胡韜 杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 引言

學(xué)生寢室管理是學(xué)校教育系統(tǒng)的重要組成部分，是學(xué)校學(xué)風(fēng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。目前，隨著在校學(xué)生人數(shù)的不斷增加，高校學(xué)生寢室出現(xiàn)一些問題，比如學(xué)生寢室不歸問題。因此，如何正確管理和有效的管理寢室成為高校管理者一直探討和研究的問題。而今，微信小程序的應(yīng)用已被高校逐步接受和應(yīng)用，多所高校采用了基于微信小程序的課堂管理系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，起到巨大作用。本文介紹使用微信小程序、大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)對學(xué)生歸寢問題進行有效信息化管理。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

該系統(tǒng)的前臺UI是基于微信小程序自定義的WXML、WXSS、JS語言，WXML用來描述頁面的結(jié)構(gòu)，WXSS描述頁面的樣式，JS處理頁面和用戶之間的交互，類似于網(wǎng)頁開發(fā)中的HTML、CSS、JS語言，前臺微信小程序用來收集學(xué)生的簽到信息，一個微信號只能綁定一個賬號，實現(xiàn)精準、方便的的簽到管理。后臺使用了PHP語言，并且使用了thinkphp框架搭建，對使用人員、學(xué)生信息以及簽到記錄進行了管理，該后臺有三種用戶角色管理員、輔導(dǎo)員和班主任。本系統(tǒng)使用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對收集到的大量數(shù)據(jù)進行分析和歸納，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并使用模型對學(xué)生是否晚歸的現(xiàn)象進行了預(yù)測，并對相關(guān)學(xué)生進行提醒。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 微信小程序?qū)崿F(xiàn)

該系統(tǒng)用微信小程序來收集學(xué)生的簽到信息。微信小程序的框架采用MVC開發(fā)思想，包括邏輯層、視圖層和基礎(chǔ)層，采用WXML(HTML5)、WXSS(CSS)和JavaScript技術(shù)，具有加載速度快，不需要下載，用戶體驗優(yōu)良的優(yōu)點。登陸該系統(tǒng)中的微信小程序后可以選擇注冊用戶角色：寢室長或者寢室成員，如圖1所示。點擊注冊成為寢室長，如圖2所示，需要輸入寢室長的學(xué)號、姓名和電話號碼；點擊注冊成為寢室成員，如圖3所示，需要輸入寢室成員的學(xué)號、姓名和電話號碼。正確輸入信息后可以進行微信號和一個學(xué)生信息綁定，一個微信號只能綁定一個學(xué)生信息，學(xué)生第二次登陸微信小程序的時候就不用再次綁定。寢室長注冊完成以后，可以對寢室四個同學(xué)的狀態(tài)進行簽到，每個同學(xué)都有四種狀態(tài)：在寢，簽離，未簽已確認和失聯(lián)，如圖4所示。寢室成員登錄后可以查看自己的簽到狀況。

圖1 小程序主界面

圖2寢室長注冊頁面

圖3 寢室成員注冊頁面

圖4 簽到頁面

3.2 后臺管理系統(tǒng)實現(xiàn)

后臺的代碼編寫采用了PHP語言，PHP相較于其他語言，開放源代碼，能快速搭建項目，跨平臺性強。后臺搭建使用了thinkphp框架，thinkphp框架簡單易用，各種功能齊全，易于擴展后續(xù)功能，后臺的搭建基于騰訊云服務(wù)器，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Mysql管理存儲數(shù)據(jù)。

學(xué)生寢室管理系統(tǒng)后臺功能如下圖5所示，共分為四個模塊：未處理頁面、人員管理頁面、學(xué)生管理頁面和歷史記錄頁面。后臺管理在登錄后首先進入的頁面是未處理的頁面，未處理的頁面顯示的是昨晚未簽到的學(xué)生，包括學(xué)生的班級、姓名、寢室長和寢室長的聯(lián)系方式；人員管理頁面可以對后臺不同身份的登陸者進行添加、編輯和刪除，管理員身份有最高的權(quán)限，可以對所有登陸者、學(xué)生進行查看和管理，班主任只能對自己班級的學(xué)生進行查看和管理；學(xué)生管理頁面顯示所有學(xué)生的信息，可以通過excel表格導(dǎo)入學(xué)生的信息，批量刪除學(xué)生的信息，編輯學(xué)生的信息，有條件的查找學(xué)生的信息；歷史記錄頁面顯示的是學(xué)生的簽到信息，分別顯示學(xué)生簽到的四種狀態(tài)：未簽到、在寢、簽離、未簽已確認和失聯(lián)，可以通過五種狀態(tài)精確查找相對應(yīng)的學(xué)生。

圖5 學(xué)生寢室管理系統(tǒng)后臺功能

3.3 學(xué)生晚歸提醒功能實現(xiàn)

在學(xué)生寢室管理的過程中，鑒于學(xué)生晚歸的問題較嚴重，在本系統(tǒng)中，我們應(yīng)用深度學(xué)習(xí)tensorflow框架，搭建深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)了學(xué)生晚歸提醒這一功能，當(dāng)學(xué)生有較大概率晚歸時，系統(tǒng)會對學(xué)生進行提醒。

首先我們對學(xué)生的晚歸情況進行了數(shù)據(jù)收集，在收集學(xué)生是否晚歸的同時，我們還收集了當(dāng)天學(xué)生的人際關(guān)系、學(xué)習(xí)壓力、學(xué)習(xí)成績、心情的好壞和家庭情況五個特征值，每個特征值的取值范圍都是零到十，然后我們構(gòu)建了一個兩層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入層為X，X是一個具有五個元素的一維向量，五個元素分別對應(yīng)五個特征值，第一層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有64個神經(jīng)元，第二層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有32個神經(jīng)元，輸出層為Y，Y是一個具有兩個元素的一維向量，兩個元素分別對應(yīng)晚歸和按時歸寢的概率，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如圖6所示，定義損失函數(shù)為交叉熵損失函數(shù)reduce_mean，優(yōu)化器為AdamOptimizer。使用收集到的數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，保存訓(xùn)練后的模型，在系統(tǒng)中使用模型對學(xué)生的晚歸情況進行預(yù)測。

圖6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4 結(jié)語

本文介紹了一個基于微信小程序的學(xué)生寢室管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的方案。設(shè)計基于微信小程序的簽到功能，并應(yīng)用人工智能技術(shù)到該系統(tǒng)中，通過收集到的大數(shù)據(jù)，訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，應(yīng)用該模型對學(xué)生的晚歸情況進行預(yù)測并提醒。目前，該小程序已在學(xué)校進行過試驗，學(xué)生能夠在寢室快速簽到，學(xué)生有事時不在寢室時方便請假，對提高學(xué)校效率、提升學(xué)校寢室管理水平和提升優(yōu)良學(xué)風(fēng)具有積極意義。