基于微信小程序的签到平台的研究与设计

0 引言

为解决传统签到耗时长、 效率低等问题， 出现了多种签到形式， 包含硬件和软件两种， 但是现存的技术存在一定的缺陷。 为此， 设计出实现高效率、高可信度的签到平台是非常重要的。 手机安装最多、使用最频繁的移动应用中， 微信是首屈一指的， 几乎成了必备软件， 活跃粉丝数量巨大。 2016 年一季度, 微信的月 活跃账户达 8.06 亿 [1] 。 强大的市场为微信小程序的使用提供了极佳的环境， 加之其本身方便快捷、 即走即用以及不占用内存等优点， 为单一场景的应用提供了广阔的场景。

1 签到领域现状分析

传统签到模式中存在签到耗时长、 签到结果难以准确实时统计、 少数签到人员有意作弊或不配合签到等诸多问题。 为此， 出现了多种解决签到问题的各种硬软件技术。硬件主要包括， 指纹考勤机， 其识别效果好速度快， 但是受场地限制且数据不能自 动统计； ID 卡，速度非常快， 可以组成一卡通的模式， 但是存在代打卡的现象； 纸卡钟， 统计方便， 是存在购买考勤卡的耗材费用； 人脸识别考勤机， 可识别身份的唯一性， 但是存在对使用环境的限制； 虹膜识别考勤机， 精度高， 成本高； 指静脉识别机， 鉴别人体静脉血管， 识别速度较慢， 不适合大规模人群使用；摄像考勤机， 智能射频（ 采用 MF1 卡） 与摄像技术结合； 考勤巡更系统， 需要每个巡更人员配备一只巡更器， 巡更人员每天巡查， 到信息点时进行触点记录。软件方面， 目 前签到类产品提供的服务大致在单一打卡、 习惯养成、 活动发起及朋友圈展示等方面， 功能缺乏针对性、 界面不够友好。 这些产品虽然具有签到功能， 但是多数不能直接展示出谁未到场， 只是给出到场人数与未到场人数， 少数可以罗列出到场人员姓名， 但是结果呈现方式单一、 统计方式不直观， 不能根据用户需求进行变更。 此外，也有基于硬件定位、 手势密码、 声波识别、 人脸识别等技术， 或基于其中两种技术结合的签到类软件，但都不能完全杜绝签到作弊现象。 目 前， 以钉钉为代表的签到类 APP 已经占据很大的市场， 但这类软件需要下载、 占用移动端内存、 不跨平台、 需要分别开发适合 Android 和 iOS 操作系统的应用版本，且很多 APP 不具备通用于多种应用场景的功能。

2 签到平台的选择

设计一种低成本、 防作弊、 环境友好、 应用场景广泛且易于推广的移动签到平台具有重要的现实意义。 功能全面、 准确度高的签到类硬件设备均价格昂贵， 而且部分硬件由于环境因素的限制而缺乏灵活性， 签到数据也不能很好处理。 相比之下， 软件开发成本低， 用户体验感和参与感更强。 微信小程序的诞生则打开了一个新的视野， 微信小程序嵌入于微信之中、 不需要下载安装即可使用， 具备无需安装、 触手可及、 用完即走、 无须卸载的特性 [2] 。

相比于目 前市面上各类硬软件签到工具， 通用签到小程序的具体特点及研究意义如下：第一， 签到小程序应用场景广泛， 极具通用性。本小程序以通用签到功能为主， 实现多种场景下的应用，同时也可以作为第三方签到小程序 API 供其它程序调用。 可满足不同用户在不同领域的工作/学习需求手机应用分析， 也可满足同一用户在不同应用场景下的需求。 例如在高校当中， 为保证学生上课按时出勤和人身安全， 需要进行课前签到和晚间查寝等工作，同时还可以利用该签到软件快速收取作业， 给出统计结果， 提高班委工作效率。 对于教职工等上下班、开会等出勤签到都可以通过该签到小程序完成， 并完成后台实时的签到统计。 对于社会其他室内外工作人员可进行上下班签到、 确定人员的在岗时间、员工加班时间统计； 对于工程现场签到而言， 在督促施工现场岗位人员到岗履职， 遏制工程项目 建设实施阶段挂靠、 转包、 非法分包等违法违规行为，保证建设工程质量和安全生产等方面， 签到小程序都可以很好的完成。

第二， 高效性。 极大地减少使用者和管理人员的工作量， 实现跨平台多场景可高效应用。 以微信小程序为载体， 方便快捷、 即走即用、 速度快。 可一键生成、 下载签到结果报表， 大大提高工作效率。第三， 准确即时高可信性。 采用人脸识别技术、AGPS 定位技术相结合。 将 GPS 定位技术与无线通信技术相融合的辅助全球卫星定位系统 AGPS 由于融合了地面定位技术和卫星定位的优点， 因此被认为是解决室内或者城市微弱信号环境卫星导航定位最具应用前景的研究方向之一 [3] 。 同时可根据用户的级别和权限即时查询对方所在位置， 实现三维度签到精准定位。

第四， 后台大数据分析统计。 为了提供更直观的签到情况， 项目 将签到的数据进行统计并将数据结果以统计图表等可视化形式进行展示。

第五， 在数据足够多的情况下， 本小程序还可以根据实际需要， 利用相应大数据算法数据进行分析，如预测员工状态及公司业绩， 区分无效签到行为等。以最低的成本和最新的技术实现具有通用意义的签到类微信小程序。 利用人脸识别、 AGPS 定位技术和即时监管功能， 研究高可信度签到监督和三维精准定位的方式， 以实现防作弊、 环境友好型的微信小程序。 本项目 将采用当前业界流行的前后端分离开发模式并进行相应智能算法的改进研究， 通过本微信小程序的设计开发， 有效的实现多种应用场景下的签到、 一键生成下载签到结果报表、 利用相应算法对签到结果进行多种可视化展示、 同时通过大数据算法对公司业绩及员工工作态度进行合理预测的功能 [4] 。

签到类微信小程序能够解决真实存在的社会需求， 改善现存签到软硬件技术的不足之处。 它的应用推广上线将会满足用户 在多种应用场景下的需求， 杜绝签到作弊的现象， 为相关人员提高工作效率和工作质量提供途径。 本项目 利用人脸识别和微信小程序云开发等新技术、 涵盖多种应用场景的新模式， 实现技术和模式等方面的创新开拓， 为广大用户带来新价值， 而后对拥有的资源进行优化整合，创造出更大经济或社会价值， 促进创新领域的研究和创业意识的养成 [5] 。

3 签到平台的设计

3.1 数据库的选取和建立

以本校计信学院为例， 研究如何快速建立实用的师生基本信息库， 针对真实的个体进行监督。 统计签到结果， 建立签到结果信息库， 用于定期的大数据统计及可视化分析。 针对人脸识别功能建立人脸信息库。

3.2 移动端开发技术

基于构建并开发一个全栈式微信小程序， 完成从前端展示到后端服务器全流程项目整合开发。 前端将研究如何利用微信小程序提供的 MVVM 框架， 结合UI 界面设计， 开发出具有良好用户体验的微信小程序。

3.3 利用 最新上线的小程序后端云开发、 云存

储、 云调用技术采用当前流行的前后端分离开发模式。 服务端区别于传统的全栈开发模式将采用小程序云开发，优点是无需部署 Node.js、 域名和证书； 前端可以直接查询有权限的数据库； 封装统一的上传文件 API，无需开发后端接口 ； 控制台轻松测试 API、 监控云函数和查看日 志 [6] 。

3.4 实现各种功能及算法

（ 1） 结合腾讯地图 API 及腾讯人脸识别 SDK双重保证进行个人定位， 将其用于学生签到和晚查寝中， 并通过分析使用效果对其进行改进， 同时拓展应用于其它场景。

（ 2） 实现签到报表生成并下载打印技术。

（ 3） 利用大数据分析算法进行数据分析及大数据可视化技术。

（ 4） 各签到应用场景业务流程的计算机实现，包含出勤、 作业、 会议、 查寝及工程监理（ 实时采集各工程现场的施工、 监理项目 部门被锁定人员及相关管理人员的考勤信息等）。

（ 5） 利用 AGPS 辅助全球卫星定位系统， 加快定位速度， 增加位置反馈结果的精准度。

（ 6） 利用逐步回归和 CBA 等大数据分析算法，实现对无效签到行为的分类， 以及根据签到结果进行多种预测等。

3.5 后台数据库及系统维护随着使用量的增大， 用户信息等存储在服务器端的数据量也会增大。 因此， 需要定期维护数据库容量， 检测程序运行时可能会出现的问题 [7] 。

4 功能实现

本平台旨在利用手机定位、 人脸识别、 即时定位相结合的三重保障， 完成即时监督功能， 实现对本人和所在地的三重精确定位， 解决签到、 查寝时学生投机取巧的问题， 减少人工查寝及其它签到的人力和时间。 通过扫描二维码收作业， 解决课前签到和收作业混乱的问题， 生成统计报表的形式给老师呈现出直观的学生签到、 交作业情况。 通过扫描二码快速实现现场签到加以大数据处理及可视化， 对各个应用场景的签到数据分析整合， 并实现可视化， 显示形式多样、 美观， 显示结果一目 了然，可以满足管理者的各种签到统计需求， 并提供生成、下载及打印签到报表功能等。 利用大数据算法对各种签到数据进行分析并实现可视化。 利用逐步回归（ Stepwise Regression） 和 CBA 算法。 逐步回归分析是一种被广泛应用于各个领域并极具价值的多元线性回归中的自 变量选择方法。 它的基本思想在于逐个引入显著性变量， 同时剔除不显著性变量， 以期 获得最优的 回 归 模型[8] 。 CBA 首先用 著名 的Apriori 算法产生所有后件为类标号的关联规则, 然

后将这些规则按照优先级进行排序， 并选择具有最高优先级的规则集合覆盖训练集， 从而构造分类器 [9] 。 结合以上算法与员工加班程度对其公司业绩及员工未来工作态度做预测。 根据基于关联规则的分类算法实现用户身份的检测和无效签到行为的分类， 避免无关人员的参与导致签到结果不准确。 利用最新的小程序后端云开发、 云存储、 云调用技术进行后台管理。 数据库的设计和存储方式的改进。全栈式小程序架构及开发模式流程。目 前还没有同类应用小程序完成各种应用场景的通用定位签到， 涵盖上班、 会议、 收缴作业、 查寝、 即时定位、 实时采集各工程现场的施工监理项目 部门被锁定人员及相关管理人员的考勤信息等多项功能， 满足实际问题的真实需求 [10] 。

5 结语

本签到小程序采用当前业界流行的前后端分离开发模式并结合人脸识别、 AGPS 定位技术和即时监管功能， 研究高可信度签到监督和三维精准定位的方式。 实现一键生成、 下载签到结果报表， 利用大数据算法对结果进行可视化展示。 多维度应用场景， 旨在开发出通用的签到类微信小程序。

（编辑：拼字网 - 核心网）

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