基于微信开发的校园智能通信系统设计
冯志强 刘志勇
摘 要： 为了完善校园通信局域网建设，提高校园网的功能集成能力，提出基于微信开发的校园智能通信系统设计方案。系统开发环境建立在CompactPCI总线协议控制和腾讯PXI通信协议环境上，采用物联网与无线射频识别构造方案进行校园网的通信基础设施建设，在微信平台上实现校园宿舍、图书馆、食堂以及学生信息管理系统的通信集成设计，满足校园智能通信和信息管理需求，并对通信系统进行了硬件构造和软件开发设计。测试结果表明，利用该系统进行校园智能通信，信息集成度较高，人工智能性较强，系统稳定可靠。
关键词： 微信； 校园网； 智能通信系统； CompactPCI总线； 网络协议
中图分类号： TN915.5?34； TN911 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）22?0045?03
Abstract： In order to improve the construction of campus communication local area network and the function integrated capability of campus network， a design scheme of campus intelligent communication system based on WeChat is put forward in this paper. The development environment of the system is based on CompactPCI bus protocol control and Tencent PXI communication protocol environment. The communication infrastructure of campus network is constructed by means of the structural scheme of wireless RF recognition and Internet of Things. The communication integrated design of of campus dormitory， library， dining hall and student information management system is realize on the WeChat platform to meet the needs of the campus intelligent communication and information management. The hardware construction and software design of the communication system are carried out. The test results show that the system has a high degree of information integration， strong artificial intelligence and high stability for campus intelligent communication.
Keywords： WeChat； campus network； intelligent communication system； CompactPCI bus； network protocol
0 引 言
高校校園管理是一项系统工程，需要通过智能化集成信息管理，把校园管理建立在智能通信系统基础上，实现对高校各项事务和设施的集成化信息处理和调度，提高高校的信息管理综合化水平。随着移动通信技术的发展，在移动通信设备终端的APP中进行校园智能通信设计，能实现高校信息的互通共享，在微信平台广泛应用的时代背景下，通过微信公众号和微信群建立校园智能通信系统具有很强的人气基础。因此，研究基于微信开发的校园智能通信系统设计方法，在提高校园智能信息管理和信息通信能力方面具有重要意义[1]。本文设计的校园智能通信系统建立在腾讯微信公众平台基础上。首先进行系统的总体设计构架分析，建立校园智能通信系统的功能模块，并给出设计技术指标；然后通过硬件模块化设计和软件开发，实现校园智能通信系统的开发设计；最后进行系统测试分析，得出有效性结论。
1 系统总体设计构架
1.1 系统设计原理介绍与设计指标
本文研究的基于微信开发的校园智能通信系统的功能主要包括：互联网及物联网的接入功能；微信公众平台开发；多通道校园网络通信数据记录分析；通信传输的总线控制。其硬件模块主要包括收发转换电路、数据A/D采集、模拟信号预处理机、通信信号的频谱分析以及功率放大等部分。在输入信号频带范围已知的情况下，校园网通信平台的数据采集系统采用FIR带通滤波作为频谱分析仪，通过多通道数据记录分析记录校园智能通信信息处理的通信信息数据，结合校园网与DSP进行高速率数据传输，在微信平台的参数面板上根据D/A转换器输出的特征数据进行初始化处理，将处理结果及时传输到PC机[2]。在微信平台中，手机用户植入微信APP，并采用射频识别系统进行图书馆、食堂、宿舍管理、校园门禁管理等信息采样，记录学生的个人信息，并上传到数据处理中心，通过专用短程通信标准进行信息发布和大数据处理[3]。在微信平台中进行实时数据开发和检索，分析出学生的图书馆借阅喜好、个人饭堂的日常开销等信息，并通过这些信息输入到微信通信系统中，方便校方进行学生的管理评估，为进行助学资金发放、学生学习和消费评估等提供参量依据。根据上述分析，构建校园智能通信系统开发界面设置和功能结构图如图1所示。
在对系统的功能模块化建模分析的基础上，进行技术指标分析，本文构建的校园智能通信系统采用无线电射频识别技术和RFID技术进行信息特征采集。在微信平台中接入互联网和物联网信息终端，通过校园网络实现平台化集成管理调度。通信系统进行信息采样的通道数设定为8通道同步、异步采样，输入电压控制在±12 V，采用16位定点STM32内核进行微信平台的集成控制。在微信开发中，平均端到端时延设定为2.334 B/s，平均送达率为12 Kb/s，数据包分组送达率为2.893 KB/s，系统开发环境建立在CompactPCI总线协议控制环境中，微信通信采用腾讯PXI通信模型下的PC133 SDRAM贪婪转发机制，通信系统设定有CAN2.0B接口，以此作为RFID输出端口。
1.2 系统功能模块组成
本文设计的校园智能通信系统采用RS 232/RS 422时钟自动化控制系统进行通信A/D采样，采用物联网与无线射频识别构造方案进行校园网的通信基础设施建设，完成同步授时服务。在Telephonics自动化系统中应用数据处理服务器接收校园通信数据，读取同步时钟信号，在微信平台终端建立IPDS 综合信息显示系统，可以实现6通道的校园通信数据RFID射频识别和信息采样。通信系统的微处理器采用低功耗的PC133 SDRAM处理器，在微信平台的NOR FLASH中修改用户的访问权限，在SDRAM中建立微信校园智能通信系统的缓存区域，通信输出接口包括了LinearLayout，TableLayout， RelativeLayout[4]。在通信带宽满足输出频段需求时，构建DSP处理器和PCI总线两模块，在外部I/O设备中进行逻辑控制。当用户有浏览、 搜索行为时，读取A/D采样值进行处理，在后台管理程序中进行程序控制和数据加载，根据采样值幅度调整通信输出，构建硬件模块，设置合理的采样频率，通过模拟信号预处理机放大接收到的校园通信信号，实现对校园通信信号的有效性检测和PCI通信。综上，得到本文设计的基于微信开发的校园智能通信系统功能模块组成如图2所示。
在通信系统的总线控制中，采用DSP控制D/A转换器进行数/模转换。在系统的稳压状态下，校园智能通信系统采用开关电平控制动态增益控制码进行微信开发中多路谐振抑制，采用控制信息服务系统进行数据采集与处理。通信服务器（CM）采用数据信息处理芯片进行集成控制，对公共感知信息进行分析，进行校园信息的智能传输与信息共享。信息服务系统与公共控制系统采用数据服务器、管理服务器获知的外部信息并转换成微信能传输通信信号[5]，对微信软件的通信数据采用调制解调模块实现通信信号解调，为通信模块和传感器模块提供数据支撑和存储服务。
2 系统的硬件体系结构设计
在微信平台上实现校园宿舍、图书馆、食堂以及学生信息管理系统的通信集成设计，满足校园智能通信和信息管理需求。对校园智能通信系统设计包括了硬件体系结构设计和软件开发设计两大部分[6]，描述如下：
（1） A/D模块设计。校园智能通信系统的A/D设计主要实现校园通信信息采样和模/数转换功能，采用MVB总线控制技术在微信平台上进行数据传感采样，对校园宿舍进出、图书馆借阅、食堂消费等通信信息进行采样，使用FPGA和ARM处理器数据云计算处理和信息融合。
（2） 上位机通信模块。该模块实现手机与路由器終端的蓝牙传输和信息通信功能，是整个校园智能通信系统的核心，上位机通信硬件平台上采用一款高性能的ARM Cortex?M3为内核，通过 I/O 通信模块在微信终端平台上进行网络管理，上位机输出采用32位RISC多通道传输协议，通信的应用程序在采用 Qt/E 集成开发工具设计，应用跨平台的C++应用程序进行动态存储扩展[7]。在通信系统的终端产生帧同步脉冲，配置发送寄存器，串口发送时钟后[8]，在设备数据库中进行并行处理，实现校园智能通信的双缓冲存储。
（3） 功率放大模块设计和智能传感装置设计。功率放大模块是实现校园智能通信系统的输出放大功能，采用压控放大器进行功率放大模块设计，包括了在微信输出平台上进行数据传感器采集。采用动态增益控制码进行收发转换控制，输出的校园通信数据通过PCI总线传至PC实现功率放大和智能管理[9]，并将校园通信数据的处理结果发送到PC机，实现远程无线通信。
3 软件开发与应用测试
在微信平台上进行校园通信系统软件开发，采用跨平台的C++应用程序以及UI 开发框架进行通信系统的网络模型构建。在CCS 2.20开发平台下进行微信公众号设计和通信应用处理程序设计，微信界面管理端采用VB，VC等可视化开发平台，首先对校园智能通信系统进行信道模型设计，在汇编器中进行在线编程（Emulator）和链接程序编译。采用C5409A XDS510 Emulator仿真器进行A/D采样数据以及智能传感装置采集数据的加载和写入，用ASM语言进行程序编译控制，经过在线编程和链接程序编译生成.out文件。使用CAN功能对RAM缓存区的通信数据进行初始化，设定CAN传输的位时序，并进入中断子程序，实现校园通信数据的正确采样。为了测试本文设计通信系统进行校园通信中的应用性能，进行仿真实验分析，利用DSP的[IOSTRB]端口写入外部I/O的读写信号。通信的测试信号为LFM波，采样通道的脉宽为16 ms，带宽强度为12 dB。通过微信平台进行通信信息传输，测试通信的准确性，得到测试结果见表1。分析表中结果得知，采用本文系统进行校园智能通信的准确传输性能较好，误码率较低，提高了数据的整合传输能力，信息集成度较高，人工智能性较强。
4 结 语
本文进行了校园智能通信系统的优化设计，基于微信开发技术，采用物联网与无线射频识别构造方案进行校园网的通信设施建设。研究得出，该系统在校园智能通信的信息集成度较高、误码率较低、系统传输稳定。
参考文献
[1] 张鹏，王天枢，杨国伟，等.全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价[J].红外与激光工程，2015，44（8）：2506?2510.
[2] 房延鹏，高泽华，亢雄伟.基于RFID技术安全保障系统的设计与实现[J].物联网技术，2015，5（7）：76?79.
[3] 王维猛，焦荣华，李晓辉.TD?SCDMA系统DOA?TOA定位技术研究[J].现代电子技术，2014，37（8）：1?4.
[4] CHOI J S. Design and implementation of a PCE?based software?defined provisioning framework for carrier?grade MPLS?TP networks [J]. Photonic network communications， 2014， 29（1）： 96?105.
[5] 薛胜军，胡敏达，许小龙.云环境下公平性优化的资源分配方法[J].计算机应用，2016，36（10）：2686?2691.
[6] 刘子威，苏洪涛，胡勤振.一种零陷展宽稳健旁瓣相消算法[J].电子与信息学报，2016，38（3）：565?570.
[7] 陈荷荷.基于部分冗余合并的OBS网络冲突解决机制[J].激光技术，2016，40（4）：531?535.
[8] 林永峰，陈亮.面向安全性分析的嵌入式软件测试方法研究[J].现代电子技术，2016，39（13）：80?83.
[9] 徐倩漪，齐芳.基于机器学习的通信网络非结构化大数据分析算法研究[J].激光杂志，2016，37（10）：125?128.
摘 要： 为了完善校园通信局域网建设，提高校园网的功能集成能力，提出基于微信开发的校园智能通信系统设计方案。系统开发环境建立在CompactPCI总线协议控制和腾讯PXI通信协议环境上，采用物联网与无线射频识别构造方案进行校园网的通信基础设施建设，在微信平台上实现校园宿舍、图书馆、食堂以及学生信息管理系统的通信集成设计，满足校园智能通信和信息管理需求，并对通信系统进行了硬件构造和软件开发设计。测试结果表明，利用该系统进行校园智能通信，信息集成度较高，人工智能性较强，系统稳定可靠。
关键词： 微信； 校园网； 智能通信系统； CompactPCI总线； 网络协议
中图分类号： TN915.5?34； TN911 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）22?0045?03
Abstract： In order to improve the construction of campus communication local area network and the function integrated capability of campus network， a design scheme of campus intelligent communication system based on WeChat is put forward in this paper. The development environment of the system is based on CompactPCI bus protocol control and Tencent PXI communication protocol environment. The communication infrastructure of campus network is constructed by means of the structural scheme of wireless RF recognition and Internet of Things. The communication integrated design of of campus dormitory， library， dining hall and student information management system is realize on the WeChat platform to meet the needs of the campus intelligent communication and information management. The hardware construction and software design of the communication system are carried out. The test results show that the system has a high degree of information integration， strong artificial intelligence and high stability for campus intelligent communication.
Keywords： WeChat； campus network； intelligent communication system； CompactPCI bus； network protocol
0 引 言
高校校園管理是一项系统工程，需要通过智能化集成信息管理，把校园管理建立在智能通信系统基础上，实现对高校各项事务和设施的集成化信息处理和调度，提高高校的信息管理综合化水平。随着移动通信技术的发展，在移动通信设备终端的APP中进行校园智能通信设计，能实现高校信息的互通共享，在微信平台广泛应用的时代背景下，通过微信公众号和微信群建立校园智能通信系统具有很强的人气基础。因此，研究基于微信开发的校园智能通信系统设计方法，在提高校园智能信息管理和信息通信能力方面具有重要意义[1]。本文设计的校园智能通信系统建立在腾讯微信公众平台基础上。首先进行系统的总体设计构架分析，建立校园智能通信系统的功能模块，并给出设计技术指标；然后通过硬件模块化设计和软件开发，实现校园智能通信系统的开发设计；最后进行系统测试分析，得出有效性结论。
1 系统总体设计构架
1.1 系统设计原理介绍与设计指标
本文研究的基于微信开发的校园智能通信系统的功能主要包括：互联网及物联网的接入功能；微信公众平台开发；多通道校园网络通信数据记录分析；通信传输的总线控制。其硬件模块主要包括收发转换电路、数据A/D采集、模拟信号预处理机、通信信号的频谱分析以及功率放大等部分。在输入信号频带范围已知的情况下，校园网通信平台的数据采集系统采用FIR带通滤波作为频谱分析仪，通过多通道数据记录分析记录校园智能通信信息处理的通信信息数据，结合校园网与DSP进行高速率数据传输，在微信平台的参数面板上根据D/A转换器输出的特征数据进行初始化处理，将处理结果及时传输到PC机[2]。在微信平台中，手机用户植入微信APP，并采用射频识别系统进行图书馆、食堂、宿舍管理、校园门禁管理等信息采样，记录学生的个人信息，并上传到数据处理中心，通过专用短程通信标准进行信息发布和大数据处理[3]。在微信平台中进行实时数据开发和检索，分析出学生的图书馆借阅喜好、个人饭堂的日常开销等信息，并通过这些信息输入到微信通信系统中，方便校方进行学生的管理评估，为进行助学资金发放、学生学习和消费评估等提供参量依据。根据上述分析，构建校园智能通信系统开发界面设置和功能结构图如图1所示。
在对系统的功能模块化建模分析的基础上，进行技术指标分析，本文构建的校园智能通信系统采用无线电射频识别技术和RFID技术进行信息特征采集。在微信平台中接入互联网和物联网信息终端，通过校园网络实现平台化集成管理调度。通信系统进行信息采样的通道数设定为8通道同步、异步采样，输入电压控制在±12 V，采用16位定点STM32内核进行微信平台的集成控制。在微信开发中，平均端到端时延设定为2.334 B/s，平均送达率为12 Kb/s，数据包分组送达率为2.893 KB/s，系统开发环境建立在CompactPCI总线协议控制环境中，微信通信采用腾讯PXI通信模型下的PC133 SDRAM贪婪转发机制，通信系统设定有CAN2.0B接口，以此作为RFID输出端口。
1.2 系统功能模块组成
本文设计的校园智能通信系统采用RS 232/RS 422时钟自动化控制系统进行通信A/D采样，采用物联网与无线射频识别构造方案进行校园网的通信基础设施建设，完成同步授时服务。在Telephonics自动化系统中应用数据处理服务器接收校园通信数据，读取同步时钟信号，在微信平台终端建立IPDS 综合信息显示系统，可以实现6通道的校园通信数据RFID射频识别和信息采样。通信系统的微处理器采用低功耗的PC133 SDRAM处理器，在微信平台的NOR FLASH中修改用户的访问权限，在SDRAM中建立微信校园智能通信系统的缓存区域，通信输出接口包括了LinearLayout，TableLayout， RelativeLayout[4]。在通信带宽满足输出频段需求时，构建DSP处理器和PCI总线两模块，在外部I/O设备中进行逻辑控制。当用户有浏览、 搜索行为时，读取A/D采样值进行处理，在后台管理程序中进行程序控制和数据加载，根据采样值幅度调整通信输出，构建硬件模块，设置合理的采样频率，通过模拟信号预处理机放大接收到的校园通信信号，实现对校园通信信号的有效性检测和PCI通信。综上，得到本文设计的基于微信开发的校园智能通信系统功能模块组成如图2所示。
在通信系统的总线控制中，采用DSP控制D/A转换器进行数/模转换。在系统的稳压状态下，校园智能通信系统采用开关电平控制动态增益控制码进行微信开发中多路谐振抑制，采用控制信息服务系统进行数据采集与处理。通信服务器（CM）采用数据信息处理芯片进行集成控制，对公共感知信息进行分析，进行校园信息的智能传输与信息共享。信息服务系统与公共控制系统采用数据服务器、管理服务器获知的外部信息并转换成微信能传输通信信号[5]，对微信软件的通信数据采用调制解调模块实现通信信号解调，为通信模块和传感器模块提供数据支撑和存储服务。
2 系统的硬件体系结构设计
在微信平台上实现校园宿舍、图书馆、食堂以及学生信息管理系统的通信集成设计，满足校园智能通信和信息管理需求。对校园智能通信系统设计包括了硬件体系结构设计和软件开发设计两大部分[6]，描述如下：
（1） A/D模块设计。校园智能通信系统的A/D设计主要实现校园通信信息采样和模/数转换功能，采用MVB总线控制技术在微信平台上进行数据传感采样，对校园宿舍进出、图书馆借阅、食堂消费等通信信息进行采样，使用FPGA和ARM处理器数据云计算处理和信息融合。
（2） 上位机通信模块。该模块实现手机与路由器終端的蓝牙传输和信息通信功能，是整个校园智能通信系统的核心，上位机通信硬件平台上采用一款高性能的ARM Cortex?M3为内核，通过 I/O 通信模块在微信终端平台上进行网络管理，上位机输出采用32位RISC多通道传输协议，通信的应用程序在采用 Qt/E 集成开发工具设计，应用跨平台的C++应用程序进行动态存储扩展[7]。在通信系统的终端产生帧同步脉冲，配置发送寄存器，串口发送时钟后[8]，在设备数据库中进行并行处理，实现校园智能通信的双缓冲存储。
（3） 功率放大模块设计和智能传感装置设计。功率放大模块是实现校园智能通信系统的输出放大功能，采用压控放大器进行功率放大模块设计，包括了在微信输出平台上进行数据传感器采集。采用动态增益控制码进行收发转换控制，输出的校园通信数据通过PCI总线传至PC实现功率放大和智能管理[9]，并将校园通信数据的处理结果发送到PC机，实现远程无线通信。
3 软件开发与应用测试
在微信平台上进行校园通信系统软件开发，采用跨平台的C++应用程序以及UI 开发框架进行通信系统的网络模型构建。在CCS 2.20开发平台下进行微信公众号设计和通信应用处理程序设计，微信界面管理端采用VB，VC等可视化开发平台，首先对校园智能通信系统进行信道模型设计，在汇编器中进行在线编程（Emulator）和链接程序编译。采用C5409A XDS510 Emulator仿真器进行A/D采样数据以及智能传感装置采集数据的加载和写入，用ASM语言进行程序编译控制，经过在线编程和链接程序编译生成.out文件。使用CAN功能对RAM缓存区的通信数据进行初始化，设定CAN传输的位时序，并进入中断子程序，实现校园通信数据的正确采样。为了测试本文设计通信系统进行校园通信中的应用性能，进行仿真实验分析，利用DSP的[IOSTRB]端口写入外部I/O的读写信号。通信的测试信号为LFM波，采样通道的脉宽为16 ms，带宽强度为12 dB。通过微信平台进行通信信息传输，测试通信的准确性，得到测试结果见表1。分析表中结果得知，采用本文系统进行校园智能通信的准确传输性能较好，误码率较低，提高了数据的整合传输能力，信息集成度较高，人工智能性较强。
4 结 语
本文进行了校园智能通信系统的优化设计，基于微信开发技术，采用物联网与无线射频识别构造方案进行校园网的通信设施建设。研究得出，该系统在校园智能通信的信息集成度较高、误码率较低、系统传输稳定。
参考文献
[1] 张鹏，王天枢，杨国伟，等.全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价[J].红外与激光工程，2015，44（8）：2506?2510.
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[9] 徐倩漪，齐芳.基于机器学习的通信网络非结构化大数据分析算法研究[J].激光杂志，2016，37（10）：125?128.
