基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高校學(xué)工信息平臺(tái)搭建

匡紅梅 陳衛(wèi) 李偉

高校智能學(xué)工系統(tǒng)是一款基于“互聯(lián)網(wǎng)+”將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到學(xué)生工作辦公室的學(xué)生精準(zhǔn)化管理，對(duì)辦公室來(lái)訪學(xué)生的信息通過(guò)人臉識(shí)別進(jìn)行確定，并匹配學(xué)生的在校基本信息實(shí)時(shí)反饋給輔導(dǎo)員，達(dá)到對(duì)學(xué)生智能化管理和精準(zhǔn)服務(wù)的目的。本系統(tǒng)在北方工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院學(xué)工辦進(jìn)行了平臺(tái)的搭建，取得良好效果。

1引言

本世紀(jì)初至今，深度學(xué)習(xí)理論的提出和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的完善，將人臉識(shí)別技術(shù)的效率進(jìn)一步大幅提升，完成了一些早期僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室、無(wú)法在實(shí)踐中完成的工作，具體體現(xiàn)在智能化識(shí)別、嵌入式識(shí)別、大規(guī)模動(dòng)態(tài)識(shí)別等工程領(lǐng)域，開(kāi)辟了人臉識(shí)別的新模式。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景

高校中的輔導(dǎo)員往往肩負(fù)著一個(gè)年級(jí)幾百學(xué)生的日常工作，有些老師還要負(fù)責(zé)團(tuán)委、資助和就業(yè)等專(zhuān)項(xiàng)工作。為了將自己的工作專(zhuān)業(yè)化、智能化和服務(wù)化，輔導(dǎo)員需要對(duì)辦公室來(lái)訪學(xué)生及其信息充分掌握，并對(duì)問(wèn)題學(xué)生及時(shí)溝通。

3智能學(xué)工系統(tǒng)

高校智能學(xué)工系統(tǒng)可以通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)將分辨出來(lái)的學(xué)生信息實(shí)時(shí)發(fā)送給老師的智能終端，幫助輔導(dǎo)員對(duì)每個(gè)來(lái)到辦公室的同學(xué)進(jìn)行充分了解，并對(duì)重點(diǎn)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的談心談話，提升輔導(dǎo)員的服務(wù)和管理質(zhì)量。人臉識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確、快速，可以根據(jù)工作現(xiàn)場(chǎng)的情況大范圍進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)，基于機(jī)器學(xué)習(xí)人臉識(shí)別的方案編程靈活可在大范圍的人群中使用和推廣。缺點(diǎn)是對(duì)計(jì)算機(jī)的處理速度要求高，對(duì)采集環(huán)境有一定要求。

4系統(tǒng)整體架構(gòu)

智能學(xué)工系統(tǒng)采用的MySql數(shù)據(jù)庫(kù)，而每個(gè)老師的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)則采用輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行緩存，避免對(duì)服務(wù)器的頻繁讀取降低系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)使用效率。系統(tǒng)本地選擇了輕量級(jí)的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)是2000年由D.Richard Hipp開(kāi)發(fā)的一款開(kāi)源文件型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，最大特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合本地的緩存要求。

5系統(tǒng)接口分析

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高校智能學(xué)工系統(tǒng)接口能夠?qū)ο到y(tǒng)的功能進(jìn)行設(shè)置，對(duì)交互接口分析如下：

①來(lái)訪學(xué)生數(shù)據(jù)接口：該接口對(duì)接人臉采集服務(wù)器和數(shù)據(jù)緩沖服務(wù)器，主要針對(duì)來(lái)訪人員的基本信息、來(lái)訪時(shí)間、來(lái)訪停留時(shí)間和來(lái)訪照片。來(lái)訪學(xué)生數(shù)據(jù)接口是本系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)來(lái)源。

②學(xué)生基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)接口：該接口是老師調(diào)取學(xué)生基本信息的數(shù)據(jù)接口，用以獲取和維護(hù)學(xué)生的基礎(chǔ)信息。該接口是系統(tǒng)中學(xué)生信息的來(lái)源，通過(guò)與來(lái)訪學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)表查詢，供數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模塊調(diào)用。

③學(xué)生留言數(shù)據(jù)接口：該接口是學(xué)生進(jìn)行留言和老師查閱反饋的數(shù)據(jù)接口，設(shè)置該接口老師可通過(guò)微信小程序完成對(duì)學(xué)生留言的查閱和反饋。

6系統(tǒng)軟件架構(gòu)

高校智能學(xué)工系統(tǒng)的軟件框架采用三級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。3個(gè)模塊分別具有各自的功能，如下：

①人臉采集和存儲(chǔ)模塊：本模塊主要是通過(guò)攝像頭采集視頻信息，結(jié)合智能算法，調(diào)用Opencv圖形庫(kù)，完成對(duì)學(xué)生身份識(shí)別，匹配學(xué)生基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到服務(wù)器中，作為高校智能學(xué)工系統(tǒng)的核心。

②數(shù)據(jù)緩沖同步模塊：對(duì)人臉采集、存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，每0.1 s對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和同步，保證能夠?qū)崟r(shí)更新數(shù)據(jù)，本操作借助數(shù)據(jù)庫(kù)的觸發(fā)器功能進(jìn)行完成。

③智能終端顯示模塊：該模塊將根據(jù)本地?cái)?shù)據(jù)緩沖，對(duì)最新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行視覺(jué)呈現(xiàn)，包括基于QT圖形庫(kù)的平板電腦呈現(xiàn)和基于物聯(lián)網(wǎng)的微信小程序呈現(xiàn)，保證系統(tǒng)能夠使用最新的數(shù)據(jù)與老師和學(xué)生進(jìn)行交互。

本系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還遇到了一些問(wèn)題，有待在2.0版本中進(jìn)行進(jìn)一步完善和解決，如：人臉識(shí)別的識(shí)別率、動(dòng)態(tài)識(shí)別人臉的準(zhǔn)確率和遮擋面部的識(shí)別等都有進(jìn)一步提高的空間。同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)上，系統(tǒng)的穩(wěn)定性還有待在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行測(cè)試和反饋。另外，高校智能學(xué)工系統(tǒng)在與微信小程序的關(guān)聯(lián)和升級(jí)，也是下一步軟件改進(jìn)的重點(diǎn)。

7結(jié)束語(yǔ)

高校智能學(xué)工系統(tǒng)在基于人臉識(shí)別的設(shè)計(jì)方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，以獨(dú)特的設(shè)計(jì)模式和軟件架構(gòu)滿足了高校學(xué)生工作的實(shí)際需要，力圖通過(guò)與移動(dòng)互聯(lián)的應(yīng)用打造新的“互聯(lián)網(wǎng)+學(xué)生管理”的創(chuàng)新模式。