基于微信公眾平臺的琴房管理系統設計與實現

張國華，徐建軍，彭曉寒，王海林

(南京師范大學 泰州學院，江蘇 泰州 225300)

基于微信公眾平臺的琴房管理系統設計與實現

張國華，徐建軍，彭曉寒，王海林

(南京師范大學 泰州學院，江蘇 泰州 225300)

目前音樂專業的琴房實驗室管理方法、授課手段相對陳舊落后，設備利用率較低，原有Web琴房管理系統信息化程度不高，普及率低，使用不便捷。對此，利用微信強大的開發接口和廣泛的學生基礎，實現教學視頻錄制和推送、設備使用預約和管理，上課質量監控，測驗及考核等功能，更加便捷和科學化的管理琴房，廣大師生可隨時使用該系統傳遞和獲取信息，大大提高了琴房實驗室使用率和教學質量，可有效解決上述問題，具備一定的應用價值。

琴房管理； 微信平臺； 開發接口; 可擴展標記語言

0 引 言

鋼琴課是音樂等藝術專業的核心課程，也是為培養具備彈奏技能、音樂表演技能和歌曲伴奏編配技能藝術人才的基礎課程。無論是否為鋼琴專業的學生，是否有鋼琴基礎知識，都將是每個音樂相關藝術類學生必修的一門技能課。鋼琴課與其他一般理論課教授不同，它既需要做到口傳心授，又需要跟學生面對面、甚至手把手才能做好教學，而且學生一定需要多觀摩，多練習并且及時得到指導才充分掌握該項技能。一味強調老師重復教學既浪費教學資源，學生學習效果差，也會逐漸喪失學習的信心。由此可見，為學生提供一個課程配套的學習支持平臺非常重要。

隨著國家對于藝術類應用型本科的建設要求，針對獨立學院現有學生、師資配置的實際情況，如何培養高素質、動手能力強的音樂相關藝術類專業人才，使其藝術專業成為獨立學院與一本、二本院校競爭的優勢學科，成為亟待解決的問題。

本文在原有信息平臺基礎上，拓展融合已有的琴房管理系統，并與微信公眾平臺對接，迅速在廣大師生中普及和推廣該系統，激發學生學習積極性，在整個使用過程中不斷積累經驗，取得了顯著的效果。

1 技術路線對比與選擇

目前，國內高校的實驗琴房管理系統平臺大多采用了以下幾種模式：

1.1基于傳統的客戶/服務器(C/S)架構模式

該種模式要求所有服務器端及客戶端的計算機都必須先下載安裝相應程序才能使用。學生，教師都不太愿意接受這種模式，原因是使用過于繁瑣，例如預約琴房，得找一臺計算機下載相應客戶端軟件才能使用相應功能。

1.2基于瀏覽器/服務器(B/S)架構的模式

這種模式相對于第一種模式，客戶端無需安裝程序，只需在瀏覽器上輸入網址就可以訪問，有了一些進步，但是用戶依然可能記不住網址，且瀏覽器的類型也眾多，很難讓系統兼容所有的瀏覽器。

1.3基于智能手機的APP模式

隨著智能手機的不斷普及，該種方式順應了時代的潮流，但也存在一些問題，例如手機操作系統多元化，對于最常見的安卓和IOS操作系統，同樣功能和需求的系統需分平臺開發，開發代價較大，同樣都需要手機終端下載對應APP[1]才能使用，很多用戶考慮到手機內存、安全性等因素大多不愿意安裝和使用。綜上所述，雖然很多高校的實驗琴房表面上基本采用信息系統來管理數據，實際上信息化管理的程度依舊很低，起不到提高琴房使用效率，便捷用戶的作用。

1.4基于微信公眾號的方式

微信在高校師生中的普及率極高，據微信團隊最新發布的《2016微信數據報告》中顯示，僅9月份一個月，微信單日登錄用戶達到7.68億，比2015年同期增長了35%，50%用戶使用微信的時長達到90 min，在大學里的普及程度超過95%，涵蓋手機主流操作系統，基于微信平臺的信息系統，僅需關注，不占手機內存空間，且可對原有基于B/S架構信息系統的遷移和整合，能大幅節約開發成本，推廣更容易。微信公眾號是供程序員在微信公眾平臺上能申請的應用賬號，該應用帳號可與騰訊的其他應用賬號互連互通，只要關注該公眾號，就可在微信平臺上實現與對應群體的文字、圖、語音、視頻等多媒體信息的全方位溝通、交流。形成能同時在線上線下互動的開放應用平臺。微信開發平臺主要分為訂閱號、服務號、企業號3種。個人可以申請訂閱號，服務號是為客戶提供服務的平臺，而企業號則是企業進行相應管理的平臺，通過加載第三方應用，能實現與員工溝通、協作。最近公眾號又提出了微信小程序的功能，目前處于測試階段，暫不考慮該項技術，綜合考慮平臺成本，技術難度，本文選擇了訂閱號作為原有基于B/S架構的Web琴房信息系統的拓展開發形式。

2 設計方案

2.1基礎平臺的架構

微信平臺的基本定位是群發消息推送，移動視頻學習，在線討論與交流。它支持開發模式與編輯模式，編輯模式僅提供簡單的界面設計，無法實現與其他信息系統的數據交換，開發模式則可以對接其他信息平臺，可以實現便捷的個性化操作。本文闡述的是基于B/S架構的Web琴房信息系統繼續開發的基于微信平臺的信息系統，因此需要準備好一些基礎軟硬件平臺，其拓撲結構如圖1所示。

圖1 基礎平臺拓撲圖

(1) Web服務器。支持外網訪問，分配固定IP地址，亦可申請DNS服務，獲取相應的域名地址。本系統采用IIS6.0作為Web服務器的運行平臺，操作系統選用了Windows Server 2013版本。

(2) 數據庫服務器[1]。不支持外網訪問，分配固定的內網IP地址，確保外網用戶無法直接供給破壞數據庫，軟件采用SQLSERVER2015作為數據存儲媒介，硬件采用雙陣列磁盤實現自動數據備份。

(3) 視頻服務器[2]集群。主要存儲教師的教學，學生的上課監控，考核視頻等，數據量增長速度快，因此采用了集群服務器，并且支持流媒體傳輸及斷點下載方式。

2.2功能設計

結合邏輯業務與系統設計分析，整個系統的功能可以劃分為8個主要模塊，功能描述如圖2所示。

(1) 主動推送消息[3-4]。微信平臺最大的一個優勢是普及率高，并且可以為關注的訂閱號主動推送圖文信息，作為教學實驗室管理平臺使用，可以為廣大師生提供推送通知，琴房狀態信息，相關教學視頻網址等服務。

圖2 基于微信公眾號的琴房管理功能圖

(2) 琴房檢索?？梢酝ㄟ^微信平臺，隨時查詢琴房狀態，每個琴房的課表安排情況。

(3) 互動問答系統。可以為關注了微信公眾號的師生提供互動交流平臺，對于常見的技能問題，可以利用微信機器人[5-6]自動發送解答方案，對于需要單獨解答的問題會自動轉發至相應專業學生或老師微信上去，拉近了學生與學生之間，學生與老師之間的距離。

(4) 教學視頻庫。該視頻庫主要由專業教師利用全景視頻錄制平臺錄制，可作為考核教師授課質量的一個重要指標，優秀學生亦可發布教學視頻，但需專業教師審核通過，同樣可以成為教學視頻，快速豐富視頻庫。

(5) 考核系統。該系統主要分為兩部分，對于學生平時、期中、期末考核全部通過全景視頻錄制[7-8]，教師可以利用碎片化時間[8]去完成評分，更加客觀。同樣教師的評教系統也結合平時教師的授課視頻，學生，教務員等共同完成對專業教師的考核。

(6) 課程監控系統。該系統主要監控學生的學習進度，教師授課進度是否與教學大綱匹配，教學效果是否能達到相應的要求，老師亦能及時了解班級學生的技能水平，能及時督促學生完成相應的練習任務。

(7) 在線預約琴房。為了確保學生能公平使用的琴房，充分利用琴房，該系統在規定的開放時間內，只要琴房狀態可用，學生教師都亦可以預約，且遵循“先來先服務”的原則去分配琴房。

(8) 設備報修檢修。進入琴房一旦發現琴鍵發音不準或其他設備問題，可立即通過微信報修并會立即通知實驗室管理人員檢查，大大縮短了設備保修，檢查，維修的時間。

2.3微信服務流程及架構

基于原有的系統架構的基礎上，整體的微信服務架構[9-10]如圖3所示。

3 微信平臺的具體實現

3.1創建開發者帳號

登錄微信公眾平臺(https://mp.weixin.qq.com/)，啟用“高級功能”下的“開發模式”[11-12]，接著生成登記接口的URL和Token,實現網頁的接入，生成微信二維碼及菜單，僅需關注一下二維碼就可訪問該系統，并且與手機操作系統平臺無關。

圖3 基于微信公眾平臺的服務架構

3.2Web頁面接入微信菜單

本系統的Web頁面采用Asp.Net開發，并且已經放入支持外網訪問的IIS服務器中運行，因此接入微信菜單需填寫的URL和Token。URL是指琴房管理系統信息處理的網頁地址，信息傳遞時，需包含必要的4個參數，本系統用函數MyCheckSignature來判斷來表示接入成功或失敗，成功接入后，在微信平臺傳送的數據可與Web網頁實現對接，實現解析與回復等功能。

///lt;summarygt;

//驗證微信簽名

//lt;/summarygt;

//*將微信公眾平臺注冊的token,timestamp,nonce3個參數進行字典序排序

//*將三個參數字符串拼接成一個字符串進行sha1加密

//*開發者獲得加密后的字符串可與signature對比,標識該請求來源于微信。

//返回true表示接入成功,否則失敗。

private bool MyCheckSignature()

{

String signature=Request.QueryString["signature"].ToString();

string timestamp=

Request.QueryString["timestamp"].ToString();

string nonce=Request.QueryString["nonce"].ToString();

string[] ArrmyTmp={Token,timestamp,nonce};

Array.Sort(ArrmyTmp); //字典排序

string tmpStr=string.Join("",ArrTmp);

tmpStr=

FormsAuthentication.HashPasswordForStoringInConfigFile(tmp

Str,"SHA1");

tmpStr=tmpStr.ToLower();

if(tmpStr==signature)

{ return true; }

else

{ return false; }

3.3信息發送與接收

微信服務器[13-14]將組裝一個信息發送給琴房Web服務器，琴房Web服務器然后回復生成一個時間，同時將該時間按特定規則組裝，回復給琴房管理系統的公眾賬號，公眾賬號將信息傳遞給用戶，在整個收發過程中，發送方與接收方進行了對調(ToUserName和FromUserName值互換)，收發方都是以可擴展標記語言(XML)數據格式在后臺進行傳輸的，以下是傳遞視頻的XML示例(其余文字，圖像，聲音等多媒體信息與之類似)：

(1) 發送示例

〈xml〉〈ToUserName〉〈![CDATA][qfh_680bdefc8c5d]]〉〈/ToUserName〉

〈FromUserName〉〈![CDATA[otDr7jqA89SyTOP4xR0pS9O_ru04hsfk]]〉〈/FromUserName〉

〈CreateTime〉13545424186〈/CreateTime〉

〈MsgType〉〈![CDATA[video]]〉〈/MsgTe〉

〈Mediald〉〈![CDATA[DBVFRlj29LB2hxuYpcOR6V LyxwgyCHZPbRj_lls6YaGhutyXUKtFSDcSCPeoqUYr]]〉〈/Mediald〉

〈ThumbMediald〉〈![CDATA[mxUJ5gcCeesJwx2T9qsk62 YzlclCP_HnRdfTQcojlPeT2G9Q3d22UkSlyBFLZ01J]〉〈/ThumbMediald〉

〈Msgld〉5836981613212624665〈/Msgld〉

〈/xml〉

其中:ToUserName是信息接收者的微信賬號，FromUserName是信息發送者的微信;CreateTime為信息創建的時間;MsgType為信息類型(視頻);MediaId為多媒體信息序號;ThumbMediaId是多媒體信息縮略序號;MsgId則為信息的序號。學生數據發送到微信平臺，效果如圖4所示。

圖4 數據發送示例

(2) 接收示例

〈xml〉

〈ToUserName〉〈![CDATA[cllc4jygdO_cRnVXk_wc3eSywcc Q3]]〉〈/ToUserName〉

〈FromUserName〉〈![CDATA[gh_b629c48b653e]]〉〈/FromUserName〉

〈CreateTime〉1372310544〈/CreateTime〉

〈MsgType〉〈![CDATA[video]]〉〈/MsgType〉

〈Title〉〈!關鍵字檢索數據]〉〈/Title〉

〈Description〉〈!CDATA[關鍵字檢索數據]]〉〈/Description〉〈Mediald〉〈![CDATA[DBVFRlj29LB2hxu YpcOR6VLyxwgyCHZPbRj_lls6YaGhutyXUKtFSDcSCPeoqUYr]]〉〈/Mediald〉

〈ThumbMediald〉〈![CDATA[mxUJ5gcCeesJwx2T9qsk62 YzlclCP_HnRdfTQcojlPeT2G9Q3d22UkSLyBFLZ01J]]〉〈/ThumbMediald〉

〈/xml〉

其中:ToUserName為信息接收者的微信賬號;FromUserName為開發程序員的微信賬號;CreateTime是信息創建的時間;MsgType則為信息類型(視頻);MediaId為多媒體信息序號;ThumbMediaId多媒體信息縮略序號;MsgId信息序號。學生查詢數據，數據接收的效果如圖5所示。

圖5 關鍵字數據接收

這樣充分利用微信的信息接口與XML[15]技術實現了與原有信息平臺的交互。

4 結 語

本文對原有琴房信息管理系統進行分析，發現在實際使用過程中存在安裝不便捷，訪問地址難記憶，耗內存，跨平臺難，開發成本高等問題。針對于此，本文給出了在原有信息平臺基礎上拓展開發微信公眾號方式的解決方案，該方案具有開發成本低，易推廣，不占內存，耗電低，且與原有系統能無縫對接等優點，并詳細闡述了該系統的開發框架與實現過程，經過運行和測試，反饋良好，達到了預期的目標。

[1] 郭紹青，黃建軍，袁慶飛．國外移動學習應用發展綜述[J]．電化教育研究，2011(5)：105-109．

[2] 白 浩，郝晶晶．微信公眾平臺在高校教育領域中的應用研究[J].中國教育信息化，2013(2)：78-81．

[3] 微信公眾平臺消息接口指南[EB/OL].[2013-08-17].http://mp.weixin.qq.com/wiki/index.php?title=消息接口指南.(Message Interface Guide of WeChat Public Platform[EB/OL].[2013-08-17].http://mp.weixin.qq.com/wiki/index.php?title=消息接口指南)．

[4] 里克特[美]．Microsoft.NET框架程序設[M]．李建忠譯．北京：清華大學出版社，2003：105-155．

[5] 朱學偉，朱 昱，徐小麗．基于碎片化應用的微型學習研究[J].現代教育技術，2011(12)：91-94．

[6] 王曉崗，張 星，李 靜，等．開放實驗教學管理研究[J]．實驗技術與管理，2013，30(4): 155-157．

[7] 魏萍萍，王翠茹，王保義，等．數據挖掘技術及其在高校教學系統中的應用[J]．計算機工程，2003，29(11) ：87-89．

[8] 遲宗正，賴曉晨，惠 煌，等．計算機組成原理實驗新教學模式研究實踐[J]．實驗技術與管理，2015，32(5)：232-235．

[9] 陳 靜，向隆剛．分布式異構柵格數據的集成管理研究[J]．武漢大學學報(信息科學版)，2011，19(1)：51-54．

[10] 姜愛福，李長云．分布式查詢優化的技術實現[J]．計算技術與自動化，2005(1)：71-77．

[11] 謝文亮．移動互聯網時代學術期刊的微信公眾號服務模式創新[J]．中國科技期刊研究，2015，26(1)：65-72．

[12] 山 峰，檀曉紅，薛 可．基于微信公眾平臺的移動微型學習實證研究——以“數據結構公眾平臺”為例[J]．開放教育研究，2015，21(1)：97-104．

[13] 詹 恂，嚴 星．微信使用對人際傳播的影響研究[J]．現代傳播(中國傳媒大學報)，2013(12)：112-117．

[14] 梁樂明，曹俏俏，張寶輝．微課程設計模式研究——基于國內外微課程的對比分析[J] ．開放教育研究，2013，19(1)：65-73．

[15] 王曉玲．微信與QQ支持下基于任務驅動的協作學習之比較研究[J] ．電化教育研究，2013(11)：98-102．

TheDesignandImplementationofPianoRoomManagementSystemBasedonWechatPlatform

ZHANGGuohua,XUJianjun,PENGXiaohan,WANGHailin

(Taizhou College, Nanjing Normal University, Taizhou 225300, Jiangsu, China)

The present piano room management system and teaching methods are comparatively outdated, such as the utilization efficiency of the equipment is low, and theinformationization levelof old WEB piano room management systemis not high, coveragence is small, and use is inconvenient.Concerning these problems, this thesis probes into the application of Wechat, with its powerful programming interface and wild coverage of student population.Wemakeand push teaching videos, present reservation of equipment and its management, monitorclass teaching, and and carry outtesting and evaluation.These measures make piano room management more convenient and scientific.Teachers and students can convey and receive information at real time, thus management efficiency and teaching and learning qualitiesare greatly improved, and the aforementioned problemsare solved.The proposed management system is of great application value.The system is running on the line, students and teachers can get information on time.The system can be used to these similarlaboratories.

piano room management; micro-letter platform; development interface; extensible markup language(XML)

TP 311

A

1006-7167(2017)10-0257-05

2017-03-10

教育部Google2014年產學合作專業綜合改革項目(PO640068);江蘇省高校自然科學研究面上項目資助(15KJB170006)

張國華(1981-)，男，江蘇南通人，碩士，講師，教研室主任，研究方向：計算機網絡及數據庫。Tel.：15896015609；E-mail：596284989@qq.com