龍新征，歐陽榮彬，李若淼，李庭晏，王倩宜

(北京大學(xué) 計算中心， 北京 100871)

基于微信公眾平臺的校園移動信息服務(wù)建設(shè)方案研究

龍新征，歐陽榮彬，李若淼，李庭晏，王倩宜

(北京大學(xué) 計算中心， 北京 100871)

針對校園移動信息服務(wù)內(nèi)容和技術(shù)方面的不足，提出基于微信公眾平臺的校園移動信息服務(wù)建設(shè)方案.設(shè)計了由微信公眾平臺，統(tǒng)一身份認證平臺，移動信息服務(wù)平臺和開放服務(wù)平臺4部分組成的校園移動信息服務(wù)總體架構(gòu)，核心部件采用基于“微服務(wù)”的思路實現(xiàn).基于微信公眾平臺的高級服務(wù)接口解決了用戶綁定、網(wǎng)頁授權(quán)、通知推送和微信支付等技術(shù)難點.自校園移動信息服務(wù)上線以來，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，日訪問量2 000余次.

微信公眾平臺;移動信息服務(wù);開放服務(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)字化校園進入新的階段.作為數(shù)字化校園的重要組成部分，校園移動信息服務(wù)有助于促進信息共享，增強信息系統(tǒng)與用戶的交互，提升服務(wù)資源的利用率，進而為師生提供質(zhì)量更高的信息化服務(wù).

目前，國內(nèi)大多數(shù)高校的移動信息服務(wù)建設(shè)尚處于起步階段，無論是內(nèi)容還是技術(shù)都面臨諸多問題.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，尤其是交互的需求；其次市場上的智能終端眾多，不同終端之間的差異性增加了建設(shè)和維護所需的技術(shù)、資金和人力成本.因此，建設(shè)校園移動信息服務(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)習生活需求；在技術(shù)層面上要探索出一套合理的平臺構(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，借鑒國外高校的先進經(jīng)驗，提出了基于微信公眾平臺，以服務(wù)集成思路建設(shè)移動信息服務(wù)的方案.與此同時，分析了移動信息服務(wù)平臺的需求，設(shè)計了移動信息服務(wù)的總體架構(gòu)，并簡要闡述了實現(xiàn)過程中的關(guān)鍵技術(shù).

1 研究背景

國外的許多著名高校都已研發(fā)出校園移動平臺.2009年，斯坦福發(fā)布了istanford[1]，用戶可以查找部門聯(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)容和時間、了解自己的學(xué)習成績、查看圖書館資源等.同年，MIT也發(fā)布了校園移動平臺[2]，功能包括新聞、日歷、班車信息、校園地圖、課程信息以及人員查詢.2010年，哈佛大學(xué)發(fā)布了校園移動平臺[3]，功能包括課程錄像、球隊、社交平臺、人員查詢、校園地圖、新聞、課程、餐飲、校車以及圖書館等.

國內(nèi)許多知名高校也根據(jù)自身特點，積極采用移動技術(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)了一款校園移動應(yīng)用“PKUHelper”[5]，功能包括連網(wǎng)關(guān)、查成績、選課、登郵箱、看通知、查看PM2.5指數(shù)等.“PKUHelper”完全由學(xué)生自主開發(fā)，推出后反響強烈，體現(xiàn)了學(xué)生對此信息渠道的迫切需求，但該應(yīng)用一直存在較嚴重的安全隱患.2016年7月，北京大學(xué)計算中心面向全校師生發(fā)布了手機版北京大學(xué)網(wǎng)關(guān)客戶端，受到用戶的極大歡迎，發(fā)布兩個月已經(jīng)下載一千多次.但到目前為止，北京大學(xué)的校級移動應(yīng)用還沒有與北大頗具規(guī)模的校務(wù)信息系統(tǒng)建立共享機制，廣大師生難以享受到更為便捷、豐富的移動體驗.

2 技術(shù)選型

微信公眾平臺是基于微信的一個開放平臺，開發(fā)者可以在微信公眾平臺上創(chuàng)建微信公眾號并實現(xiàn)輕應(yīng)用的部署與開發(fā)[6].與移動APP相比，微信公眾號在操作便捷性、交互多樣性、開發(fā)難易性等方面具有明顯優(yōu)勢，如表1所示.

微信公眾號分為訂閱號、服務(wù)號、企業(yè)號.訂閱號每天都可以群發(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)號雖然每月只有4次群發(fā)機會，但消息推送效果好，此外服務(wù)號還具備語音識別、客服接口、OAuth2.0網(wǎng)頁授權(quán)等高級接口，因此它適合為用戶提供實用的服務(wù)功能；企業(yè)號主要是面向企業(yè)內(nèi)部員工的，在安全機制方面啟用了“白名單”機制，只有經(jīng)過許可的人才可以關(guān)注，因此它更適合生產(chǎn)運營管理.由于移動信息服務(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)號實現(xiàn).

表1 兩種開發(fā)方式對比

微信公眾號主要通過公眾號消息會話和公眾號內(nèi)網(wǎng)頁為用戶提供服務(wù).

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

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

3 設(shè)計方案

3.1 需求分析

在微信公眾號中最多可以創(chuàng)建3個一級菜單，每個一級菜單下最多可以創(chuàng)建5個二級菜單，因此須對功能模塊進行合理規(guī)劃.筆者從信息使用量和需求量分析、信息需求狀況訪談、國外高校移動應(yīng)用對比3個方面對功能模塊進行規(guī)劃.

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

通過訪談發(fā)現(xiàn)：①學(xué)生對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)目前無法滿足學(xué)生對課程信息的需求，希望移動信息服務(wù)能提供課程作業(yè)通知、教師與助教的聯(lián)系方式；③英語四六級考試、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)生對使用現(xiàn)有社交網(wǎng)絡(luò)已形成習慣，對于校園移動服務(wù)中的社交功能可能不會嘗試，因此不需要提供社交功能.

通過應(yīng)用對比發(fā)現(xiàn)：美國5大高校的移動平臺均加入了校園黃頁、校園新聞與活動信息部分，對校區(qū)地圖、校車信息的采用度也較高.因此結(jié)合北大的實際情況，也選擇了將校園黃頁、校區(qū)地圖和校園新聞作為功能模塊.

綜上，選擇3大類15個功能模塊，如圖1所示.

圖1 校園移動信息服務(wù)平臺的功能模塊

3.2 總體架構(gòu)

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

微信服務(wù)平臺.它是聯(lián)系用戶與移動服務(wù)平臺的橋梁，為移動服務(wù)平臺提供微信高級服務(wù)接口.

統(tǒng)一身份認證平臺.協(xié)助移動服務(wù)平臺完成用戶綁定、網(wǎng)頁授權(quán)等功能.

圖2 校園移動信息服務(wù)總體架構(gòu)

移動服務(wù)平臺.整個架構(gòu)的核心，通過服務(wù)集成實現(xiàn).采用了“微服務(wù)”(microservices)的思路進行構(gòu)架[7]，每一個功能模塊都是單獨的微應(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)用之間彼此獨立，互不影響，每一個應(yīng)用都可以單獨進行部署.當用戶點擊公眾號內(nèi)菜單時先通過網(wǎng)頁授權(quán)獲取用戶身份，再通過統(tǒng)一身份認證平臺認證，認證通過后即可跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)微應(yīng)用的首頁面.

開放服務(wù)平臺.移動服務(wù)平臺不是直接與數(shù)據(jù)庫或業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互，而是通過訪問開放服務(wù)平臺的開放接口獲取數(shù)據(jù).開放服務(wù)平臺由3部分組成：服務(wù)總線、數(shù)據(jù)庫級共享API、應(yīng)用級共享API.服務(wù)總線完成對服務(wù)的注冊、定義、訪問權(quán)限、安全等管理；數(shù)據(jù)庫級共享API通過數(shù)據(jù)封裝和整合，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心對外提供服務(wù)；應(yīng)用級共享API對應(yīng)用系統(tǒng)及第三方平臺提供的服務(wù)進行封裝.所有的開放接口均以基于REST機制的API對外發(fā)布.

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 基于帶場景值的臨時二維碼用戶身份綁定

微信公眾號使用OpenID作為用戶唯一身份標識，每個用戶的公眾號有一個唯一的OpenID.用戶身份綁定就是將OpenID與校內(nèi)統(tǒng)一身份賬號關(guān)聯(lián)起來，綁定成功后即可通過公眾號訪問校內(nèi)服務(wù).一般來說，微信公眾號采用的是網(wǎng)頁綁定，即在微信公眾號中打開網(wǎng)頁，要求用戶輸入用戶名和密碼進行綁定.筆者提出了安全級別更高的基于帶場景值的臨時二維碼綁定方式.

步驟1 用戶在計算機上登錄校內(nèi)信息門戶，通過調(diào)用微信公眾平臺生成帶場景值二維碼的接口，在校內(nèi)信息門戶中生成臨時二維碼，時效半小時，臨時二維碼的場景值SceneID為全局唯一的隨機碼；場景值和用戶名UserID的映射關(guān)系為(SceneID, UserID).

步驟2 用戶通過微信掃描臨時二維碼，若二維碼失效則提示刷新門戶重新生成二維碼；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)頁授權(quán)

OAuth2.0授權(quán)能讓微信用戶使用微信身份安全訪問移動信息服務(wù)平臺.當用戶在微信中訪問公眾號內(nèi)網(wǎng)頁時，通過微信OAuth2.0授權(quán)接口可以獲取當前用戶的OpenID，實現(xiàn)網(wǎng)頁授權(quán)訪問.

步驟1 引導(dǎo)用戶進入授權(quán)頁面同意授權(quán)，獲取CODE；

步驟2 通過CODE換取網(wǎng)頁授權(quán)access_token和OpenID；

步驟3 通過OpenID獲取UserID，完成用戶身份認證，訪問移動信息服務(wù)平臺中的應(yīng)用獲取信息.

4.3 基于模板消息的校園通知推送服務(wù)

利用微信公眾平臺的模板消息接口，移動信息服務(wù)平臺可以主動向用戶推送符合模板格式的校園重要通知.移動信息服務(wù)平臺通過對微信公眾平臺的模板消息接口封裝，對外發(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)主動觸發(fā)，調(diào)用移動信息服務(wù)平臺的通知推送接口，將消息推送到移動信息服務(wù)平臺，然后移動信息服務(wù)平臺再調(diào)用微信公眾平臺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、圖書館還書通知、日程安排提醒、成績通知、賬戶操作通知、后勤報修提醒等.

4.4 多商戶場景下的微信支付

提供在線支付網(wǎng)費、網(wǎng)上訂餐等功能.實現(xiàn)這一功能的時候，沒有使用微信公眾平臺原生的微信支付接口，而是通過調(diào)用第三方支付平臺“聚合支付”的接口實現(xiàn).因為原生接口下，單個微信公眾號只支持單個商戶號，但在實際業(yè)務(wù)中，網(wǎng)費支付、訂餐服務(wù)的提供部門不同，因此商戶號也不同.“聚合支付”平臺下，一個微信公眾號可以對應(yīng)多個商戶號，對于開發(fā)者來說，每一種新的支付方式只需在該平臺上新建一個應(yīng)用，就可通過這個應(yīng)用的APPID訪問無插件“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)和日訪問量一直穩(wěn)步攀升.截止2016年8月31日，微信服務(wù)號的總關(guān)注人數(shù)已達到25 000余人，綁定用戶人數(shù)為15 000余人，日訪問量2 000余次.

通過基于微信公眾平臺的移動信息服務(wù)建設(shè)，我們建成了一個以內(nèi)容共享為導(dǎo)向，以用戶為中心，面向服務(wù)，信息互通的移動服務(wù)平臺，為用戶提供多種校內(nèi)信息服務(wù)，使用戶能及時、準確、高效、隨時隨地地獲取信息，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)信息門戶(移動版)[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.微信公眾平臺開發(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