李文江，陳詩(shī)琴

(1.重慶文理學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，重慶 永川 402160;2.重慶文理學(xué)院圖書館，重慶 永川 402160)

考試是檢查教學(xué)效果、評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)的重要手段，是教學(xué)工作的必要環(huán)節(jié).閉卷考試作為考試的常規(guī)形式，組織、實(shí)施的規(guī)范化、合理化、科學(xué)化有利于促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).考試管理工作中考生身份驗(yàn)證是嚴(yán)肅考試紀(jì)律、杜絕考試作弊、保證考試公平的重要工作.在實(shí)際工作中，考生身份需在考試入場(chǎng)時(shí)憑準(zhǔn)考證和有效身份證件進(jìn)行驗(yàn)證，但因入場(chǎng)時(shí)間短、考生多等原因帶來(lái)考生身份核實(shí)的困難.如何快速、可靠地對(duì)考生進(jìn)行身份驗(yàn)證是考試管理工作需要認(rèn)真對(duì)待的問題［1］.隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，二維碼和智能手機(jī)的結(jié)合使得二維碼在物流、商業(yè)和教育等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用.本文引入二維碼解決考生身份驗(yàn)證的問題.

1 需求分析與技術(shù)思路

1.1 傳統(tǒng)考生身份驗(yàn)證的缺點(diǎn)

目前，考生身份驗(yàn)證主要是憑考生紙質(zhì)準(zhǔn)考證和有效身份證件，通過人工檢查判斷驗(yàn)證.其中存在以下不足:

(1)紙質(zhì)準(zhǔn)考證的制作與發(fā)放工作量大.每次考試都要制作、打印準(zhǔn)考證，并加蓋考試相關(guān)公章，然后再發(fā)放到考生手中.考試規(guī)模越大，這項(xiàng)工作量就越大.

(2)紙質(zhì)準(zhǔn)考證容易仿造.有的紙質(zhì)準(zhǔn)考證上包含了考生照片(打印或粘貼上去)，有的紙質(zhì)準(zhǔn)考證則沒有包含考生照片.無(wú)論有照片還是無(wú)照片的準(zhǔn)考證，都容易被想找人代考的考生仿造.考試舞弊嚴(yán)重?fù)p害了考試結(jié)果的公正性，嚴(yán)重影響到考試的信譽(yù)和有效性.傳統(tǒng)的紙質(zhì)準(zhǔn)考證方案弊端在于沒有很好地把住假身份證報(bào)名考試關(guān)，也沒有很好的準(zhǔn)考證防偽手段.

(3)紙質(zhì)準(zhǔn)考證易損壞或丟失.紙質(zhì)準(zhǔn)考證若丟失或損壞，考試前需要及時(shí)補(bǔ)辦，否則將會(huì)影響考生進(jìn)行正?？荚?這給考試組織部門增加了工作量.

(4)紙質(zhì)準(zhǔn)考證和有效身份證件缺一不可.如果兩者缺一都不能參加考試.

1.2 二維碼應(yīng)用現(xiàn)狀

二維碼作為一種全新的信息存儲(chǔ)、傳遞和識(shí)別技術(shù)，它的應(yīng)用極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度.根據(jù)識(shí)讀應(yīng)用的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式，它可分為在線應(yīng)用和離線應(yīng)用兩種［2］.

(1)在線應(yīng)用

二維碼圖形存儲(chǔ)的只是索引號(hào)，配合存儲(chǔ)索引號(hào)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，從中檢索出與二維碼中索引號(hào)唯一對(duì)應(yīng)的內(nèi)容.這類業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是:二維碼中存儲(chǔ)的不是實(shí)際內(nèi)容，而是一個(gè)索引號(hào)，終端用戶使用客戶端軟件掃描識(shí)別二維碼圖形后，必須上網(wǎng)到數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢，獲取對(duì)應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行業(yè)務(wù)操作.

(2)離線應(yīng)用

二維碼圖形存儲(chǔ)的是實(shí)際內(nèi)容，終端用戶使用客戶端軟件掃描識(shí)別二維碼圖形后，無(wú)需上網(wǎng)即可直接獲取二維碼圖形存儲(chǔ)的內(nèi)容，然后進(jìn)行后續(xù)的業(yè)務(wù)操作.

常見的二維碼有PDF417、QR Code、Code 49、Code 16K、Code One 等.其中，QR Code 二維碼信息容量大，可靠性高，能有效表示漢字及圖像信息，有保密防偽性強(qiáng)、超高速全方位識(shí)讀、糾錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景.

1.3 技術(shù)思路

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用和設(shè)計(jì)開發(fā)的成本需求，本文選擇QR Code 二維碼的在線應(yīng)用方式，主要有以下兩個(gè)原因:

(1)在線應(yīng)用門檻低.離線應(yīng)用需要將考生姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考試科目、考試時(shí)間、考試地點(diǎn)、考生照片等信息存儲(chǔ)到二維碼圖形中.圖片需要進(jìn)行Base64 編碼轉(zhuǎn)換成字符串.這樣生成的二維碼圖片會(huì)大，不僅會(huì)影響識(shí)別速度，而且需要專用識(shí)別軟件還原考生照片.

(2)在線應(yīng)用的安全性高.如果對(duì)離線應(yīng)用的二維碼圖形中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不進(jìn)行加密，其中考生圖片數(shù)據(jù)很容易被偽造替換.如果進(jìn)行了加密，還需要專用的識(shí)別軟件進(jìn)行識(shí)別后解密.

另外，離線識(shí)別端軟件要進(jìn)行有針對(duì)性的專門設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行安裝識(shí)別.但離線應(yīng)用的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)支持，不會(huì)消耗數(shù)據(jù)流量.為了彌補(bǔ)在線應(yīng)用需要流量的缺點(diǎn)，可在考場(chǎng)區(qū)域安裝無(wú)線路由器.

建立一個(gè)準(zhǔn)考證信息查詢網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將準(zhǔn)考證文字信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，考生的電子照片以準(zhǔn)考證號(hào)命名并保存到指定的文件目錄中.通過準(zhǔn)考證號(hào)直接查詢獲取準(zhǔn)考證的詳細(xì)信息.其中，考生照片與考生本人進(jìn)行對(duì)比，起到身份驗(yàn)證的作用.二維碼圖形中只需儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)地址和考生準(zhǔn)考證號(hào)即可.在考試時(shí)，考生只需要出示準(zhǔn)考證二維碼圖片，通過掃描識(shí)讀二維碼自動(dòng)連接到查詢系統(tǒng)上進(jìn)行查詢并返回結(jié)果［3-4］，從而使考生只憑二維碼準(zhǔn)考證就能參加考試.

2 應(yīng)用設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)準(zhǔn)考證二維碼的總體框架如圖1所示.整個(gè)設(shè)計(jì)分為3 個(gè)過程:

圖1 二維碼生成、發(fā)布與識(shí)別

2.1 二維碼生成

將考生準(zhǔn)考證的準(zhǔn)考證號(hào)、姓名、考試科目、考試時(shí)間、考試地點(diǎn)等信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中.利用開源QR Code 類庫(kù)設(shè)計(jì)二維碼生成程序.將“考生準(zhǔn)考證信息查詢地址”字符串送入程序中，批量生成每個(gè)考生的二維碼圖片.

2.2 二維碼發(fā)布

將生成的二維碼圖片發(fā)布在建立的WAP 網(wǎng)站上，方便考生自行下載.考生將下載的圖片保存在手機(jī)中或者直接打印使用.

2.3 二維碼識(shí)別

監(jiān)考教師用帶攝像頭的智能手機(jī)，安裝通用二維碼識(shí)讀軟件，并將手機(jī)網(wǎng)絡(luò)開啟.考生進(jìn)入考場(chǎng)時(shí)，出示準(zhǔn)考證二維碼圖片，監(jiān)考教師的手機(jī)對(duì)準(zhǔn)二維碼圖片進(jìn)行掃描識(shí)別，根據(jù)識(shí)別出的信息自動(dòng)打開WAP 網(wǎng)站查詢考生準(zhǔn)考證信息.

3 應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

選擇Visual Studio 2008 作為開發(fā)工具，基于Microsoft .NET Framework 3.5 框架，選擇VB.NET 作為開發(fā)語(yǔ)言，采用Microsoft SQL Server 2005 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇LINQ to SQL 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行建模.其中，采用Windows Form 應(yīng)用程序方式實(shí)現(xiàn)二維碼的批量生成和考生電子照片縮小處理，采用WAP 網(wǎng)站方式實(shí)現(xiàn)二維碼的發(fā)布與準(zhǔn)考證信息查詢.

3.1 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于很多考試都有自己的考試系統(tǒng)，為了不同考試都能方便地生成準(zhǔn)考證的二維碼，故建立獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)，將其它考試系統(tǒng)的準(zhǔn)考證信息導(dǎo)入該系統(tǒng)的準(zhǔn)考證信息記錄表(student_zkz)中即可.student_zkz 各字段如表1所示.

表1 student_zkz 表各字段說(shuō)明

3.2 數(shù)據(jù)建模

在Windows Form 應(yīng)用程序和WAP 網(wǎng)站項(xiàng)目中，新建一個(gè)LINQ to SQL 類文件(DataClasses1.dbml)，然后添加數(shù)據(jù)庫(kù)連接，從數(shù)據(jù)庫(kù)中拖動(dòng)準(zhǔn)考證信息記錄表到O/R 設(shè)計(jì)器中，自動(dòng)創(chuàng)建映射到數(shù)據(jù)庫(kù)中student_zkz 表的實(shí)體類，如圖2所示.

圖2 實(shí)體類視圖

在程序中直接調(diào)用實(shí)體類即可，省去寫SQL查詢語(yǔ)句字符串的麻煩.通過以下程序代碼，即可獲取student_zkz 表中的數(shù)據(jù).

3.3 考生照片縮小處理

考生近期照一般采用480 ×640 像素大小進(jìn)行統(tǒng)一拍攝，這樣的照片在手機(jī)上顯示會(huì)過大，下載速度也較慢，所以需要把照片縮小.本文將照片調(diào)整為120 ×160 像素，更方便手機(jī)查看照片.把調(diào)整程序封裝為PhotoSizeChange 過程.該過程有兩個(gè)輸入?yún)?shù):原照片路徑和考生準(zhǔn)考生號(hào)碼.該過程代碼如下:

循環(huán)讀取每個(gè)考生原照片路徑和準(zhǔn)考證號(hào)，并送入PhotoSizeChange 過程中執(zhí)行調(diào)整，即可批量完成所有考生圖片大小調(diào)整，把調(diào)整后的照片放在WAP 網(wǎng)站pic 子目錄下.

3.4 二維碼生成實(shí)現(xiàn)

(1)QR Code 開源類庫(kù)修改

選擇QR Code 開源類庫(kù)設(shè)計(jì)二維碼的生成程序.原類庫(kù)對(duì)中文支持不是很好，對(duì)中文字符生成的二維碼識(shí)別出來(lái)是亂碼，需要對(duì)類庫(kù)的編碼方式進(jìn)行修改:

①將QRCodeEncoder.cs 文件中MemoryStream memoryStream=new MemoryStream(Resources.GetResource(fileName))修改為

MemoryStream memoryStream=New MemoryStream((byte［］)Resources.ResourceManager.GetObject(fileName));

②將QRCodeEncoder.cs 和QRCodeDecoder.cs文件中Encoding.Unicode 替換成 Encoding.UTF8;

③將util 目錄下QRCodeUtility.cs 文件中UnicodeEncoding encoding = new UnicodeEncoding()替換成UTF8Encoding encoding = new UTF8Encoding().

最后重新生成ThoughtWorks.QRCode.dll類庫(kù)文件.

(2)生成程序設(shè)計(jì)

準(zhǔn)考證信息查詢方法采用GET 方式傳遞準(zhǔn)考證號(hào)，查詢獲取準(zhǔn)考證詳細(xì)信息.考生的查詢地址由兩部分構(gòu)成:查詢頁(yè)面地址+準(zhǔn)考證號(hào)，如:http://10.62.4.6/Default.aspx?zkzh =“2013021001”.二維碼圖形中存儲(chǔ)的是以上形式的地址字符串.每個(gè)考生查詢地址的變化只涉及準(zhǔn)考證號(hào).整個(gè)二維碼的生成流程如圖3所示［5-6］.

圖3 生成考生二維碼的程序流程

根據(jù)準(zhǔn)考證信息查詢地址的字符數(shù)，選擇QR Code 參數(shù)值如表2所示.最多可以容納122 個(gè)英文字母與數(shù)字.這足以滿足實(shí)際編碼需求.

表2 QR Code 參數(shù)值

在程序中引用ThoughtWorks.QRCode.dll 類庫(kù)，調(diào)用QRCodeEncoder 中提供的API 進(jìn)行編碼，將查詢地址字符串生成QR Code 二維碼，并保存二維碼圖片.將生成程序封裝為QRCodeEncode 過程.該過程代碼如下:

循環(huán)讀取每個(gè)考生的準(zhǔn)考證號(hào)，并送入QRCodeEncode 過程中執(zhí)行，即可批量生成所有考生的二維碼圖片，并保存在WAP 網(wǎng)站QRpic 子目錄下.

3.5 二維碼圖片發(fā)布、下載與識(shí)別

(1)添加WAP 模板插件

在Microsoft Visual Studio 2008 環(huán)境中開發(fā)WAP 網(wǎng)站，需下載WAP 模板插件，解壓后復(fù)制到［My Document］Visual Studio 2008TemplatesItemTemplates下.新創(chuàng)建Web 網(wǎng)站后，刪除默認(rèn)的Web.config，添加新項(xiàng)目，選擇“我的模板”下的“Mobile Web Configuration File”，重新添加WAP 的Web.config;選擇“Mobile Web Form”，創(chuàng)建WAP 頁(yè)面.

(2)建立WAP 頁(yè)面

整個(gè)WAP 網(wǎng)站只有二維碼發(fā)布和準(zhǔn)考證詳細(xì)信息查詢兩個(gè)頁(yè)面.它們所顯示的內(nèi)容基本一樣，都是以準(zhǔn)考證號(hào)為查詢條件.在頁(yè)面上放置5 個(gè)mobile:Label控件，顯示準(zhǔn)考證文字信息;放置2 個(gè)mobile:Image 控件，顯示考生照片和二維碼圖片.

兩個(gè)頁(yè)面的查詢方式不一樣.發(fā)布頁(yè)面增加mobile:TextBox 控件，用于考生輸入準(zhǔn)考證號(hào)碼，再放置mobile:Command 按鈕.在按鈕事件中執(zhí)行查詢，顯示出二維碼圖片，進(jìn)行下載.信息查詢頁(yè)面是在Page_Load 事件中接收Request.Query-String(“zkzh”)獲取的準(zhǔn)考證號(hào)，在Page_Load-Complete 事件里執(zhí)行查詢，顯示出考生照片.

(3)二維碼識(shí)別

監(jiān)考教師手機(jī)上安裝一種二維碼識(shí)別軟件后，對(duì)準(zhǔn)考生二維碼進(jìn)行掃描，即可識(shí)別出考生準(zhǔn)考證信息查詢的地址，并自動(dòng)打開準(zhǔn)考證詳細(xì)信息查詢頁(yè)面.頁(yè)面通過Request.QueryString(“zkzh”)獲取準(zhǔn)考證號(hào)后執(zhí)行查詢，將查詢結(jié)果(包括考生照片)顯示在手機(jī)屏幕上，方便監(jiān)考教師與考生本人進(jìn)行核對(duì).

4 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、測(cè)試及效果

4.1 WAP 網(wǎng)站運(yùn)行環(huán)境

WAP 網(wǎng)站以Windows 2003 Server 服務(wù)器、Microsoft .NET Framework 3.5 框架、IIS 6.0 和Microsoft SQL Server 2005 為運(yùn)行環(huán)境.由于WAP網(wǎng)站暫時(shí)配置在校園內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器上，只能采用校內(nèi)無(wú)線WiFi 進(jìn)行測(cè)試.

4.2 具體應(yīng)用測(cè)試

(1)二維碼圖片下載

在公共場(chǎng)合和考室門口張貼準(zhǔn)考證二維碼下載地址的二維碼如圖4所示，

圖4 下載地址

考生手機(jī)對(duì)著下載地址二維碼進(jìn)行掃描，自動(dòng)訪問下載頁(yè)面，輸入自己的準(zhǔn)考證號(hào)后點(diǎn)擊“確定”查詢.如輸入“2013021003”，查詢結(jié)果如圖5所示.

圖5 2013021003 考生的查詢結(jié)果

(2)二維碼識(shí)別

監(jiān)考教師打開手機(jī)二維碼掃描軟件，攝像頭對(duì)準(zhǔn)二維碼掃描，識(shí)別出查詢地址后，自動(dòng)打開手機(jī)瀏覽器查詢準(zhǔn)考證詳細(xì)信息，如圖6所示.

圖6 考生準(zhǔn)考證詳細(xì)信息

4.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果

從測(cè)試結(jié)果可以看出，該系統(tǒng)的應(yīng)用較好地彌補(bǔ)了紙質(zhì)準(zhǔn)考證加有效身份證件進(jìn)行身份驗(yàn)證模式的不足，給考試組織部門和考生都提供了巨大方便，取得了以下效果:

(1)有效避免了少數(shù)學(xué)生想通過仿造紙質(zhì)準(zhǔn)考證和有效身份證件代考的目的，確保了考試的公平、公正.

(2)避免了考生紙質(zhì)準(zhǔn)考證或有效身份證件丟失影響正?？荚嚨那闆r發(fā)生，為考生提供了方便.

(3)減少了監(jiān)考教師人工檢查證件驗(yàn)證考生身份的環(huán)節(jié)，排除了人為失誤的因素，縮短了考生入場(chǎng)時(shí)間.

(4)避免了紙質(zhì)準(zhǔn)考證的制作與發(fā)放、考前臨時(shí)補(bǔ)辦準(zhǔn)考證和考試中處理代考等工作，大大減輕考試組織部門的工作量，提高了工作效率.

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于QR Code 開源類庫(kù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了二維碼在準(zhǔn)考證中的應(yīng)用，系統(tǒng)介紹了二維碼在考試中的需求分析、技術(shù)思路、整體設(shè)計(jì)框架和最終實(shí)現(xiàn)效果.為使其發(fā)揮更大的作用，可以將二維碼應(yīng)用到各種大型考試中，并加入考試地點(diǎn)導(dǎo)航和考試相關(guān)問題提示等功能，極大方便考試組織部門和考生.

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