微信校园卡系统的设计与开发——基于华东师范大学的实践

华中师范大学学报（自然科学版）２０１７年５月 ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＥＮＴＲＡＬ　ＣＨＩＮＡ　ＮＯＲＭＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．） Ｍａｙ　２０１７收稿日期：２０１７－０１－２５．　文章编号：１０００－１１９０（２０１７）Ｓ１－００８６－０５微信校园卡系统的设计与开发———基于华东师范大学的实践刘　欢，刘　畅，彭　伟，沈富可（华东师范大学信息化办公室，上海２０００６２）摘　要：在新的信息化建设阶段，面向师生对于信息化服务的新诉求，高校有必要对校园卡的运行模式加以进一步探索．电子校园卡是在实物校园卡之外，创造一套独立的虚拟卡体系，实现身份识别和消费支付等核心功能，以为高校师生随时、随地提供丰富个性化服务．华东师范大学与微信团队共同研发了微信校园卡系统，该电子卡提供了食堂消费、图书馆入闸、校园卡余额查询、校园卡充值、消费查询、图书馆借阅查询、校园公告查询等功能，本文对其设计和开发过程进行了介绍．实践表明，微信校园卡体系具有着开发成本低、安全性高、研发速度快、推广便捷等优点．关键词：电子校园卡；微信校园卡；一卡通；微信企业号中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａ 近年来移动互联网汹涌的浪潮也开始漫延到大学校园中，师生们的信息化使用习惯开始逐步从ＰＣ向移动终端过渡，与此同时师生对于信息化服务的诉求也在发生着变化．在这一转变中，实体校园卡的一些缺陷逐渐暴露出来．一是实体校园卡的消费功能存在不便．校园卡需要事先充值，当该卡钱包中的金额不足时，用户则不能顺利完成消费过程．即便对传统的窗口现金充值方式进行改革，代之以微信、支付宝等更加便利的在线充值形式，用户仍需要时刻关注自己的钱包余额，并须在校园卡钱包中长期预存“冻结”一部分资金，这依然是一种用户体验上的缺陷．如今微信、支付宝、Ａｐｐｌｅ　Ｐａｙ等新型支付方式已经日渐深入人心，在一些餐厅就餐、超市购物时年轻人都越来越倾向于直接进行更轻松、便捷的手机支付，实体校园卡在支付环节已逐渐显露出老态．二是校园卡作为实物存在忘记携带、容易遗失等问题．在校园中，没有携带校园卡，就和没有携带钥匙一样不方便，而师生一旦遗失了校园卡，卡上的金额还可能存在被盗刷的风险．此外，从校园卡遗失，到用户挂失，再到补办，整个过程往往需要一到两天的时间，在这段时间中，师生们会有一种“无卡寸步难行”的感觉，学习工作生活都会受到不同程度的影响．当下的移动互联网时代更强调的是服务的碎片化和连续性，实体校园卡忘带、遗失后的种种不便显然和移动时代的服务理念格格不入．三是校园卡除了支付和身份识别之外，并不具有接受信息推送、信息查询等交互式功能．用户在ＰＯＳ机上进行了消费，但是消费的记录还需要在其它的载体上查询；用户在入闸、门禁、考勤等使用场景下，也仅仅是完成实体卡的刷卡动作，无法通过卡片实时查看刷卡记录．移动化时代更强调设备的智能化，实体校园卡从物理特征而言是缺乏这一“智能”的特性的，它仅仅只能完成单向的信息输出，需要依赖其它设备来弥补其交互的“另一半”功能，从长远而言这一实物卡模式已到达其发展的天花板，很难实现进一步的创新和跃迁．当下，高校正在推进“智慧校园”建设．智慧校园的重要特征即是即时服务、强交互、个性化．实体校园卡作为上一阶段“数字化校园”建设的重要产物，在上述方面都开始显得力不从心．因此，在新的信息化建设阶段，高校有必要对校园卡的未来发展进行深入思考和大胆探索，尝试对校园卡的未来模式和形态进行新的描绘［１］．１建设模式的选择在校园卡的新一轮创新升级方面，目前已存在诸多探索和研究，其建设模式主要有三大类别．１．１对校园卡进行软硬件升级包括升级校园卡芯片、ＰＯＳ机、圈存机器、服务　第Ｓ１期刘　欢等：微信校园卡系统的设计与开发———基于华东师范大学的实践８７器、校园卡软件系统等，并增加校园卡的功能应用．其目标是提升整体的软硬件性能水平，提高服务的流畅性，优化校园卡刷卡体验等．这类路径主要是在现有的实物校园卡体系上进行优化，从根本上而言并不能对已有的校园卡体系进行实质性的改造．１．２在实物校园卡的基础之上，开发移动端软件，以补齐、拓展和强化校园卡的交互功能 这一模式能够有效解决现下实物校园卡的各种短板和问题，如可以在移动ＡＰＰ中随时查看校园卡余额、消费记录、刷卡门禁记录等，甚至可以在手机硬件支持的情况下实现移动支付．然而，这一路径也仍然存在问题，一是实物卡和ＡＰＰ在物理上是分离的，两者的服务并不能实现完全的融合，用户体验仍然存在着缺陷，二是ＮＦＣ等支付手段会受到手机硬件支持的限制，使得一些用户不能享受到这些功能，且仍然存在着“钱包”和“储值”的概念，用户仍需时刻注意其账户余额，三是移动ＡＰＰ的开发、运维都需要消耗大量的人力物力，在用户的推广、留存等方面也存在较大难度，四是实物校园卡在这种模式中仍然处于绝对的核心，ＡＰＰ仅仅只是作为一种补益，因此也很难对现有的格局进行深入的改进．需要注意的是，当下一些高校正在推进的电子校园卡也属于此模式的范畴．１．３开发电子校园卡这一模式是在实物校园卡之外，创造一套独立的虚拟卡体系，将身份识别和消费支付这两大功能在实物卡和电子卡之间彼此分离开来，使电子卡真正跳出实物卡的桎梏，实现“实物卡能做到的，在移动设备上也能实现”．这一模式是对现有校园卡体系的最根本改变，也是满足“智慧校园”随时、随地提供丰富个性化服务的最理想途径，但是从具体实现的角度而言涉及到支付、安全、用户、设施等方方面面，其影响更深，阻力最大，难度也最高．总结来看，上述中的第３种模式是未来校园卡升级的必然模式，也是下一步高校信息化建设中应该着力研究的重点．同时，高校也开始意识到这一模式在建设中存在着很大难度，如果从头开始构架一个全新的电子校园卡框架，将会导致巨大的投入、较长的研发周期，还需承担一定的失败风险．因此，较佳的方案是从已有的移动化框架着手，在其基础上进行电子校园卡的拓展尝试．２设计与开发华东师范大学与微信团队从２０１５年年底开始策划研发电子校园卡项目，研发的基础是微信企业号及微信卡券中的会员卡系统．微信会员卡本身提供了一套从创建、分发、领取、使用、更新到删除的流程化卡券体系，在其基础上，基于微信的校园卡增加了一系列适应于高校使用的特性．一是通过在原生的微信支付中引入会员卡接口，使得支付发起过程中，后台可以通过用户的Ｏｐｅｎｉｄ实时获取校园卡状态，继而对用户是否为校内人员进行判断；二是在微信会员卡中加入原生动态二维码机制，实现有效期的动态设置，并从扫码机具对应后台和校验后台两方面加入控制因素，提升身份识别校验的严谨性；三是以微信企业号作为基本框架，将会员卡的用户体系与企业号平台紧密衔接，实现用户在企业号与卡券平台服务之间的无缝化转移；四是校级领导投以大力支持，跨部门紧密协作，对关键的闸机机具进行更新改造，并采购和定制新的支付机器．２．１微信校园卡整体框架设计微信校园卡的整体技术框架如图１所示．其中，微信企业号通过每日定时与学校公共数据库进行人员和组织机构同步，为微信校园卡提供底层的基础数据［２］，微信校园卡采用了微信会员卡的通用卡模式，通过动态二维码、微信支付和自定义栏目实现基础卡片功能，用户则可以通过微信校园卡完成相应的信息查询、消费支付、身份识别等具体功能．基于微信端的各类功能，我们开发并创建了相应的管理后台，以实现卡片的创建、数据交互等功能，同时便于对微信校园卡的刷卡记录、领取记录、消费记录等信息进行进一步管理，如图２所示．２．２微信校园卡投放功能的开发用户领取电子校园卡的流程主要包括卡片投放、领卡、激活绑定、使用四个步骤，如图３所示．其中，卡片投放采取了线下物料二维码扫码、企业号应用菜单、企业号图文消息推送等多样化的投放方式，用户通过任何一种方式都能够到达领卡页面，此时会员卡系统将判断用户的领卡状态，若已领卡将直接跳转到校园卡界面，若为未领卡，则由微信会员卡系统随机分配一个卡号（ＣａｒｄＩｄ），并在本地后台记录该卡号与用户ＯｐｅｎＩｄ的对应关系，完成领卡操作．领卡后卡片并不能立刻投入使用，而是需要加以激活，在激活过程中，首先通过微信企业号的Ｏａｕｔｈ接口判断该微信用户是否已经认证华东师范大学微信企业号，如果状态为未认证则将跳转到企业号用户认证引导页面，如状态为已认证则获取该用户的校内学工号，并根据具体身份确定卡面图案，再将学工号设置为该卡片的用户号，同时设置用户的个人资料，包括入校年份、身份类别等，８８　华中师范大学学报（自然科学版）第Ｓ１期实现卡片与用户身份信息的绑定．激活后，校园卡便可以投入使用，此时，每当用户进入卡面，将会触发系统将用户信息主动推送给本地后台，后台将从学校的公共数据库系统中查询最新的用户状态信息，并写回卡面中，以此完成诸如校园卡余额等信息的刷新显示．图１　微信校园卡技术框架图２　微信校园卡管理后台图３　微信校园卡领取流程２．３微信校园卡消费支付功能的开发当用户进行食堂消费时，可以从微信校园卡中调出支付界面，或是直接打开原生微信支付，发起带有身份识别功能的支付行为．同时，食堂窗口工作人员在支付机器（本例中为带有Ａｎｄｒｏｉｄ系统并加装了扫码机具的平板电脑）的触摸屏中输入消费金额．接着，用户将手机靠近扫码机具，进行支付二维码扫码，此时系统将判断用户的微信校园卡状态，若存在卡片则表明该用户为校内人员，此时继续完成支付操作，若不存在卡片则表明该用户当前身份并不明确，可能为校外人员，系统将中止支付，如图４所示．在支付过程中，该系统还将显示消费者的公共数据库信息，包括姓名、工号、照片等，以便于窗口工作人员进行相貌和身份比对．２．４微信校园卡身份识别功能的开发当用户需要进行图书馆入闸等身份识别操作时，可以从微信校园卡中调出原生动态二维码，该二维码默认属性为每分钟变动一次．用户将手机靠近闸机扫码机具，完成扫码行为．闸机识别二维码后，将１８位动态数字推送给本地后台，本地后台经　第Ｓ１期刘　欢等：微信校园卡系统的设计与开发———基于华东师范大学的实践８９　与微信服务器握手后，解析得到该动态数字对应的发起操作的学工号，并将学工号推送给闸机校验后台．后台校验确认该学工号具有入闸权限后，更新用户数据，闸机硬件再完成开闸行为，如图５所示．图４　微信校园卡消费支付流程图５　微信校园卡入闸流程为了进一步节省物理空间，闸机上同时部署了两类身份识别方式．以图书馆闸机为例，该闸机同时具有校园卡刷卡和微信二维码扫码两套机具，可以让师生自由选择入闸方式．在闸机校验后台和本地后台中，还对学工号的入闸频率、二维码时效进一步进行了限制，不管是使用微信校园卡还是实物卡，学生在一定时段内只能入闸一次，以限制学生外借校园卡给他人入闸的情况．除身份识别和消费支付外，微信校园卡中还利用自定义栏目设置了实物校园卡充值、余额查询、消费记录查询、借书记录查询、通知公告查询等五种用户粘度较高的交互入口．同时，这些入口又与微信小程序进行了整合，用户在点击功能链接后，将跳转到小程序界面而非Ｈ５页面，以进一步提升用户的使用体验．图６　微信校园卡界面３总结微信校园卡上线三个月，领取总量达２５０００张，中山北路校区闸机刷卡数据达１．５万条，用户活跃度达到１００％，在师生中得到了普遍好评．微信校园卡在有效解决了校园卡使用排队、遗失忘带等痛点，给学生带来便利的同时，还有助于帮助学校节约人力管理成本和制卡成本，提高信息化水平．此外，除了身份安全识别和移动支付，校园卡更是一个信息综合平台，得益于校园卡的超高频使用，重要的服务信息在这里受到了较高关注．借助微信平台实现的电子校园卡体系，具有着开发成本低、安全性高、研发速度快、项目风险较小、推广便捷等优点［３］．展望未来，微信校园卡系统将逐步替９０　华中师范大学学报（自然科学版）第Ｓ１期代传统实体校园卡的各种功能，将信息化服务的触角进一步加以延展［４］，使师生能够充分运用手中的智能终端，更便捷地享受各类校园信息化服务．参考文献：［１］　吴旻瑜，刘　欢，任友群．“互联网＋”校园：高校智慧校园建设的新阶段［Ｊ］．远程教育杂志，２０１５（４）：８－１３．［２］　钟石根，张良杰，游陈盛，等．借力微信企业号建设智慧校园［Ｊ］．中国教育信息化，２０１６（１１）：４８－５１．［３］　刘　欢，刘　畅，沈富可．电子校园卡：“以动制静”让安全相随［Ｊ］．中国教育网络，２０１７（４）：３５－３７．［４］　刘　欢，卢蓓蓉，陈　颖．高校微信平台简洁之道［Ｊ］．中国教育网络，２０１３（１０）：５２－５５．Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ＷｅＣｈａｔ　Ｃａｍｐｕｓ　Ｃａｒｄ　Ｓｙｓｔｅｍ———Ｂａｓｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　ＥＣＮＵＬＩＵ　Ｈｕａｎ，ＬＩＵ　Ｃｈａｎｇ，ＰＥＮＧ　Ｗｅｉ，ＳＨＥＮ　Ｆｕｋｅ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００６２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ　ｃｏｌｌｅｇｅｓ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｍｐｕｓｃａｒｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｄｅｍａｎｄｓ　ｏｆ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔｅａｃｈｅｒｓ　ａｎｄ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃａｍｐｕｓ　ｃａｒｄ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｍｏｄｅ　ｗｈｉｃｈ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ　ａ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｃａｒｄ　ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｎｔａｉｎｓ　ｉｄｅｎｔｉｔｙ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｕｍｅｒ　ｐａｙｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｃｏｒｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｂｅｓｉｄｅｓｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃａｍｐｕｓ　ｃａｒｄ．Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｎｄ　ＷｅＣｈａｔ　ｇｒｏｕｐ　ｊｏｉｎｔｌｙ　ｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ＷｅＣｈａｔ　ｃａｍｐｕｓ　ｃａｒｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｍａｎｙ　ｃｏｒｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ＷｅＣｈａｔｃａｍｐｕｓ　ｃａｒｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ，ｈｉｇｈ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ，ｃｏｎｖｅｎ－ｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｅａｓｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｅ－Ｃａｒｄ；ＷｅＣｈａｔ　Ｅ－Ｃａｒｄ；Ｃａｍｐｕｓ　Ｃａｒｄ；ＷｅＣｈａｔ　Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ。