理

作為微應用門戶，提供身份認證接口，第三方的業(yè)務系統(tǒng)使用 APPID 和 Key 作為憑據(jù)來完成與本平臺的系統(tǒng)認證和對接工作，當用戶點擊應用系統(tǒng)的鏈接時，政務平臺會向該 URL 傳遞三個參數(shù)，分別為 LoginName、Secret、Timestamp，驗證流程如圖6所示。同時作為一個消息推送平臺，我們允許第三方的業(yè)務系統(tǒng)通過接口將自己業(yè)務系統(tǒng)中的消息通過本平臺推送給用戶。

圖6 身份認證接口驗證流程Fig.6 Authentication interface authentication process

3.2 基礎功能模塊

系統(tǒng)作為全市的信息服務平臺，提供部分共性的基礎功能模塊：通知公告、消息推送、問卷調(diào)查、活動管理、工作日程和資源預約等，如圖7所示。

圖7 基礎功能模塊Fig.7 Basic function module

（1）通知公告

按照分級管理的原則發(fā)送通知公告，系統(tǒng)會根據(jù)當前用戶的權限范圍進行權限過濾，發(fā)送范圍只能在當前用戶可發(fā)送范圍中進行選擇，選擇發(fā)送對象可以通過屬性篩選，也可以選擇個人、組織、自行建立群組。比如區(qū)教育局領導可以選擇本區(qū)的校長、教師，學科教研員可以選擇本學科的教師，年級組組長可以選擇本組的教師。針對需要審核的消息，會發(fā)送一條審核提醒到審核人的手機微信上，消息狀態(tài)顯示為待審核狀態(tài)。通知公告發(fā)送后，平臺會自動統(tǒng)計閱讀情況、回執(zhí)及回復。

（2）消息推送

南京教育公共服務平臺已經(jīng)建立了各種各樣的應用，如教師教研協(xié)作平臺、教學資源平臺、教師和學生的網(wǎng)絡學習空間、競賽評比平臺等，即將開發(fā)完成教師專業(yè)發(fā)展信息平臺。將這些應用系統(tǒng)與南京教育政務信息平臺整合，就能把各應用系統(tǒng)的各類通知、提醒、待辦等信息及時推送到用戶的移動終端，為教師的學習和工作提供更大的便利。

（3）問卷調(diào)查

教師可以根據(jù)活動要求創(chuàng)建問卷調(diào)查，設定定時開始、結(jié)束時間，結(jié)束后可查看調(diào)查結(jié)果。問卷調(diào)查支持文字單多選、圖文單多選，并支持主觀題類問卷。

（4）活動管理

為教研活動和培訓提供信息化管理，主要包括：活動通知、在線報名、微信簽到、活動資料發(fā)放、互動、活動評測調(diào)查等模塊，活動管理員可以根據(jù)需要添加需要的模塊。

（5）工作日程

可以根據(jù)用戶的權限發(fā)布個人、本部門和本單位工作安排，并共享這些日程，大家可以非常方便的查看到本部門和本單位的相關日程安排。

（6）資源預約

可以維護本單位的教室、會議室及其他公共使用的資源，用戶可以實時查看各資源可用狀態(tài)并根據(jù)自己需要預訂資源。

4 實驗及結(jié)果分析

以上所介紹的架構(gòu)設計和功能設計，在項目中進行了實施，并獲得了良好的效果。

4.1 跨平臺測試結(jié)果

本平臺移動端使用蘋果iPhone 6s和華為榮耀8兩種系統(tǒng)的手機，整體頁面效果相同，并且同微信原生視覺體驗比較一致。使用證明，基于微信進行開發(fā)，并采用由微信官方為微信 Web 開發(fā)量身設計的WEUI樣式庫，能很好的實現(xiàn)跨平臺的需求，而且不同的終端上展現(xiàn)的效果也能保持一致，降低了開發(fā)成本。

4.2 用戶同步測試結(jié)果

平臺上線后，對全市的組織機構(gòu)和用戶數(shù)據(jù)進行了同步，用戶數(shù)據(jù)的同步成功率達99%，其失敗部分的主要原因是微信企業(yè)號通訊錄中手機號碼必須唯一，而現(xiàn)有基礎數(shù)據(jù)庫中還有極少數(shù)據(jù)信息不全或信息重復，要確保基礎數(shù)據(jù)的準確性、完整性。

4.3 消息推送測試結(jié)果

通過 PC端和移動端發(fā)送消息，分兩種情況：如果選擇單個接收者或選擇已有用戶組發(fā)送，在 5秒內(nèi)均可達到接收者終端；如果通過條件篩選發(fā)送，需要多消耗一定的時間篩選接收對象，時間長短取決于篩選的用戶數(shù)量，最長不超過30秒。

4.4 登錄第三方應用測試結(jié)果

目前對接的第三方應用有教研協(xié)作平臺、資源分享平臺等，在多次活動中用戶都能夠順利操作。實踐表明，用戶的訪問體驗主要取決于第三方系統(tǒng)，第三方系統(tǒng)的響應速度主要靠的是其部署的運行環(huán)境，需要穩(wěn)定高效，其次是選擇的移動端框架的性能和視覺效果。

5 結(jié)束語

經(jīng)過兩年的使用和發(fā)展，南京教育政務信息平臺與市基礎數(shù)據(jù)庫平臺完全對接，7萬多名中小學教師可以直接訪問，避免了許多不必要的數(shù)據(jù)重復維護，并保證了與市基礎數(shù)據(jù)庫的一致性。同時，政務信息平臺為統(tǒng)一身份認證平臺提供身份驗證服務，教師無需知道賬號和密碼就可以直接掃描二維碼登錄，不再需要在全市發(fā)放教師賬號和密碼，提高了工作效率。

我市玄武區(qū)作為首批項目試點區(qū)，基于南京市教育政務信息平臺拓展玄武區(qū)局端應用：教師發(fā)展平臺、傳染病上報、干部考核、績效考評等，集成OA等區(qū)內(nèi)已有應用，快速實現(xiàn)了移動化，目前提供的區(qū)級共性模塊有18個，全面使用的學校已覆蓋34所，區(qū)域內(nèi)信息化應用成果顯著。

自本平臺開通以來，已在各部門組織的培訓、賽事、活動中廣泛使用，解決了以往信息溝通的麻煩，教師使用更加便捷，提高了工作效率，各項功能均滿足設計要求。隨著平臺的不斷發(fā)展和完善，我們相信，其在今后的教育信息化建設過程中也必將持續(xù)發(fā)揮作用。

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Design and Implementation of Nanjing Education Administrative Information Platform Based on Wechat Enterprise

ZHANG Bao-fei
(Nanjing Educational Technology Center, Nanjing 210029, Jiangsu, China s)

Many education information management systems have not ever set up co-construction and sharing mechanisms for a long time, which forms massive data isolation and causes great inconvenience to users. Targeting how to effectively realize the co-construction and sharing of education application systems, put forward a kind of educational administrative information platform based on WeChat enterprise, elaborate its requirement analysis,overall system framework and the design and realization method of function modules and realize user data synchronization, information push and micro-application integration through linking with the open platform of WeChat enterprise, which allows teachers to conveniently use these applications only by following up the WeChat enterprise.The practice indicates the proposed information platform can effectively integrate existing information systems, improve users' use experience and the level of education informatization management.

: Computer application technology; Wechat enterprise; Education informationization; Unified identity authentication; Wisdom campus

TP315

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.10.038

本文著錄格式：張寶飛. 基于微信企業(yè)號的南京教育政務信息平臺設計與實現(xiàn)[J]. 軟件，2017，38（10）：189-193

張寶飛，男，(1978-)，江蘇省南京市人，南京市電化教育館網(wǎng)絡管理中心工程師，研究方向：基礎信息數(shù)據(jù)庫建設。