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1、基于微信校园卡的图书馆闸机身份识别方案设计与实现 夏凌云 苏雪林 李祥璞 中国石油大学(华东)网络及教育技术中心 中国石油大学(华东)经济管理学院 中国石油大学(华东)计算机与通信工程学院 摘 要： 现如今, 自动识别技术飞速发展, 二维码作为自动识别技术最底层的信息存储载体之一, 在信息识别领域发挥着重要作用, 必然有许多其他条码无法替代的优势。同时, 微信校园卡带给高校师生全新的刷卡体验, 比实体卡存在一定的便利之处。本文针对二维码扫描技术和微信校园卡的开发, 对图书馆闸机的通过机制, 进行了二次修订和开发, 使得高校师生刷微信校园卡内置的二维码即可通过图书馆闸机, 二维码每五分钟动态更新
2、一次。关键词： 微信校园卡; 闸机; 门禁系统; 二维码扫描器; 作者简介：夏凌云 (1980-) , 男, 工程师, 主要从事互联网技术、计算机软硬件技术和物联网技术。收稿日期：2017-04-24基金：2016 年“国家级大学生创新创业训练计划”之“产学合作国家大学生创新创业训练计划联合基金项目” (编号 201602001021) Design and Implementation of Library Gate of Campus Card Identification Scheme Based on WeChatXIA Ling-yun SU Xue-lin LI Xiang-pu
3、Internet and Education Technology Center, China University of Petroleum (East China) ; School of Economics and Management, China University of Petroleum (East China) ; School of Computer and Communication Engineering, China University of Petroleum (East China) ; Abstract： Today, automatic identifica
4、tion technology as a qr code at the bottom of the one of information storage carrier, plays an important role in the field of information identification, there must be many other barcode irreplaceable advantages. At the same time, We Chat campus card swipes experience of new college teachers and stu
5、dents, has certain advantages than physical card. This paper aims at the development of the We Chat campus card to the library through the mechanism of brake machine, for secondary revision and development, makes teachers and students in colleges and universities to brush WeChat qr code can be throu
6、gh the library of campus card built-in brake machine, qr code dynamic update once every five minutes.Keyword： WeChat campus card; brake machine; access control system; qr code scanner; Received： 2017-04-241 引言随着现代计算机、网络技术、数据库、电子和机械的快速发展, 图书馆门禁系统正在成为图书馆馆藏资源安全的一个重要组成部分, 图书馆门禁系统也是提高图书馆管理效率、管理水平、优化资源库的重
7、要组成部分1。从以上叙述不难看出, 图书馆门禁系统的作用非常之大, 所以闸机通道的身份识别方案也变得非常重要。其次, 几乎所有高校教师和学生都习惯于随身携带一张“卡”校园卡, 这张卡有着非常广泛的用途。在一定程度上, 校园卡比身份证和银行卡还要重要, 极小极薄的一张校园卡, 却拥有着身份识别和消费支付这两大功能, 虽然校园卡给予了教师和学生很大的便利, 但是也有一定的缺点, 将教师和学生与一张实体的卡牢牢地绑定在了一起。这也就意味着, 如果实体卡不慎遗失, 会带来很多困扰, 不能进出图书馆、宿舍门禁, 不能在餐厅消费等。特别是高校图书馆闸机通道这一块, 校园卡的作用显得更为重要, 为了保证图书
8、馆环境安全可控, 师生均需刷有身份认证功能的“卡”方可通过闸机, 若忘带实体卡, 就无法通过闸机, 所以若是手机里还有一张微信校园卡, 势必方便很多。同时, 随着二维码的应用越来越广泛, 使用移动设备解决方案的动态二维码来替代实体卡, 是非常有必要的。2 微信校园卡简介微信有着实时通信、异步通信、支持多种媒体信息等功能强大的特点, 微信让信息交流更加迅速、开放和高效2。微信校园卡是一种虚拟卡, 放置在微信卡包里面, 微信卡包是一种可以聚合传统钱包中的银行卡、优惠券、电影票、会员卡等信息的容器3。微信校园卡这种虚拟卡解决了校园卡遗失忘带、校园卡充值需排长队等高频问题, 开发微信校园卡, 旨在给高
9、校师生带去便利, 同时帮助高校节约人力管理成本和制卡成本, 提高高校信息化水平, 真正打造智慧校园。图 1 中国石油大学 (华东) 微信校园卡版面 下载原图2.1 线下身份确认, 取代实体卡高校图书馆、宿舍、实验室等地方对进入人员的身份识别要求极高, 外来人员一般不可入内, 所以, 师生如果忘带实体卡, 则会带来较多不便, 无法进入相应场所, 同时, 这些门禁的管理人员靠手工登记, 浪费极大地人力成本;若是实体卡遗失, 被不法分子捡走, 更是存在安全隐患。现将微信校园卡存放于微信卡包, 利用动态二维码做图书馆闸机身份识别, 师生进入图书馆时只需在微信卡包内找到本校校园卡, 若师生处于该张卡券可
10、用范围内, 卡券会浮在最上方, 节省时间成本, 然后闸机扫描二维码即可进入。二维码自动更新的时间间隔是5 分钟, 到一定时间原二维码自动失效, 所以安全等级相对较高。图 2 图书馆闸机识别二维码 下载原图2.2 信息综合平台微信校园卡卡面上能涵盖高校大部分师生的需求, 例如网络服务、课表信息、校园卡余额查询、消费查询、图书查询、微信圈存、教务成绩查询等各种实用性功能。微信校园卡上的自定义链接可按照各高校不同的需求进行设置, 也可放置“通知公告”板块, 公布学校讲座信息等。3 微信校园卡实现方案3.1 素材准备首先, 微信公众平台需要申请开通卡券功能, 本文中中国石油大学 (华东) 用的是服务号
11、类型。微信校园卡是卡券分类下的通用卡类别, 与现在商家提供的会员卡原理类似。其次, 微信校园卡建卡的过程中, 需要一张校园卡背景图, 以及实现微信校园卡卡面数据更新的各类数据接口, 其中最重要的是统一身份认证接口, 是将学生信息与卡包里的校园卡绑定的必要手段。3.2 实现过程微信校园卡从无到有的过程分为:建卡发卡领卡。其中建卡过程最为繁琐, 特别地, 身份认证是其他应用的基础, 建卡时, 最重要的一步即为身份认证, 使用高效数字化系统账号密码验证身份, 认证方 (即:校方) 需要提供一个高校师生身份验证接口, 具体身份绑定流程如下图所示。身份认证绑定步骤:1) 学生在微信客户端打开应用程序,
12、触发了微信公众号许可证 (授权页面提示授权给腾讯微校) ;2) 微信公众号获得许可证后, 回调跳转到腾讯微校身份 (账号密码模式) 绑定页面, 写入本校数字校园帐号 (如学生号码) 和对应的密码;3) 腾讯微校绑定页面的数据发送到微校的管理后台 (注意:腾讯微校管理后台不会保存学生的数字校园账号和密码) , 腾讯微校管理后台将相应的账号密码信息加密伴随签名发送到认证方提供的高校师生身份认证接口 (认证方:即校方提供) ;4) 认证方:即校方验证签名, 并解密, 然后验证学生身份, 返回加密后的校验结果;5) 腾讯微校收到相应的校证信息, 如果成功, 跳到相应的应用页面, 失败 (遇到问题时)
13、作出适当的提示。图 3 身份认证流程图 下载原图其次, 身份认证流程中涉及到的签名算法, 采用微信支付后端签名算法。签名生成的通用步骤是:让所有发送或接收的数据都是集合 M, 根据参数名称 ASCII码 (字典顺序) 将集合 M 中的非空参数参数从小到大排序, 使用 URL 键值对的格式 (即 key1=value1&key2=value2) 拼接成字符串 string A。验证者 (校方) 特别注意以下重要规则:参数名称 ASCII 码从小到大排序 (字典顺序) ;如果参数的值为空不参与签名;参数名区分大小写;当验证调用返回或使用微信主动通知签名时, 发送的 sign 参数不参与签名, 并且
14、生成的签名用sign 值进行验证。String A 在字符串中最后输入 string Sign Temp 字符串, 并用 string Sign Temp MD5 操作, 然后将字符串的所有字符都取大写, 得到符号值 sign Value。签名算法中用到的 APP_KEY 和 APP_SECRET, 每一个具有一对唯一的 APP_KEY 和APP_SECRET, 由微校生成。APP_KEY 和 APP_SECRET 与公众号的关系是一对一。换句话说, 不同的微信公众号, 访问相同的身份认证接口, 与 APP_SECRET 一起使用的 APP_KEY 是不一样的。图 4 签名算法示例 下载原图完
15、成身份认证工作, 通过调用创建卡券相关接口创建卡券。具体如下:1) 将商户图标 (即校园卡左上方图标) 上传微信服务器, 通过调用创建卡券的上传 LOGO 接口, 并获取 logo URL。2) 获取门店 ID。通过调用门店管理接口获取 ID, 设置卡券适用于哪个门店。3) 调用“获取颜色列表”接口, 设置卡背景颜色, 或者调用上传背景图片接口, 上传背景图。4) 调用创建卡券接口, 设置卡券对应信息, 获取卡片凭证 ID, 并标记可用库存, 设置相应的库存数量。卡片创建成功后将自动提交审核, 审核结果将通过事件通知到对应业务用户。开发人员可以调用白名单设置接口来设置用户白名单, 领取未经过授
16、权的卡, 并测试整个卡使用过程。特别地, 创建卡券成功后会获取到一个卡券 ID, 一个卡券 ID 代表一类卡券, 包含相应库存数量的 Code 码 (一张卡券的唯一标识, 核销卡券时使用此串码, 支持开发者自定义) , 目前卡券支持五种 code 显示类型:即二维码显示 code、二维码不显示 code、一维码显示 code、仅 code 类型和无 code 类型 (仅限支持券) , 中国石油大学 (华东) 微信校园卡 code 显示类型为二维码显示 code 类型。微信校园卡创建成功, 通过审核后, 业务用户可以通过文档提供的其他接口 (生成领卡二维码或链接) 将卡发给用户, 每次有用户成功领取卡片, 相应的库存数量会被扣除。3.3 校园卡调出微信校园卡放置于微信卡包, 卡包在微信“我”菜单下, 找出本校校园卡, 点击卡面右上角二维码, 可放大, 将手机置于图书馆闸机二维码扫描器, 待闸机放行即可通过。4 图书馆门禁系统结构与原理图 5 置于卡包的微信校园卡 下载原图图书馆自动化门禁系统
