基于前后端分離的新生入學資格復查管理系統設計

郭建衛

（徐州生物工程職業技術學院，江蘇 徐州 221006）

0 引 言

高校新生入學資格復查關系到學生的個人利益和國家的教育公平，也是學籍管理的重要工作。《普通高等學校學生管理規定》（教育部41號令）明確規定，新生入學必須復查本人及身份證明與錄取通知、考生檔案等是否一致。傳統方式的資格復查流程中，人工比對考生檔案、身份證件、錄取通知，費時費力，準確率也不高，并且復查結果不能存檔，沒法輔助領導對復查結果的監督與審查。

隨著Web技術、數據可視化、網絡安全等技術的不斷進步，大量原本需要在線下完成的工作都可以遷移到線上來完成，大大提升了工作效率。同時，隨著人臉實名認證技術越來越成熟，掃描身份證件、調取公安權威數據源人臉圖、實時獲取人臉圖片、人臉圖對比等技術應用迅速普及，準確率也得到了大幅度提升。目前，人臉識別技術廣泛應用于金融、安防、安全生產等行業場景，滿足身份核驗、人臉考勤、閘機通行、互動娛樂等業務需求。

相較于傳統的新生入學資格復查模式，基于前后端分離的新生入學資格復查管理系統具有效率高、可靠性強、比對結果持久保存、輔助領導對復查結果的監督與審查等優點。

1 系統需求

本文結合作者所在院校的業務需求，設計了一種基于前后端分離的新生入學資格復查管理系統，用于新生入學資格復查工作。

1.1 用例分析

該系統的操作用戶分為兩種角色，即教務管理人員和入學新生，系統用例圖如圖1所示。

圖1 系統用例

教務管理人員使用本系統導入新生的檔案照片，設置新生基本信息，管理新生數據，查看新生資格復查進度，打印入學資格復查確認單等。入學新生使用本系統通過微信小程序掃描身份證信息，采集照片并完成身份復查，生成入學資格復查確認單并提交。

1.2 業務流程分析

本系統的業務流程如圖2所示。

圖2 系統業務流程

步驟1：教務管理人員通過管理客戶端錄入新生數據并導入新生檔案照片，存儲到遠程服務器數據庫中。

步驟2：入學新生通過微信小程序掃描身份證，采集照片并完成人臉檢測及識別，生成確認單并簽字，提交復查結果到遠程服務器。

步驟3：教務管理人員使用管理客戶端管理新生提交的復查結果數據，完成后期的查詢統計工作。

2 總體方案

2.1 系統設計思想

本系統采用前后端分離架構進行設計，前端HTML頁面通過AJAX調用后端的Restful Api接口，并使用Json數據進行交互，系統部署結構如圖3所示。

圖3 系統部署結構

前后端分離的框架模式下，前后端各負其責，前端實現頁面交互和數據展示，后端負責業務處理與數據持久化等，并且后端程序代碼，不用修改就可以用于PC機、手機、平板等多種客戶端。該模式前后端不互相依賴，開發效率更高，系統訪問速度更快，既能提升用戶體驗，也能降低系統的維護成本。

2.2 系統整體設計

采用前后端分離的設計方案，后端Web服務器提供后臺服務、前端手機客戶端和前端Web客戶端完成各項管理業務。系統的整體結構如圖4所示，該系統由3個子系統構成。

圖4 系統整體結構

2.2.1 后端Web服務器子系統

后端Web服務器系統為前端應用提供所需的API接口服務，包括前端Web客戶端基礎數據的導入，業務數據的查詢統計以及手機端微信小程序提供數據及接口服務。

2.2.2 前端Web客戶端子系統

前端Web客戶端子系統實現新生入學資格復查相關的管理工作，包括新生信息管理，新生高考采集照片的上傳，復查結果的查詢統計以及打印功能。

2.2.3 前端手機客戶端子系統

通過手機端微信小程序，采集考生的身份證件信息和人臉頭像信息，提取人臉特征并完成比對，并將比對結果上傳到后端Web服務器子系統。

2.3 身份證件掃描及人臉識別核心組件

本文使用百度卡證文字識別及百度人臉實名認證來完成身份復查比對等任務，在考生掃描身份證件時完成考生基本信息的比對，在進行身份核驗時，基于姓名和身份證號，調取公安權威數據源人臉圖以及高考采集的考生照片，將手機攝像頭獲取的人臉圖片逐一比對，以此判斷是否為同一人，從而完成身份核驗。新生身份核驗復查的整體過程如圖5所示。

圖5 新生身份復查過程

在開發過程中，主要使用百度提供的卡證文字識別以及人臉檢測、人臉特征提取以及人臉實名認證接口：

（1）身份證信息采集接口，支持對二代居民身份證正反面所有8個字段進行結構化識別，包括姓名、性別、民族、出生日期、住址、身份證號、簽發機關、有效期限，同時支持身份證正面頭像檢測，并返回頭像切片的base64編碼及位置信息。實現代碼為：

（2）卡證文字識別接口，用戶向服務請求識別身份證，身份證識別包括正面和背面。實現代碼為：

（3）人臉檢測接口，負責檢測圖片中的人臉并標記出位置信息。實現代碼為：

（4）人臉實名認證接口主要用于驗證采集的生活照與公安身份證小圖以及高考采集照片是否為同一人，有正常分數時為[0～1]，推薦閾值0.8，超過即判斷為同一人。實現代碼為：

3 系統設計

3.1 后端系統設計

后端系統設計采用SpringBoot+Spring+Mybatis的框架模式。其中，MyBatis實現數據訪問層；Spring管理核心業務組件，提供各類核心服務；Spring Boot用于快速搭建開發環境。請求數據和響應數據都以Json格式數據呈現。以學生信息管理功能為例，系統訪問接口設計如表1所示。

表1 學生信息管理API

https://www.***.net/v1.0/pri/students/list GET 學生信息列表https://www.***.net/v1.0/pri/students/id PUT 學生信息更新https://www.***.net/v1.0/pri/students/id DELETE學生信息刪除

3.2 前端Web客戶端設計

Web客戶端系統基于VUE框架設計開發，通過Axios組件與后端服務通信，核心工作在于管理新生入學信息以及身份復查確認信息。前端用戶界面的構建，使用流行的Vue.js前端框架，對路由管理采用Vue-router插件和組件庫Element-UI，Vuex提供狀態管理功能，通過Axios實現前后端數據交互。

3.3 手機端微信小程序設計

微信小程序主要完成新生身份證件掃描，獲取學生的高考錄取信息及高考檔案照片信息，通過手機攝像頭獲取人臉圖片，通過百度人臉檢測接口進行人臉檢測和特征提取，通過personVerify服務請求組件調用百度云端服務接口，完成新生入學信息復查，并由考生簽字確認上傳到后端服務器。

4 測試分析

4.1 后端測試

使用PostMan接口調試工具完成接口的功能測試，以查詢用戶列表接口測試為例，如圖6所示。使用Jmeter對用戶的響應時間及吞吐量進行壓力測試，系統均達到預期指標。

圖6 查詢用戶列表接口測試圖

4.2 業務流程測試

通過對Web客戶端及微信小程序的業務流程測試，特別是通過掃描入學新生身份證件，并匹配到庫中的學生信息，手機攝像頭獲取人臉圖片，并與新生的身份證照片、高考采集照片比對，完成新生入學身份復查工作并生成復查報告。具體業務流程測試如圖7所示。經測試平均準確率及平均識別速度均達到預期。

圖7 業務流程測試圖

5 結 論

本文設計開發了一種基于前后端分離的新生入學資格復查管理系統，以百度證件掃描及人臉檢測與識別SDK為基礎，實現了入學新生的資格復查功能。基于前后端分離的新生入學資格復查管理系統較好地完成了新生入學復查的業務流程，識別準確率和效率都優于傳統的人工身份核驗方法。