基于微信公眾平臺(tái)的校園移動(dòng)信息服務(wù)建設(shè)方案研究

龍新征，歐陽(yáng)榮彬，李若淼，李庭晏，王倩宜

(北京大學(xué) 計(jì)算中心， 北京 100871)

基于微信公眾平臺(tái)的校園移動(dòng)信息服務(wù)建設(shè)方案研究

龍新征，歐陽(yáng)榮彬，李若淼，李庭晏，王倩宜

(北京大學(xué) 計(jì)算中心， 北京 100871)

針對(duì)校園移動(dòng)信息服務(wù)內(nèi)容和技術(shù)方面的不足，提出基于微信公眾平臺(tái)的校園移動(dòng)信息服務(wù)建設(shè)方案.設(shè)計(jì)了由微信公眾平臺(tái)，統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)，移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)和開(kāi)放服務(wù)平臺(tái)4部分組成的校園移動(dòng)信息服務(wù)總體架構(gòu)，核心部件采用基于“微服務(wù)”的思路實(shí)現(xiàn).基于微信公眾平臺(tái)的高級(jí)服務(wù)接口解決了用戶綁定、網(wǎng)頁(yè)授權(quán)、通知推送和微信支付等技術(shù)難點(diǎn).自校園移動(dòng)信息服務(wù)上線以來(lái)，得到了師生的廣泛關(guān)注，目前總關(guān)注人數(shù)25 000余人，綁定用戶人數(shù)為15 000余人，日訪問(wèn)量2 000余次.

微信公眾平臺(tái);移動(dòng)信息服務(wù);開(kāi)放服務(wù)接口;微服務(wù);微信支付

0 引言

隨著4G技術(shù)和智能終端的迅速發(fā)展與普及，數(shù)字化校園進(jìn)入新的階段.作為數(shù)字化校園的重要組成部分，校園移動(dòng)信息服務(wù)有助于促進(jìn)信息共享，增強(qiáng)信息系統(tǒng)與用戶的交互，提升服務(wù)資源的利用率，進(jìn)而為師生提供質(zhì)量更高的信息化服務(wù).

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校的移動(dòng)信息服務(wù)建設(shè)尚處于起步階段，無(wú)論是內(nèi)容還是技術(shù)都面臨諸多問(wèn)題.首先是供需不平衡，推出的服務(wù)不能滿足學(xué)生生活、娛樂(lè)，尤其是交互的需求；其次市場(chǎng)上的智能終端眾多，不同終端之間的差異性增加了建設(shè)和維護(hù)所需的技術(shù)、資金和人力成本.因此，建設(shè)校園移動(dòng)信息服務(wù)，需要在內(nèi)容層面上有效整合分散龐雜的信息，滿足師生的學(xué)習(xí)生活需求；在技術(shù)層面上要探索出一套合理的平臺(tái)構(gòu)建方案.

筆者以北京大學(xué)為例，根據(jù)師生的校園信息需求狀況，借鑒國(guó)外高校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提出了基于微信公眾平臺(tái)，以服務(wù)集成思路建設(shè)移動(dòng)信息服務(wù)的方案.與此同時(shí)，分析了移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)的需求，設(shè)計(jì)了移動(dòng)信息服務(wù)的總體架構(gòu)，并簡(jiǎn)要闡述了實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù).

1 研究背景

國(guó)外的許多著名高校都已研發(fā)出校園移動(dòng)平臺(tái).2009年，斯坦福發(fā)布了istanford[1]，用戶可以查找部門(mén)聯(lián)系方式、查詢校園地圖、關(guān)注最新校園信息、查看課程內(nèi)容和時(shí)間、了解自己的學(xué)習(xí)成績(jī)、查看圖書(shū)館資源等.同年，MIT也發(fā)布了校園移動(dòng)平臺(tái)[2]，功能包括新聞、日歷、班車(chē)信息、校園地圖、課程信息以及人員查詢.2010年，哈佛大學(xué)發(fā)布了校園移動(dòng)平臺(tái)[3]，功能包括課程錄像、球隊(duì)、社交平臺(tái)、人員查詢、校園地圖、新聞、課程、餐飲、校車(chē)以及圖書(shū)館等.

國(guó)內(nèi)許多知名高校也根據(jù)自身特點(diǎn)，積極采用移動(dòng)技術(shù)手段增加信息化管理能力[4].2014年3月，北京大學(xué)學(xué)生研發(fā)了一款校園移動(dòng)應(yīng)用“PKUHelper”[5]，功能包括連網(wǎng)關(guān)、查成績(jī)、選課、登郵箱、看通知、查看PM2.5指數(shù)等.“PKUHelper”完全由學(xué)生自主開(kāi)發(fā)，推出后反響強(qiáng)烈，體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)此信息渠道的迫切需求，但該應(yīng)用一直存在較嚴(yán)重的安全隱患.2016年7月，北京大學(xué)計(jì)算中心面向全校師生發(fā)布了手機(jī)版北京大學(xué)網(wǎng)關(guān)客戶端，受到用戶的極大歡迎，發(fā)布兩個(gè)月已經(jīng)下載一千多次.但到目前為止，北京大學(xué)的校級(jí)移動(dòng)應(yīng)用還沒(méi)有與北大頗具規(guī)模的校務(wù)信息系統(tǒng)建立共享機(jī)制，廣大師生難以享受到更為便捷、豐富的移動(dòng)體驗(yàn).

2 技術(shù)選型

微信公眾平臺(tái)是基于微信的一個(gè)開(kāi)放平臺(tái)，開(kāi)發(fā)者可以在微信公眾平臺(tái)上創(chuàng)建微信公眾號(hào)并實(shí)現(xiàn)輕應(yīng)用的部署與開(kāi)發(fā)[6].與移動(dòng)APP相比，微信公眾號(hào)在操作便捷性、交互多樣性、開(kāi)發(fā)難易性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，如表1所示.

微信公眾號(hào)分為訂閱號(hào)、服務(wù)號(hào)、企業(yè)號(hào).訂閱號(hào)每天都可以群發(fā)1條信息，因此它適合傳播信息，為用戶提供信息支持；服務(wù)號(hào)雖然每月只有4次群發(fā)機(jī)會(huì)，但消息推送效果好，此外服務(wù)號(hào)還具備語(yǔ)音識(shí)別、客服接口、OAuth2.0網(wǎng)頁(yè)授權(quán)等高級(jí)接口，因此它適合為用戶提供實(shí)用的服務(wù)功能；企業(yè)號(hào)主要是面向企業(yè)內(nèi)部員工的，在安全機(jī)制方面啟用了“白名單”機(jī)制，只有經(jīng)過(guò)許可的人才可以關(guān)注，因此它更適合生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理.由于移動(dòng)信息服務(wù)的目的是面向校內(nèi)師生提供綜合信息服務(wù)，因此選擇基于服務(wù)號(hào)實(shí)現(xiàn).

表1 兩種開(kāi)發(fā)方式對(duì)比

微信公眾號(hào)主要通過(guò)公眾號(hào)消息會(huì)話和公眾號(hào)內(nèi)網(wǎng)頁(yè)為用戶提供服務(wù).

消息會(huì)話.消息會(huì)話是公眾號(hào)與用戶交互的基礎(chǔ)，主要有群發(fā)消息、被動(dòng)回復(fù)消息、客服消息和模板消息4類.

公眾號(hào)內(nèi)網(wǎng)頁(yè).許多復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景需要通過(guò)網(wǎng)頁(yè)形式來(lái)提供服務(wù)，這需要通過(guò)OAuth2.0網(wǎng)頁(yè)授權(quán)獲取用戶基本信息.如果在網(wǎng)頁(yè)中需要使用微信原生功能(如上傳手機(jī)本地圖片、拍照等)還要用到微信JS-SDK.

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 需求分析

在微信公眾號(hào)中最多可以創(chuàng)建3個(gè)一級(jí)菜單，每個(gè)一級(jí)菜單下最多可以創(chuàng)建5個(gè)二級(jí)菜單，因此須對(duì)功能模塊進(jìn)行合理規(guī)劃.筆者從信息使用量和需求量分析、信息需求狀況訪談、國(guó)外高校移動(dòng)應(yīng)用對(duì)比3個(gè)方面對(duì)功能模塊進(jìn)行規(guī)劃.

通過(guò)信息使用量和需求量分析發(fā)現(xiàn)：成績(jī)信息、網(wǎng)關(guān)服務(wù)、課程信息和校內(nèi)通知最受師生關(guān)注.

通過(guò)訪談發(fā)現(xiàn)：①學(xué)生對(duì)于講座信息的需求很高，但獲取方式傳統(tǒng)，講座信息提供不夠全面；②教學(xué)網(wǎng)目前無(wú)法滿足學(xué)生對(duì)課程信息的需求，希望移動(dòng)信息服務(wù)能提供課程作業(yè)通知、教師與助教的聯(lián)系方式；③英語(yǔ)四六級(jí)考試、交流信息、放假通知等學(xué)校公共通知的推送十分有必要，目前這些信息分別發(fā)布在學(xué)校不同網(wǎng)站上，容易造成信息遺漏；④學(xué)生對(duì)使用現(xiàn)有社交網(wǎng)絡(luò)已形成習(xí)慣，對(duì)于校園移動(dòng)服務(wù)中的社交功能可能不會(huì)嘗試，因此不需要提供社交功能.

通過(guò)應(yīng)用對(duì)比發(fā)現(xiàn)：美國(guó)5大高校的移動(dòng)平臺(tái)均加入了校園黃頁(yè)、校園新聞與活動(dòng)信息部分，對(duì)校區(qū)地圖、校車(chē)信息的采用度也較高.因此結(jié)合北大的實(shí)際情況，也選擇了將校園黃頁(yè)、校區(qū)地圖和校園新聞作為功能模塊.

綜上，選擇3大類15個(gè)功能模塊，如圖1所示.

圖1 校園移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)的功能模塊

3.2 總體架構(gòu)

校園移動(dòng)信息服務(wù)由微信公眾平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)、移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)、開(kāi)放服務(wù)平臺(tái)4部分組成，如圖2所示.

微信服務(wù)平臺(tái).它是聯(lián)系用戶與移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)的橋梁，為移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)提供微信高級(jí)服務(wù)接口.

統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái).協(xié)助移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)完成用戶綁定、網(wǎng)頁(yè)授權(quán)等功能.

圖2 校園移動(dòng)信息服務(wù)總體架構(gòu)

移動(dòng)服務(wù)平臺(tái).整個(gè)架構(gòu)的核心，通過(guò)服務(wù)集成實(shí)現(xiàn).采用了“微服務(wù)”(microservices)的思路進(jìn)行構(gòu)架[7]，每一個(gè)功能模塊都是單獨(dú)的微應(yīng)用，只是在底層用了統(tǒng)一的工具包和統(tǒng)一的工作日志.這樣做的好處是不同的應(yīng)用之間彼此獨(dú)立，互不影響，每一個(gè)應(yīng)用都可以單獨(dú)進(jìn)行部署.當(dāng)用戶點(diǎn)擊公眾號(hào)內(nèi)菜單時(shí)先通過(guò)網(wǎng)頁(yè)授權(quán)獲取用戶身份，再通過(guò)統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后即可跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)微應(yīng)用的首頁(yè)面.

開(kāi)放服務(wù)平臺(tái).移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)不是直接與數(shù)據(jù)庫(kù)或業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互，而是通過(guò)訪問(wèn)開(kāi)放服務(wù)平臺(tái)的開(kāi)放接口獲取數(shù)據(jù).開(kāi)放服務(wù)平臺(tái)由3部分組成：服務(wù)總線、數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)共享API、應(yīng)用級(jí)共享API.服務(wù)總線完成對(duì)服務(wù)的注冊(cè)、定義、訪問(wèn)權(quán)限、安全等管理；數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)共享API通過(guò)數(shù)據(jù)封裝和整合，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心對(duì)外提供服務(wù)；應(yīng)用級(jí)共享API對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)及第三方平臺(tái)提供的服務(wù)進(jìn)行封裝.所有的開(kāi)放接口均以基于REST機(jī)制的API對(duì)外發(fā)布.

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 基于帶場(chǎng)景值的臨時(shí)二維碼用戶身份綁定

微信公眾號(hào)使用OpenID作為用戶唯一身份標(biāo)識(shí)，每個(gè)用戶的公眾號(hào)有一個(gè)唯一的OpenID.用戶身份綁定就是將OpenID與校內(nèi)統(tǒng)一身份賬號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)，綁定成功后即可通過(guò)公眾號(hào)訪問(wèn)校內(nèi)服務(wù).一般來(lái)說(shuō)，微信公眾號(hào)采用的是網(wǎng)頁(yè)綁定，即在微信公眾號(hào)中打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)，要求用戶輸入用戶名和密碼進(jìn)行綁定.筆者提出了安全級(jí)別更高的基于帶場(chǎng)景值的臨時(shí)二維碼綁定方式.

步驟1 用戶在計(jì)算機(jī)上登錄校內(nèi)信息門(mén)戶，通過(guò)調(diào)用微信公眾平臺(tái)生成帶場(chǎng)景值二維碼的接口，在校內(nèi)信息門(mén)戶中生成臨時(shí)二維碼，時(shí)效半小時(shí)，臨時(shí)二維碼的場(chǎng)景值SceneID為全局唯一的隨機(jī)碼；場(chǎng)景值和用戶名UserID的映射關(guān)系為(SceneID, UserID).

步驟2 用戶通過(guò)微信掃描臨時(shí)二維碼，若二維碼失效則提示刷新門(mén)戶重新生成二維碼；否則向微信公眾器推送掃描二維碼事件的消息，消息內(nèi)容中包含SceneID和OpenID的映射關(guān)系(SceneID, OpenID).

完成以上兩步即可得到OpenID和UserID的映射關(guān)系(OpenID, UserID)，從而完成綁定.

4.2 基于OAuth2.0授權(quán)的網(wǎng)頁(yè)授權(quán)

OAuth2.0授權(quán)能讓微信用戶使用微信身份安全訪問(wèn)移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái).當(dāng)用戶在微信中訪問(wèn)公眾號(hào)內(nèi)網(wǎng)頁(yè)時(shí)，通過(guò)微信OAuth2.0授權(quán)接口可以獲取當(dāng)前用戶的OpenID，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)授權(quán)訪問(wèn).

步驟1 引導(dǎo)用戶進(jìn)入授權(quán)頁(yè)面同意授權(quán)，獲取CODE；

步驟2 通過(guò)CODE換取網(wǎng)頁(yè)授權(quán)access_token和OpenID；

步驟3 通過(guò)OpenID獲取UserID，完成用戶身份認(rèn)證，訪問(wèn)移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)中的應(yīng)用獲取信息.

4.3 基于模板消息的校園通知推送服務(wù)

利用微信公眾平臺(tái)的模板消息接口，移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)可以主動(dòng)向用戶推送符合模板格式的校園重要通知.移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)通過(guò)對(duì)微信公眾平臺(tái)的模板消息接口封裝，對(duì)外發(fā)布校園通知推送服務(wù).通知推送首先由業(yè)務(wù)系統(tǒng)主動(dòng)觸發(fā)，調(diào)用移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)的通知推送接口，將消息推送到移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)，然后移動(dòng)信息服務(wù)平臺(tái)再調(diào)用微信公眾平臺(tái)的消息模板接口將消息傳到微信服務(wù)器，微信服務(wù)器最終解析消息，在微信服務(wù)號(hào)中顯示.

目前可訂閱和推送的校園通知有校園卡余額提醒、圖書(shū)館還書(shū)通知、日程安排提醒、成績(jī)通知、賬戶操作通知、后勤報(bào)修提醒等.

4.4 多商戶場(chǎng)景下的微信支付

提供在線支付網(wǎng)費(fèi)、網(wǎng)上訂餐等功能.實(shí)現(xiàn)這一功能的時(shí)候，沒(méi)有使用微信公眾平臺(tái)原生的微信支付接口，而是通過(guò)調(diào)用第三方支付平臺(tái)“聚合支付”的接口實(shí)現(xiàn).因?yàn)樵涌谙?，單個(gè)微信公眾號(hào)只支持單個(gè)商戶號(hào)，但在實(shí)際業(yè)務(wù)中，網(wǎng)費(fèi)支付、訂餐服務(wù)的提供部門(mén)不同，因此商戶號(hào)也不同.“聚合支付”平臺(tái)下，一個(gè)微信公眾號(hào)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)商戶號(hào)，對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，每一種新的支付方式只需在該平臺(tái)上新建一個(gè)應(yīng)用，就可通過(guò)這個(gè)應(yīng)用的APPID訪問(wèn)無(wú)插件“聚合支付”接口完成支付，如圖3所示.

圖3 微信支付工作流程

5 結(jié)論

北京大學(xué)移動(dòng)信息服務(wù)自2014年10月正式上線，關(guān)注人數(shù)、綁定人數(shù)和日訪問(wèn)量一直穩(wěn)步攀升.截止2016年8月31日，微信服務(wù)號(hào)的總關(guān)注人數(shù)已達(dá)到25 000余人，綁定用戶人數(shù)為15 000余人，日訪問(wèn)量2 000余次.

通過(guò)基于微信公眾平臺(tái)的移動(dòng)信息服務(wù)建設(shè)，我們建成了一個(gè)以內(nèi)容共享為導(dǎo)向，以用戶為中心，面向服務(wù)，信息互通的移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)，為用戶提供多種校內(nèi)信息服務(wù)，使用戶能及時(shí)、準(zhǔn)確、高效、隨時(shí)隨地地獲取信息，滿足各類用戶的多種業(yè)務(wù)需要.下一階段，我們將著眼于移動(dòng)信息服務(wù)與校內(nèi)教學(xué)、科研資源的結(jié)合，使其能夠進(jìn)一步為學(xué)校的教學(xué)和科研工作提供服務(wù).

[1] Stanford University University IT. Stanford mobile device services[EB/OL]. [2009].http://itservices.stanford.edu/service/mobile.

[2] Massachusetts Institute of Technology.MIT mobile Web home[EB/OL].[2009].http://m.mit.edu/.

[3] The President and Fellows of Harvard College.Harvard mobile Web home[EB/OL].[2010].http://m.harvard.edu/.

[4] 清華大學(xué)信息化技術(shù)中心.清華大學(xué)信息門(mén)戶(移動(dòng)版)[EB/OL].[2011]. http://m.tsinghua.edu.cn/.

[5] 熊典.Introduction to PKUHelper Ver2.0.3/2.0.4.[EB/OL].[2014-03-02].http://www.xiongdianpku.com/applications/detail.php/id=2.

[6] 騰訊公司.微信公眾平臺(tái)開(kāi)發(fā)概述[EB/OL].[2012-08-23].https://mp.weixin.qq.com/wiki.

[7] Chris Richardson.Introduction to microservices[EB/OL].[2015-05-19].http://nginx.com/blog/introduction-to-microservices/.

The Research of Campus Mobile Information Service Construction Scheme Based on Wechat Public Platform

LONG Xinzheng, OUYANG Rongbin, LI Ruomiao, LI Tingyan, WANG Qianyi

(Computer Center, Peking University, Beijing 100871, China)

Aiming at the shortage in content and technical aspects of campus mobile information service , this paper proposed a construction scheme of campus mobile information based on wechat public platform. The cture of the campus mobile information service architecture composed of 4 components: wechat public platform, unified identity authentication platform, mobile information service platform, and open service platform.And the core components was implement based on microservices. In additional, this paper solved the key technical problems such as user binding, webpage authorization, notice push and wechat payment based on advanced service API of wechat public platform. The campus mobile information service was widely concerned by the teachers and students, the total number of people reached more than 25 000, the number of binding users reached 15 000, the number of daily traffic was more than 2 000.

wechat public platform； mobile information service； openAPI； microservices； wechat payment

2016-12-01；

2017-01-18

龍新征(1984— )，男，湖南湘陰人，北京大學(xué)工程師，主要從事高校信息化研究，E-mail:longxinzheng@pku.edu.cn．

1671-6833(2017)02-0005-04

TP315

A

10.13705/j.issn.1671-6833.2017.02.002