基于微信企業號的南京教育政務信息平臺設計與實現

張寶飛

（南京市電化教育館，江蘇 南京 210029）

基于微信企業號的南京教育政務信息平臺設計與實現

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沒有建立共建共享機制，形成了大量數據孤島，造成用戶使用極不方便。針對如何有效實現教育應用系統的共建共享,提出一種基于微信企業號的教育政務信息平臺，詳述了其需求分析、系統整體架構、功能模塊的設計與實現方法，通過與微信企業號開放平臺對接，實現了用戶數據同步、信息推送、微應用整合，教師只需關注企業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，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；微信企業號；教育信息化；統一身份認證；開放平臺；智慧校園

0 引言

隨著云計算、大數據等新一代信息技術飛速發展，我們的社會生活正在邁向“智慧”和“共享”的時代。信息技術的快速發展改變著人們的生活方式，同時也在轉變著各行各業的工作模式，當然，信息技術的創新也在推動著教育信息化的發展。隨著應用的不斷深入，原來粗放的建設模式已經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；數據維護重復繁瑣；功能模塊重復建設；用戶使用體驗不好；各平臺的數據也難以保持一致。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號構建全市的微應用門戶，其不僅是全市教育系統內部信息交流的平臺，還會根據各部門的需求開發出眾多教育類應用，以智慧教育引領教育信息化創新發展[1]，實現“整合、集成已有信息系統，提升用戶應用體驗，提升教育業務管理、決策支持、監測評價和公共服務水平”的目標。

微信企業號[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，系統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，這可以幫助企業降低管理成本，很適合政務平臺使用。所有企業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號的平臺架構，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”微信企業號就可以使用各項功能，相較于基于其它平臺或自己開發APP，騰訊微信企業號平臺提供了非常良好的基礎功能和架構，可以節省大量的開發時間和平臺維護成本，面向用戶提供更加良好的使用體驗。“南京教育政務”企業號目前具備10萬用戶的容量，滿足南京市范圍內中小學教師的使用。

1 系統需求分析

本系統是由市教育信息中心統一建設，對全市教師提供服務，市級提供基礎服務功能，區和學校可以按需定制功能模塊。為了滿足個性化定制的使用需求，本系統在業務工作流程、系統功能模塊設計上考慮了多級管理機制，以增強系統的適應性和擴展性。

1.1 統一信息發布

市、區、校三級教育管理機構可以在范圍內給教師發送通知公告、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 統一消息推送[10]

用戶可以通過平臺，根據不同的權限，在其權限確定的范圍內能給其他人發送即時消息，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、應用模塊及業務數據。市級管理員主要管理系統平臺、基礎應用以及應用接入的授權。區級管理員主要負責區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據管理。

1.4 多終端支持

管理功能主要在 PC端實現，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、通知發布、調查問卷、活動報名等。

1.6 開放平臺[11]

將其作為統一消息平臺，通過調用接口，將各應用系統的各類通知、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 系統總體框架設計

傳統的系統建設時都要配備大量的硬件設備進行支撐，包括服務器、網絡設備、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，而且系統的可擴展性比較差，不能有效利用已有資源。而現在，南京教育擁有自己的云數據中心，整體采用虛擬化技術，云基礎設施方案采用兩級架構，第一級為市級云基礎設施平臺，第二級為區級云基礎設施平臺，統一對外提供計算、存儲、網絡能力，方便業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，整個系統由南京教育云數據中心提供運行環境，可以有效節約教育信息化硬件資金與人力投入，同時系統對各區提供差異化建設，補充區域特色應用，實現與各平臺的互聯互通。

2.1 系統硬件架構

依托于南京教育云數據中心，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，能讓我們快速的構建出從幾萬用戶到百萬用戶的高并發穩定可靠的應用系統，系統的硬件架構如圖2所示。通過雙機熱備的F5 BigIP 3900 實現WEB服務和應用服務的負載均衡，TippingPoint 600E入侵防御，H3C SecBlade 實現業務系統隔離和安全防護。

圖2 系統硬件架構Fig.2 System hardware architecture

2.2 系統軟件架構

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

圖3 系統軟件架構Fig.3 System software architecture

表現層主要是網站門戶、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號的定制應用，是移動端的統一訪問入口。應用接入管理模塊主要提供內部應用插件和第三方應用的接入管理和用戶授權，可以按照各區的需求設置某項應用是否使用，并配置不同的應用參數。

應用層包括用戶認證模塊、權限管理模塊、消息推送模塊、用戶數據同步模塊。用戶認證模塊主要負責通過微信企業號 OAuth 接口進行用戶認證。權限管理模塊負責用戶角色的管理。用戶數據同步模塊負責與統一認證平臺和微信開放平臺實時同步用戶基礎數據。

數據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。數據庫服務器使用免費開源的Mysql，通過數據庫讀寫分離和數據庫分庫分表技術，提高數據庫性能，和查詢效率，并采用redis緩存技術[18]，實現高并發讀取，減少數據庫穿透。

3 平臺功能實現

南京教育政務信息平臺不僅是微信企業號應用平臺，也提供了 WEB管理界面，在電腦上同樣可以使用，目前該平臺除實現了系統功能模塊和消息推送、通知公告、問卷調查、活動管理、工作日程等基本功能模塊供全市使用外，還基于本平臺開發了視頻直播、教師發展、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、校選擇使用，以滿足個性化應用需求，發展區域特色。

3.1 系統功能模塊

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

（1）用戶同步

由于本系統與市基礎數據庫和微信開放平臺都要進行用戶數據對接，用戶同步過程包含兩個部分：（1）從市基礎數據庫向本系統同步。首先要將單位信息維護到系統中，完成用戶組織架構的初始化操作，再按照組織架構同步教師數據到本系統，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）從本系統向微信開放平臺同步。通過微信開放平臺接口將用戶數據按照組織結構分級同步到企業號的通訊錄中。

圖5 后臺管理Fig.5 Background management

（2）系統設置

系統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的用戶組織架構和用戶基礎數據進行管理，系統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，第三方的業務系統使用 APPID 和 Key 作為憑據來完成與本平臺的系統認證和對接工作，當用戶點擊應用系統的鏈接時，政務平臺會向該 URL 傳遞三個參數，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務系統通過接口將自己業務系統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送通知公告，系統會根據當前用戶的權限范圍進行權限過濾，發送范圍只能在當前用戶可發送范圍中進行選擇，選擇發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。比如區教育局領導可以選擇本區的校長、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，會發送一條審核提醒到審核人的手機微信上，消息狀態顯示為待審核狀態。通知公告發送后，平臺會自動統計閱讀情況、回執及回復。

（2）消息推送

南京教育公共服務平臺已經建立了各種各樣的應用，如教師教研協作平臺、教學資源平臺、教師和學生的網絡學習空間、競賽評比平臺等，即將開發完成教師專業發展信息平臺。將這些應用系統與南京教育政務信息平臺整合，就能把各應用系統的各類通知、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）問卷調查

教師可以根據活動要求創建問卷調查，設定定時開始、結束時間，結束后可查看調查結果。問卷調查支持文字單多選、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、活動資料發放、互動、活動評測調查等模塊，活動管理員可以根據需要添加需要的模塊。

（5）工作日程

可以根據用戶的權限發布個人、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并根據自己需要預訂資源。

4 實驗及結果分析

以上所介紹的架構設計和功能設計，在項目中進行了實施，并獲得了良好的效果。

4.1 跨平臺測試結果

本平臺移動端使用蘋果iPhone 6s和華為榮耀8兩種系統的手機，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，并采用由微信官方為微信 Web 開發量身設計的WEUI樣式庫，能很好的實現跨平臺的需求，而且不同的終端上展現的效果也能保持一致，降低了開發成本。

4.2 用戶同步測試結果

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

4.3 消息推送測試結果

通過 PC端和移動端發送消息，分兩種情況：如果選擇單個接收者或選擇已有用戶組發送，在 5秒內均可達到接收者終端；如果通過條件篩選發送，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量，最長不超過30秒。

4.4 登錄第三方應用測試結果

目前對接的第三方應用有教研協作平臺、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，第三方系統的響應速度主要靠的是其部署的運行環境，需要穩定高效，其次是選擇的移動端框架的性能和視覺效果。

5 結束語

經過兩年的使用和發展，南京教育政務信息平臺與市基礎數據庫平臺完全對接，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據重復維護，并保證了與市基礎數據庫的一致性。同時，政務信息平臺為統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，不再需要在全市發放教師賬號和密碼，提高了工作效率。

我市玄武區作為首批項目試點區，基于南京市教育政務信息平臺拓展玄武區局端應用：教師發展平臺、傳染病上報、干部考核、績效考評等，集成OA等區內已有應用，快速實現了移動化，目前提供的區級共性模塊有18個，全面使用的學校已覆蓋34所，區域內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發揮作用。

[1] 祝智庭. 以智慧教育引領教育信息化創新發展[J]. 中國教育信息化, 2014(9): 4-9.

[2] 李書欽, 李敏, 馬時來. 基于微信企業號的移動教學服務平臺設計與實現[J]. 計算機時代, 2016(3): 25-26.

[3] 鐘石根, 張良杰, 游陳盛, 朱麗敏. 借力微信企業號建設智慧校園[J]. 中國教育信息化, 2016(11): 48-51.

[4] 王明亮, 閔新力, 姬江濤, 劉閱軍, 高珊. 基于微信的移動外勤管理系統設計與實現[J]. 計算機應用與軟件, 2015(7):82-85.

[5] 張雁, 王棵, 劉玉連, 等. 基于微信平臺的計算機專業學習通[J]. 軟件, 2016, 37(4): 115-118.

[6] 于浩佳, 陳波. 基于微信公眾平臺的醫院預約掛號服務系統實現[J]. 軟件, 2015, 36(10): 94-99.

[7] 崔連敏, 陸劍. 基于微信的大學物理實驗移動學習系統研究[J]. 軟件, 2015, 36(6): 7-11.

[8] 卓之淮, 朱立火, 黃塵等. 基于微信公眾平臺的“校園請假助手”數據系統設計[J]. 軟件, 2015, 36(5): 67-72.

[9] 閔芳, 蘇飛, 黃蓉. 高校學生事務服務中心微信公眾平臺的構建[J]. 軟件, 2014, 35(8): 121-124.

[10] 胡揚帆, 楊剛, 胡顥石, 結合LBS和信息推送的博物館APP的設計實現[J]. 計算機應用與軟件, 2013, 30(12):108-112.

[11] 朱蔚恒, 周偉, 龍舜. 開放平臺解決方案及其安全策略研究[J]. 計算機工程, 2012(12): 265-267.

[12] 張峻, 鐘華. 基于J2EE技術的圖書出版領域應用框架研究[J]. 計算機應用與軟件, 2007(5): 102-104.

[13] 張婉貞, 吳萃, 肖佳宇. 基于Java 程序的現代城市地鐵查詢系統設計[J]. 軟件, 2016, 37(3): 47-50.

[14] 黃云霞, 王丹志. 基于J2EE的延伸護理系統的設計與實現[J]. 軟件, 2016, 37(01): 32-37.

[15] 辛曉鵬, 吳偉明. J2EE 及相關技術的優化在基站巡檢系統中的應用[J]. 軟件, 2015, 36(9): 87-91.

[16] 崔解賓. 基于J2EE 的企業資質管理系統的研究與實現[J].軟件, 2014, 35(12): 36-41.

[17] 張淑娟, 錢雙艷. 基于J2EE 平臺的企業財務軟件的研究與開發[J]. 軟件, 2013, 34(11): 101-102.

[18] 郎泓鈺, 任永功. 基于Redis內存數據庫的快速查找算法[J]. 計算機應用與軟件, 2016(5): 40-43.

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. 基于微信企業號的南京教育政務信息平臺設計與實現[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絡管理中心工程師，研究方向：基礎信息數據庫建設。