智慧校園時代移動應用建設研究與實踐

何英高 鄭學洪 呂敬

摘 ? 要：在移動互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的時代背景下，高校智慧校園信息化亟需基于傳統(tǒng)以PC互聯(lián)網(wǎng)服務為主轉向為以手機等移動終端為主的移動互聯(lián)網(wǎng)服務。本文研究了高校移動互聯(lián)網(wǎng)信息服務呈現(xiàn)出輕量化、個性化和即時化等新需求，針對這些新需求，提出了基于現(xiàn)有信息系統(tǒng)資產(chǎn)和移動信息門戶（移動APP門戶和微信公眾號）構建面向移動互聯(lián)網(wǎng)服務的移動應用建設框架以及該框架應用集成思路，最后以無錫工藝職業(yè)技術學院移動應用建設實踐案例驗證移動應用框架的應用效果。

關鍵詞：移動互聯(lián)網(wǎng);高校信息化;應用集成;移動應用服務

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）11-0078-05

一、引言

近年來，為順應教育管理信息化新需求，全國各高校不斷加大對校園信息化建設的投入，基本實現(xiàn)了校園無線網(wǎng)絡全覆蓋，建設了校園“一卡通”和智能門禁系統(tǒng)等較完善的教學基礎設施，為教育管理信息提供良好的運行環(huán)境;同時，多數(shù)高校已完成以PC互聯(lián)網(wǎng)服務為主的統(tǒng)一身份認證、信息門戶（包括移動應用門戶）、公共數(shù)據(jù)平臺等基礎平臺和眾多業(yè)務系統(tǒng)建設，使教學、科研、管理、服務等方面的信息化應用逐步普及。[1]但是在當前高校信息化從傳統(tǒng)的數(shù)字化校園體系逐漸轉型為面向移動信息服務的背景下，[2]如何盡可能地利用已有的信息系統(tǒng)資產(chǎn)，挖掘其蘊涵的潛能，將以PC互聯(lián)網(wǎng)服務為主的傳統(tǒng)信息化平臺和服務升級轉型為面向移動終端的移動互聯(lián)網(wǎng)服務，提升教育管理與服務信息化能力，這是高校移動信息化建設所面臨的新形勢和新挑戰(zhàn)。

二、移動信息化應用建設的特點

本世紀初高校信息化主要圍繞著以PC互聯(lián)網(wǎng)服務為主的數(shù)字校園的醞釀、規(guī)劃、建設和應用展開教育信息化工作，在實踐應用中數(shù)字校園主要存在重管理輕服務、訪問方式在時空上嚴重受限等問題。[3]而移動互聯(lián)網(wǎng)時代，高校信息化將轉向以手機等移動終端為主的移動互聯(lián)網(wǎng)信息服務，與傳統(tǒng)PC為主的互聯(lián)網(wǎng)比較，高校移動信息化服務呈現(xiàn)出信息服務碎片化、即時化、交互化、協(xié)同化和個性化等新特點。[4]為適應移動互聯(lián)網(wǎng)信息服務需要，基于現(xiàn)有信息資產(chǎn)和互聯(lián)網(wǎng)資源開展高校信息化應用集成出現(xiàn)新要求：

1.移動信息門戶移動應用輕量化

傳統(tǒng)的高校信息化平臺將所有的業(yè)務系統(tǒng)和應用羅列其中，根據(jù)有限角色配置業(yè)務信息系統(tǒng)和服務，為每類角色設置整齊劃一的服務，忽略用戶個性化需求。[5]移動信息門戶是一個開放的平臺，需要及時把握住師生在移動應用方面的需求，更敏捷地引導或適應需求的變化，同時通過其開放性豐富并活躍校園輕量級應用的開發(fā)，通過對業(yè)務系統(tǒng)碎片化處理，基于應用場景重構移動服務，實現(xiàn)用戶按需加載和卸載服務，為用戶提供個性化服務。[6]

2.移動身份認證多樣化

傳統(tǒng)數(shù)字校園身份認證模式比較單一，主要采用數(shù)據(jù)中心認證（CAS）和輕量級目錄訪問協(xié)議認證（LDAP）兩種方式，第三方業(yè)務集成身份認證只能采用編碼方式實現(xiàn)，集成工作量大，通用性差。移動身份認證模式更加多樣化，除了傳統(tǒng)身份認證模式，還可以采用以微信為代表的OAUTH認證和手機短信認證。

3.數(shù)據(jù)集成多層次化

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)集成只能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫層面的數(shù)據(jù)同步，主要利用ETL技術將業(yè)務系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)抽取到數(shù)據(jù)中心，然后根據(jù)第三方業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求將數(shù)據(jù)定時方式同步到第三方提供的中間庫，較難滿足一些實時要求較高的應用場景，例如迎新報到時在財務處的繳費信息很難即時到達迎新現(xiàn)場。移動互聯(lián)信息化不僅要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫層級的數(shù)據(jù)同步，還要實現(xiàn)應用層級數(shù)據(jù)交互，可以要求業(yè)務系統(tǒng)直接提供Web Service應用訪問接口，也可以基于數(shù)據(jù)中心進行企業(yè)服務總線（Enterprise Service Bus，ESB）的封裝，[7]通過整合數(shù)據(jù)層中各類型異構的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)接口統(tǒng)一封裝與數(shù)據(jù)調度，屏蔽由于語言和工具導致的接口差異，對外提供標準應用程序接口（API）和數(shù)據(jù)訪問接口，支持對接第三方開發(fā)工具，提高用戶數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)存儲管理和自主開發(fā)的易用性。

4.業(yè)務服務即時化

傳統(tǒng)業(yè)務服務需要用戶主動出擊登錄身份認證進入門戶，從門戶進入業(yè)務系統(tǒng)，在業(yè)務系統(tǒng)中找到服務模塊，業(yè)務服務訪問路徑長，操作煩瑣，用戶體驗較差;在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，人們所需要的信息化服務要能即時發(fā)起、即時響應、即時處理和即時反饋。移動互聯(lián)信息化將高校業(yè)務基于場景重構信息服務，可以實現(xiàn)用戶一鍵即達，通過消息提醒功能即時告知業(yè)務辦理和精準反饋消息，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)信息系統(tǒng)垃圾信息和信息饑渴兩難境地。

三、移動信息化應用建設內容

移動互聯(lián)信息化具有泛在性，它使用戶在任何時間、任何地點利用移動終端及時獲得信息化服務，從上述高校移動信息化新特點討論可知，面向高校移動信息化系統(tǒng)應用建設需要基于現(xiàn)有信息資源完成移動信息門戶集成、身份認證集成、數(shù)據(jù)集成和業(yè)務流程集成。

1.移動信息門戶集成

所謂信息門戶是指為用戶提供訪問組織內部和外部關鍵信息的通道。雖說常規(guī)的移動信息化有原生應用、移動Web應用、混合應用和微信公眾號（社會媒介）四種建設模式，[4]但高校業(yè)務系統(tǒng)較多，涉及面廣，原生應用、移動Web應用兩種模式的優(yōu)點和缺點都很明顯，不適合高校移動信息門戶建設，所以高校移動信息門戶可以采用混合應用和微信公眾號兩種方式，它們在研發(fā)成本、應用接入、用戶體驗、用戶粘性等各項指標比較如表1所示。

高校業(yè)務涉及面廣，既有面向社會公眾的新聞資訊，也有僅限于校內師生業(yè)務的服務，例如一卡通消費、成績查詢，所以高校移動信息化需根據(jù)業(yè)務類型和應用場景，在實踐中根據(jù)系統(tǒng)應用的受眾面和信息安全等級分別接入混合應用移動門戶或微信公眾號平臺，可以采用Web開發(fā)應用接入上述兩種移動門戶。

2.移動應用身份認證集成

高校移動信息化實現(xiàn)身份認證集成主要目的是實現(xiàn)單點登錄，讓用戶只需登錄門戶后即可訪問門戶內用戶授權訪問的信息資源。對于混合應用移動門戶需要在建設規(guī)劃中提供對原生應用和Web應用接入身份認證接口;對于微信公眾號移動門戶可以將個人微信號與校園PC版身份認證集成應用綁定并對三方應用開放統(tǒng)一微信身份認證接口。

3.移動應用數(shù)據(jù)與業(yè)務集成

傳統(tǒng)以PC為主高校信息化將數(shù)據(jù)信息分散在各個業(yè)務系統(tǒng)中進行管理，而數(shù)據(jù)中心庫只是將業(yè)務系統(tǒng)對象數(shù)據(jù)信息（例如部門、教師和學生基本信息）抽離出來，而業(yè)務數(shù)據(jù)（例如門禁刷卡和消費數(shù)據(jù)等）被私有化，數(shù)據(jù)流動性不足。[7-9]在實踐移動應用集成時根據(jù)應用場景需要的數(shù)據(jù)屬性對數(shù)據(jù)進行封裝和重構。

（1）實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)ESB封裝

采用面向服務架構技術（Service Oriented Architecture，SOA），通過完整的校園企業(yè)服務總線（ESB）、服務總線的設計，不僅可以統(tǒng)一數(shù)據(jù)及服務平臺，更能為實現(xiàn)面向移動和數(shù)據(jù)中心的高校信息化平臺的架構提供幫助。[10]數(shù)據(jù)中心除了提供傳統(tǒng)ETL數(shù)據(jù)服務外，還可以基于RESTful設計風格的應用程序接口（Application Program Interface，API）在線數(shù)據(jù)調用鑒權機制替代原有單點線下集成數(shù)據(jù)的方式，主要包括：①提供開發(fā)者管理、應用管理功能，形成連接內外部資源的開放體系;②結合數(shù)據(jù)治理提供數(shù)據(jù)資產(chǎn)可控開放服務，將數(shù)據(jù)自動化封裝為API對上層應用暴露，同時可進行自定義API的操作，支持多表關聯(lián)處理發(fā)布為API。

（2）實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)流程化

面向移動高校信息化需要整合校內資源，以業(yè)務數(shù)據(jù)為支撐，對原有的業(yè)務流程進行梳理、分解、重構，為用戶提供基于應用場景的碎片化業(yè)務服務，使用戶便捷快速獲取信息。在實踐中以應用場景為主線重構流程，以流程為中心實現(xiàn)服務重組。[7]

4.高校移動應用建設框架

為保障移動信息化應用集成框架具備開放、可展性和移動化服務，整個系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)和信息服務三層結構，具體系統(tǒng)架構如圖1所示。

數(shù)據(jù)系統(tǒng)：傳統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過ETL技術采集到數(shù)據(jù)中心平臺，然后對數(shù)據(jù)中心平臺完成ESB封裝后，可以將對象數(shù)據(jù)（基礎數(shù)據(jù)）實時推送給移動應用軟件數(shù)據(jù)系統(tǒng)或者為移動應用開發(fā)提供數(shù)據(jù)服務。

業(yè)務系統(tǒng)：由于傳統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)不是全開放的，[7-9]對多數(shù)業(yè)務處理數(shù)據(jù)沒法集成到數(shù)據(jù)中心平臺，但一些業(yè)務系統(tǒng)會開放Web Service應用程序的接口，所以涉及移動應用業(yè)務處理時可以采用HTTP方式與業(yè)務系統(tǒng)進行事務交互，從而使傳統(tǒng)PC互聯(lián)網(wǎng)信息轉化為移動互聯(lián)網(wǎng)信息服務。

信息服務層：基于身份認證將已碎片化的移動應用信息服務集成到移動信息門戶平臺或校園微信公眾平臺，實現(xiàn)多入口訪問移動應用系統(tǒng)，實現(xiàn)校園信息管理與服務移動化。

四、移動應用建設實現(xiàn)案例

無錫工藝職業(yè)技術學院已完成數(shù)字化校園基礎平臺（信息門戶、身份認證和數(shù)據(jù)中心）建設和比較完備的教育信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡校園全覆蓋和基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化無線門禁系統(tǒng)（簡稱門聯(lián)網(wǎng)），最初師生只能通過刷卡進出門禁通道、教學樓和宿舍房間，但丟卡和忘記隨身帶卡也時有發(fā)生，這樣影響了全院師生的正常學習生活。為解決這一現(xiàn)實問題，經(jīng)過研究智能門禁接口發(fā)現(xiàn)，可以基于現(xiàn)有信息資產(chǎn)通過應用集成開發(fā)移動門禁應用，實現(xiàn)無卡化門禁服務和遠程門鎖控制，具體實現(xiàn)介紹如下。

1.物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)介紹

我校于2015年建設了物聯(lián)網(wǎng)智能門禁系統(tǒng)，系統(tǒng)結構如圖2所示

智能門禁系統(tǒng)采用無線一體化智能賓館鎖，只需將無線主控器接入學院局域網(wǎng)內即可，門鎖與主控器之間通過WiFi無線功能連接傳遞實時數(shù)據(jù)。主控器與服務器之間通過網(wǎng)線連接。為解決門鎖與智能門禁主控器之間由于無線信號太弱而導致無法正常通信的問題，在走廊頂上可采用RS485總線連接天線擴展模塊。建設之初，全校師生只能用一卡通CPU卡作為身份識別刷卡進入宿舍、圖書館通道和房間。

為了支持接入混合移動門戶和微信公眾號，移動門禁應用采用Web開發(fā)，在本項目中我們采用Spring+SpringMVC+Hibernate技術框架，前端為JQuery+mui，開發(fā)語言為Java。

2.身份認證集成

當前無錫工藝職業(yè)技術學院身份認證系統(tǒng)由金智教育開發(fā)提供，目前提供支持java、.Net和PHP身份認證方案。集成開發(fā)步驟如下。

Step1：將SDK開發(fā)包中“java/lib”下的cas-client-core-3.2.1.jar文件拷貝到客戶端應用所在的服務器中，并將存放這些jar包的路徑設置到應用的classpath中，比如WebContent＼WEB-INF＼lib中。

Step2：修改WebContent＼WEB-INF＼web.xml文件，添加身份認證URL。

Step3：在移動門禁系統(tǒng)服務器端中獲取用戶信息（用戶ID和姓名等）。

Step4：代理認證配置完后，均需至統(tǒng)一身份管理平臺授權訪問。先登錄身份認證管理平臺，在認證管理的認證應用模板，添加需代理認證的應用;添加完應用后，需給相應的組或者賬號授權，允許其訪問該應用。

3.移動信息門戶集成

無錫工藝職業(yè)技術學院的移動信息門戶由金智公司開發(fā)，它主要提供兩種集成方式Web版集成和原生應用集成，在移動門禁應用集成到移動信息門戶前，需要完成統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)集成（或和移動平臺用戶賬號一致）。

Step2：移動應用門禁服務端根據(jù)用戶簽名進行認證：

String sign= request.getParameter（"m-sign"）;

String appKey = “”; ? //加密密鑰

String secretKey =””; ?//加密密鑰

if （StringUtils.isBlank（sign）） //判斷sign字符串是否為空

// SccException.throwSccException（“云登錄失敗”）;

CloudUser cu = JSON.parseObject（sign， CloudUser.class）;

if （cu == null || cu.getSign（） == null）

// SccException.throwSccException（“云登錄失敗”）; ?編寫自己代碼

if （！CloudUtils.check（cu， ?secretKey））{

// SccException.throwSccException（“云登錄失敗”）; ?編寫自己代碼

}

4.移動門禁應用數(shù)據(jù)與業(yè)務集成

移動應用門禁需要集成的數(shù)據(jù)主要為教師信息、學生信息、門鎖地址信息，可以通過ETL方式將數(shù)據(jù)按照固定周期進行同步。

為方便與信息系統(tǒng)對接，智能門鎖系統(tǒng)提供Web Serivce接口使用，接口調用方法如下。

（1）所有請求的xml中都必須攜帶用戶名和密碼，且用戶的賬戶類型必須是一級管理員。

（2）所有請求都通過transXml方法直接進入，不同的請求傳入的請求參數(shù)格式不一樣。

（3）不同的接口，傳入的XML格式對應的name都不同。

下面以移動門禁的遠程開門（RemoteOpenLock）業(yè)務處理為例加以說明。

遠程開門通過調用遠程開門（RemoteOpenLock）接口進行操作，通過該接口將遠程開門任務以XML格式將表2參數(shù)下發(fā)給遠端聯(lián)網(wǎng)門鎖。

下發(fā)后會返回一個當前下發(fā)任務的taskId，通過CheckTaskSucc以XML格式按照表3參數(shù)發(fā)送請求，可查詢此次任務的工作狀態(tài)是成功還是失敗。

5.移動門禁應用集成效果

目前，無錫工藝職業(yè)技術學院采取以校內移動信息門戶和微信公眾號為主的多通道信息訪問入口，基于現(xiàn)有信息化資源，利用Web技術開發(fā)了移動門禁并集成到校內移動門戶和微信公眾號，實現(xiàn)無卡化門禁服務和遠程門鎖控制，實現(xiàn)效果如圖3所示。

五、結束語

在移動門禁應用集成實踐中，雖然主要以移動應用集成到校內移動信息門戶為例說明移動應用集成，實際上對于將移動門禁集成到微信公眾號來說也容易實現(xiàn)，只要將用戶微信OpenID與校內身份認證進行綁定對外發(fā)布身份認證接口，移動門禁調用該接口即可集成到微信公眾號。在傳統(tǒng)以PC為主的數(shù)字化校園建設轉向以移動終端為主的移動信息化建設中，高校需要基于自身信息化現(xiàn)狀，結合移動應用場景信息化需求，挖掘現(xiàn)有信息資源，選擇最優(yōu)的建設模式和開發(fā)框架，完成以數(shù)據(jù)為支撐的碎片化服務，通過身份集成和移動門戶集成，為用戶提供快速便捷的移動信息化服務。

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（編輯：王天鵬）