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(wù)信息平臺設(shè)計(jì)與實(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)教育應(yīng)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(wù)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，通過與微信企業(yè)號開放平臺對接，實(shí)現(xiàn)了用戶數(shù)據(jù)同步、信息推送、微應(yīng)用整合，教師只需關(guān)注企業(yè)號就可以方便的使用這些應(yīng)用。實(shí)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(yīng)用體驗(yàn)，提高教育信息化管理的水平。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)；微信企業(yè)號；教育信息化；統(tǒng)一身份認(rèn)證；開放平臺；智慧校園

0 引言

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，我們的社會生活正在邁向“智慧”和“共享”的時(shí)代。信息技術(shù)的快速發(fā)展改變著人們的生活方式，同時(shí)也在轉(zhuǎn)變著各行各業(yè)的工作模式，當(dāng)然，信息技術(shù)的創(chuàng)新也在推動(dòng)著教育信息化的發(fā)展。隨著應(yīng)用的不斷深入，原來粗放的建設(shè)模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的需求，其面臨的主要問題有：基礎(chǔ)信息無法共享；數(shù)據(jù)維護(hù)重復(fù)繁瑣；功能模塊重復(fù)建設(shè)；用戶使用體驗(yàn)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(yīng)用也要逐漸向移動(dòng)端延伸，統(tǒng)一平臺入口，滿足中小學(xué)教師隨時(shí)隨地互動(dòng)交流、信息傳遞與平臺應(yīng)用。南京教育政務(wù)信息平臺借助當(dāng)前應(yīng)用廣泛的微信企業(yè)號構(gòu)建全市的微應(yīng)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(yīng)用，以智慧教育引領(lǐng)教育信息化創(chuàng)新發(fā)展[1]，實(shí)現(xiàn)“整合、集成已有信息系統(tǒng)，提升用戶應(yīng)用體驗(yàn)，提升教育業(yè)務(wù)管理、決策支持、監(jiān)測評價(jià)和公共服務(wù)水平”的目標(biāo)。

微信企業(yè)號[2-9]有完善的管理機(jī)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(guān)系的組織，還支持應(yīng)用定制，這可以幫助企業(yè)降低管理成本，很適合政務(wù)平臺使用。所有企業(yè)號用戶訪問政務(wù)信息平臺微應(yīng)用時(shí)的步驟如圖1所示，用戶訪問本平臺應(yīng)用，本平臺首先會到微信開放平臺進(jìn)行身份驗(yàn)證，根據(jù)獲得的身份在政務(wù)信息平臺進(jìn)行鑒權(quán)，鑒權(quán)通過的提供應(yīng)用服務(wù)。

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(wù)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(jī)端再下載任何應(yīng)用，而只需關(guān)注“南京教育政務(wù)”微信企業(yè)號就可以使用各項(xiàng)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(chǔ)功能和架構(gòu)，可以節(jié)省大量的開發(fā)時(shí)間和平臺維護(hù)成本，面向用戶提供更加良好的使用體驗(yàn)?！澳暇┙逃?wù)”企業(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(xué)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(shè)，對全市教師提供服務(wù)，市級提供基礎(chǔ)服務(wù)功能，區(qū)和學(xué)?？梢园葱瓒ㄖ乒δ苣K。為了滿足個(gè)性化定制的使用需求，本系統(tǒng)在業(yè)務(wù)工作流程、系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)上考慮了多級管理機(jī)制，以增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。

1.1 統(tǒng)一信息發(fā)布

市、區(qū)、校三級教育管理機(jī)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(quán)限，在其權(quán)限確定的范圍內(nèi)能給其他人發(fā)送即時(shí)消息，比如會議通知、培訓(xùn)通知、活動(dòng)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(quán)限，包括市級管理、區(qū)縣管理、學(xué)校管理。不同權(quán)限的管理者可以分權(quán)限管理用戶、應(yīng)用模塊及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。市級管理員主要管理系統(tǒng)平臺、基礎(chǔ)應(yīng)用以及應(yīng)用接入的授權(quán)。區(qū)級管理員主要負(fù)責(zé)區(qū)級應(yīng)用和學(xué)校的管理。學(xué)校管理員主要負(fù)責(zé)學(xué)校應(yīng)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(shí)現(xiàn)，用戶功能提供移動(dòng)端和PC端使用，審批功能提供PC及手機(jī)端兩種實(shí)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(jìn)行補(bǔ)充提醒。

1.5 基礎(chǔ)服務(wù)功能

根據(jù)教學(xué)管理的需要，為全市提供一批基礎(chǔ)服務(wù)功能，包括：用戶群組、通知發(fā)布、調(diào)查問卷、活動(dòng)報(bào)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(yīng)用系統(tǒng)的各類通知、提醒、待辦等信息推送到用戶的移動(dòng)終端，提升各應(yīng)用的使用體驗(yàn)。將其作為各類應(yīng)用的移動(dòng)端入口，用戶可以通過自己的智能設(shè)備，直接訪問各類應(yīng)用。

2 系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的系統(tǒng)建設(shè)時(shí)都要配備大量的硬件設(shè)備進(jìn)行支撐，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等，建成之后還需要花費(fèi)大量的人力、物力進(jìn)行維護(hù)，而且系統(tǒng)的可擴(kuò)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(shù)，云基礎(chǔ)設(shè)施方案采用兩級架構(gòu)，第一級為市級云基礎(chǔ)設(shè)施平臺，第二級為區(qū)級云基礎(chǔ)設(shè)施平臺，統(tǒng)一對外提供計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)能力，方便業(yè)務(wù)應(yīng)用靈活部署和管理。教育信息化專家組針對本平臺建設(shè)方案進(jìn)行了充分討論，整個(gè)系統(tǒng)由南京教育云數(shù)據(jù)中心提供運(yùn)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(shí)系統(tǒng)對各區(qū)提供差異化建設(shè)，補(bǔ)充區(qū)域特色應(yīng)用，實(shí)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(wù)信息平臺可以靈活的橫向擴(kuò)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(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)的硬件架構(gòu)如圖2所示。通過雙機(jī)熱備的F5 BigIP 3900 實(shí)現(xiàn)WEB服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)的負(fù)載均衡，TippingPoint 600E入侵防御，H3C SecBlade 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)隔離和安全防護(hù)。

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(wù)端采用JAVA語言，基于J2EE分布式計(jì)算技術(shù)[12-17]進(jìn)行開發(fā)，微信端使用HTML5技術(shù)實(shí)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(yīng)用門戶、基礎(chǔ)功能模塊、管理功能模塊、拓展功能模塊和應(yīng)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(yīng)用門戶是微信企業(yè)號的定制應(yīng)用，是移動(dòng)端的統(tǒng)一訪問入口。應(yīng)用接入管理模塊主要提供內(nèi)部應(yīng)用插件和第三方應(yīng)用的接入管理和用戶授權(quán)，可以按照各區(qū)的需求設(shè)置某項(xiàng)應(yīng)用是否使用，并配置不同的應(yīng)用參數(shù)。

應(yīng)用層包括用戶認(rèn)證模塊、權(quán)限管理模塊、消息推送模塊、用戶數(shù)據(jù)同步模塊。用戶認(rèn)證模塊主要負(fù)責(zé)通過微信企業(yè)號 OAuth 接口進(jìn)行用戶認(rèn)證。權(quán)限管理模塊負(fù)責(zé)用戶角色的管理。用戶數(shù)據(jù)同步模塊負(fù)責(zé)與統(tǒng)一認(rèn)證平臺和微信開放平臺實(shí)時(shí)同步用戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)層使用文件存儲服務(wù)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(yù)覽功能，文件資源可以通過F5設(shè)備負(fù)載均衡和CDN加速。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用免費(fèi)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(shù)，提高數(shù)據(jù)庫性能，和查詢效率，并采用redis緩存技術(shù)[18]，實(shí)現(xiàn)高并發(fā)讀取，減少數(shù)據(jù)庫穿透。

3 平臺功能實(shí)現(xiàn)

南京教育政務(wù)信息平臺不僅是微信企業(yè)號應(yīng)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(shí)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(dòng)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(xùn)活動(dòng)、隨班就讀、傳染病上報(bào)、彈性離校等其它模塊，如圖4所示。

圖4 功能實(shí)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(gè)性化應(yīng)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(jìn)行用戶同步、系統(tǒng)設(shè)置、第三方接入管理等。

（1）用戶同步

由于本系統(tǒng)與市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和微信開放平臺都要進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)對接，用戶同步過程包含兩個(gè)部分：（1）從市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫向本系統(tǒng)同步。首先要將單位信息維護(hù)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(jìn)行分層權(quán)限管理，為每個(gè)單位指定至少一個(gè)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(shè)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(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，系統(tǒng)管理員可設(shè)置角色的權(quán)限、學(xué)校的分級管理員以及應(yīng)用模塊的參數(shù)等。

（3）第三方接入管理

作為微應(yīng)用門戶，提供身份認(rèn)證接口，第三方的業(yè)務(wù)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(rèn)證和對接工作，當(dāng)用戶點(diǎn)擊應(yīng)用系統(tǒng)的鏈接時(shí)，政務(wù)平臺會向該 URL 傳遞三個(gè)參數(shù)，分別為 LoginName、Secret、Timestamp，驗(yàn)證流程如圖6所示。同時(shí)作為一個(gè)消息推送平臺，我們允許第三方的業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過接口將自己業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的消息通過本平臺推送給用戶。

圖6 身份認(rèn)證接口驗(yàn)證流程Fig.6 Authentication interface authentication process

3.2 基礎(chǔ)功能模塊

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

圖7 基礎(chǔ)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(dāng)前用戶的權(quán)限范圍進(jìn)行權(quán)限過濾，發(fā)送范圍只能在當(dāng)前用戶可發(fā)送范圍中進(jìn)行選擇，選擇發(fā)送對象可以通過屬性篩選，也可以選擇個(gè)人、組織、自行建立群組。比如區(qū)教育局領(lǐng)導(dǎo)可以選擇本區(qū)的校長、教師，學(xué)科教研員可以選擇本學(xué)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(jī)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(dòng)統(tǒng)計(jì)閱讀情況、回執(zhí)及回復(fù)。

（2）消息推送

南京教育公共服務(wù)平臺已經(jīng)建立了各種各樣的應(yīng)用，如教師教研協(xié)作平臺、教學(xué)資源平臺、教師和學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)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(yīng)用系統(tǒng)與南京教育政務(wù)信息平臺整合，就能把各應(yīng)用系統(tǒng)的各類通知、提醒、待辦等信息及時(shí)推送到用戶的移動(dòng)終端，為教師的學(xué)習(xí)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(dòng)要求創(chuàng)建問卷調(diào)查，設(shè)定定時(shí)開始、結(jié)束時(shí)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(dòng)管理

為教研活動(dòng)和培訓(xùn)提供信息化管理，主要包括：活動(dòng)通知、在線報(bào)名、微信簽到、活動(dòng)資料發(fā)放、互動(dòng)、活動(dòng)評測調(diào)查等模塊，活動(dòng)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(quán)限發(fā)布個(gè)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(guān)日程安排。

（6）資源預(yù)約

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

4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

以上所介紹的架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，在項(xiàng)目中進(jìn)行了實(shí)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(dòng)端使用蘋果iPhone 6s和華為榮耀8兩種系統(tǒng)的手機(jī)，整體頁面效果相同，并且同微信原生視覺體驗(yàn)比較一致。使用證明，基于微信進(jìn)行開發(fā)，并采用由微信官方為微信 Web 開發(fā)量身設(shè)計(jì)的WEUI樣式庫，能很好的實(shí)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(jī)構(gòu)和用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行了同步，用戶數(shù)據(jù)的同步成功率達(dá)99%，其失敗部分的主要原因是微信企業(yè)號通訊錄中手機(jī)號碼必須唯一，而現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中還有極少數(shù)據(jù)信息不全或信息重復(fù)，要確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性。

4.3 消息推送測試結(jié)果

通過 PC端和移動(dòng)端發(fā)送消息，分兩種情況：如果選擇單個(gè)接收者或選擇已有用戶組發(fā)送，在 5秒內(nèi)均可達(dá)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(shí)間篩選接收對象，時(shí)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(yīng)用測試結(jié)果

目前對接的第三方應(yīng)用有教研協(xié)作平臺、資源分享平臺等，在多次活動(dòng)中用戶都能夠順利操作。實(shí)踐表明，用戶的訪問體驗(yàn)主要取決于第三方系統(tǒng)，第三方系統(tǒng)的響應(yīng)速度主要靠的是其部署的運(yùn)行環(huán)境，需要穩(wěn)定高效，其次是選擇的移動(dòng)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(wù)信息平臺與市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫平臺完全對接，7萬多名中小學(xué)教師可以直接訪問，避免了許多不必要的數(shù)據(jù)重復(fù)維護(hù)，并保證了與市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的一致性。同時(shí)，政務(wù)信息平臺為統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺提供身份驗(yàn)證服務(wù)，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(xiàng)目試點(diǎn)區(qū)，基于南京市教育政務(wù)信息平臺拓展玄武區(qū)局端應(yīng)用：教師發(fā)展平臺、傳染病上報(bào)、干部考核、績效考評等，集成OA等區(qū)內(nèi)已有應(yīng)用，快速實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)化，目前提供的區(qū)級共性模塊有18個(gè)，全面使用的學(xué)校已覆蓋34所，區(qū)域內(nèi)信息化應(yīng)用成果顯著。

自本平臺開通以來，已在各部門組織的培訓(xùn)、賽事、活動(dòng)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(xiàng)功能均滿足設(shè)計(jì)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(shè)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(wù)信息平臺設(shè)計(jì)與實(shí)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(luò)管理中心工程師，研究方向：基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)。