1、PAGE 13 -琴房智能管理系統(tǒng)的設計宋耕陳倩摘要：當前許多學校的琴房管理方式還是以人工為主，需要投入大量的人力、財力、物力，師生上琴操作麻煩、準確性低，人工管理的方式也帶來效率低下等問題。對此文章以開封文化藝術職業(yè)學院為例，提出一種琴房智能管理系統(tǒng)的設計方案，運用信息化的手段，依托智慧校園的建設成果，科學高效地利用、分配琴房，保障教學服務順利進行，提升學校教學管理水平。關鍵詞：琴房管理;智能管理;人臉識別中圖分類號：TP391.4文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2022）02-0029-04Abstract：Atpresent，themanagementmodeofpianor

2、oominmanyschoolsisstillmanual，whichneedstoinvestalotofhuman，financialandmaterialresources.Theoperationofteachersandstudentsonthepianoistroublesomeandtheaccuracyislow，andthemanualmanagementmodealsobringsproblemssuchaslowefficiency.Inthisregard，takingKaifengVocationalCollegeofcultureandartsasanexample

3、，thispaperputsforwardadesignschemeofpianoroomintelligentmanagementsystem，usesinformatizationmeans，relyingontheconstructionachievementsofWisdomCampus，scientificallyandefficientlyusesanddistributespianorooms，ensuresthesmoothprogressofteachingservices，andimprovesthelevelofschoolteachingmanagement.Keywo

4、rds：pianoroommanagement;intelligentmanagement;facerecognition0引言隨著高校教育信息化水平的不斷發(fā)展，信息技術和智能技術深度融入教育教學和管理服務，智慧校園的建設不斷完善，消除信息孤島，保證信息安全，綜合運用大數(shù)據、人工智能等手段推進學校管理方式變革，提升管理效能和水平迫在眉睫。開封文化藝術職業(yè)學院作為一所藝術院校，琴房數(shù)量眾多，且音樂專業(yè)在學校專業(yè)中占據十分重要的地位，而琴房使用的滿意度和使用率的提升也是該校音樂專業(yè)教學質量評價的重要指標，對該校教學質量的提升也有著重要的推進作用，琴房管理智能化、信息化的需求便顯得尤為重要。本文提出

5、一種針對該校實際情況的琴房智能管理系統(tǒng)，并且從琴房管理方面的需求入手，分析其現(xiàn)階段管理運行中存在的問題，在保證基礎琴房數(shù)量不變，學生人數(shù)不斷增多的情況下，運用信息化手段，實現(xiàn)科學高效地分配和利用琴房，保障教學服務順利進行，以提升學校教學管理水平。1琴房管理現(xiàn)狀開封文化藝術職業(yè)學院目前總計有170間開放式琴房，分布在該校藝術樓上，藝術樓總共有四個樓層，所有琴房在每個樓層均勻分布，每間琴房放置一臺專業(yè)鋼琴，個別琴房放置數(shù)臺鋼琴，學生可以通過每個樓層的琴房管理員處進行登記、上琴，使用完畢后再去琴房管理員處登記下琴，在多年使用過程中存在以下問題。1.1學生和琴房數(shù)量不匹配隨著該校學生隊伍的不斷壯大，對

6、于專業(yè)的琴房練習要求更高，該校琴房長期出現(xiàn)用琴緊張、分配不均的現(xiàn)象，現(xiàn)階段的琴房管理狀態(tài)存在諸多缺陷，已無法滿足學生專業(yè)技能的學習需求。1.2信息化程度低當前該校的琴房管理方式還是以人工為主，需要投入大量的人力管理，每層樓的琴房管理處都需要設置至少一個琴房管理員，浪費財力物力，學生上琴時手動登記，操作麻煩、速度慢、準確性低，并且無法通過人工的統(tǒng)計數(shù)據快速統(tǒng)計學生的練琴情況，給學校的教學管理工作帶來很大麻煩。1.3維護不便人工管理的方式非但不能實現(xiàn)琴房資源的合理分配及價值最大化，同時需要使用鋼琴的師生也無法及時獲取琴房的空閑情況，需要通過手工登記的琴房列表進行查看，或者實地去每間琴房進行查看，而

7、查看過程中，也有可能干擾到其他練琴的同學，這就導致琴房資源分配存在滯后性、偏差性，并且學生在報修琴房設備的過程中，也凸顯出來不方便，學生還需要通過琴房管理員處進行登記，比較麻煩;而且報修后，通過紙質檔案，也很難再聯(lián)系報修同學，詢問損壞情況。1.4安全性差目前使用機械鎖具和鑰匙，存在學生私配鑰匙的風險，給學校的財產安全帶來隱患，同時在使用過程中，如果鋼琴或者門鎖出現(xiàn)損壞的情況，因為紙質檔案登記的信息相對分散，單純地依靠紙質檔案的記載很難找到使用過該琴房的學生，難以定責。2系統(tǒng)概述本文所設計系統(tǒng)是一套專門針對開封文化藝術職業(yè)學院的琴房智能管理系統(tǒng)，可以系統(tǒng)有效地將學生信息（人臉、一卡通、微信）和琴

8、房管理結合起來。學生憑借多種方式可以自助進出琴房，琴房門口電子班牌實時顯示琴房信息，智能門禁控制，實現(xiàn)學校琴房智能化控制。學校在機房部署琴房智能管理系統(tǒng)、數(shù)據庫服務器、應用服務器和人臉認證服務平臺。學生在手機端或者PC端預約琴房成功后，可通過人臉、刷卡、掃碼三種方式上下琴，如果采用人臉識別系統(tǒng)，預約人在琴房門口部署的人臉識別平板上刷臉，琴房智能管理系統(tǒng)接入人臉以后，可實現(xiàn)刷臉上琴同時聯(lián)動開門。琴房智能管理系統(tǒng)建成后可根據教務系統(tǒng)排課信息和預約信息，精細化到個人的琴房使用權限管理;多種途徑進行琴房預約，如瀏覽器、手機客戶端、觸摸屏，均可預約琴房;在預約時長即將結束時，支持通過語音提醒師生及時處理

9、學習任務，避免長時間占用琴房資源;對琴房空閑狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并支持視頻聯(lián)動，實時監(jiān)控琴房內部情況，如圖1所示。3詳細功能根據琴房智能管理系統(tǒng)的使用需求把該系統(tǒng)分為硬件和軟件2大模塊，硬件模塊主要包括琴房管理系統(tǒng)使用到的必要硬件設備，包括大屏、電子班牌、門禁控制、電鎖等;軟件功能模塊主要包括系統(tǒng)后臺、系統(tǒng)前臺、人臉數(shù)據庫、一卡通數(shù)據庫、微信數(shù)據庫。3.1硬件功能3.1.1大屏顯示器在藝術樓的一樓入口處放置一臺大屏顯示器，連接琴房管理系統(tǒng)，展示琴房實時大數(shù)據，學生可以通過大屏幕了解琴房預約和使用的實時狀態(tài)，對于沒有用手機端預約的學生提供現(xiàn)場預約的功能，為他們提供便利。3.1.2電子班牌掛載在琴房

10、門口的一個集課程信息展示、公告信息展示、課程考勤為一體的多媒體終端設備。支持課程模式、考試模式、自習模式、多媒體資源播放、掃碼考勤、課程指引、課節(jié)響鈴等多種模式切換。支持聯(lián)動教室門禁，平臺根據師生課表信息，可實現(xiàn)按照課程表對師生進行門禁授權的智能化，教師/學生可在終端刷臉、刷卡、掃碼開門。有課程時自動切換到課程模式，顯示課程信息、實時出勤情況、出勤統(tǒng)計、待進行課程、課程表等信息;有考試安排時自動切換到考試模式，顯示考場和考試等信息;教室無課程和考試時，顯示為自習模式;當教室空閑時支持圖片、視頻等多媒體資源的全屏播放;支持上下課或者考試時自動響鈴、語音播報等，響鈴規(guī)則可在管理平臺課程管理中進行統(tǒng)

11、一管理;支持對接該校站群系統(tǒng)的信息模塊，實現(xiàn)公告、通知、新聞等信息在終端展示。3.1.3門禁控制隨著技術的不斷進步，尤其是人臉識別技術的成熟，人臉識別技術作為一種遠距離、非接觸的身份認證方式，正逐步向越來越多的場合覆蓋，也越來越得到大家的認可。該校在每個琴房門口處安裝統(tǒng)一的門禁，按授權名單可設定在規(guī)定時間段出入琴房，遠距離也可以進行人臉識別，人員通過時，可在電子班牌上實時顯示學生的姓名、班級、學號等信息，當無權限人員多次識別試圖通過時，門禁系統(tǒng)會自動報告學校保衛(wèi)處并抓拍無權限通過人員的影像資料。如果不想使用人臉的同學，也可以通過一卡通或者微信客戶端進行刷卡/掃碼通過。系統(tǒng)根據師生課表信息，可實

12、現(xiàn)按照課程表對師生進行智能化門禁授權，師生僅在課程期間可打開對應的琴房門禁，課程結束后名單自動失效，當發(fā)生調課時，授權名單可以進行自動變更。在出現(xiàn)意外情況需要大范圍撤離的情況下，也能夠通過人工打開，使所有門禁不再受控制，完全打開，保證意外情況下的疏散不受到影響。3.2琴房管理系統(tǒng)使用流程用戶通過終端預約琴房后，預約信息下發(fā)至終端，終端上可對上琴前、上琴后、空閑等多種狀態(tài)進行查詢，例如，上琴前可查看當前預約人的預約時間、預約時長、預約琴房類型等信息，同時可查看今日該琴房的預約情況;上琴后終端顯示為使用中，并可查看預約人的上琴時間和本次預約剩余時長;練琴過程中如鎖門外出，返回后可刷臉、刷卡、掃碼開

13、門，繼續(xù)練琴。整體預約使用流程如圖2所示。在認證識別方面，能夠進行離線識別，上下琴與門禁聯(lián)動，預約上琴并聯(lián)動開門，能夠在系統(tǒng)中實時監(jiān)控不同琴房的門禁開關狀態(tài)和琴房使用狀態(tài)，方便管理員進行管理，并支持遠程開門。3.3基礎功能琴房管理系統(tǒng)主要包括前臺界面、后臺管理界面和數(shù)據庫系統(tǒng)，前臺界面主要是面向師生，通過終端進行使用，預約琴房、查看琴房狀態(tài)、查看琴房使用情況或者查看琴房課程信息;后臺管理界面主要是針對該?，F(xiàn)代教育技術中心的老師管理使用，管理琴房信息，錄入師生信息，監(jiān)控琴房狀態(tài)等功能時使用。所含功能如圖3所示。數(shù)據庫系統(tǒng)主要是針對用戶提供三種不同的開門認證方式，用戶可以根據自己的需要選擇認證方式

14、，在每次需要進入琴房門禁的時候進行選擇，三種數(shù)據庫系統(tǒng)包括人臉數(shù)據庫、一卡通數(shù)據庫、微信數(shù)據庫。3.3.1前臺界面前臺界面是面向師生預約琴房使用的功能模塊，主要包含以下8個模塊：（1）琴房查詢。用戶登錄到系統(tǒng)后，可以通過界面查詢到當前琴房的數(shù)量和狀態(tài)，是否有課程，琴房的課程安排，然后通過琴房狀態(tài)的展示，選中可預約的琴房，預約自己心儀的琴房。（2）預約琴房。在展示的琴房界面里面，點擊尚未有人使用的琴房，或者是沒有課程的琴房，點擊預約按鈕，把琴房加入預約訂單里面進行琴房的預約，預約信息上傳至服務器，成功后，系統(tǒng)自動下發(fā)預約成功的信息。（3）上琴登記。預約用戶在預約的時間到達琴房，并點擊終端系統(tǒng)上面

15、的上琴登記，然后進行刷臉、一卡通或者是刷微信的操作進入琴房，系統(tǒng)自動連接服務器，驗證成功后，系統(tǒng)遠程開門，預約用戶進入琴房，同時系統(tǒng)開始記錄琴房已經有人使用，并且開始計時。（4）下琴簽退。用戶使用完琴房以后，或者中途需要暫時離開琴房時，可以點擊下琴簽退/暫停使用，系統(tǒng)里面會記錄琴房處于空閑狀態(tài)/暫停狀態(tài)，并且遠程把琴房的屋門進行關閉，如果使用完畢，關閉屋門，不點擊下琴簽退，在10小時后，系統(tǒng)則會把該用戶記錄到名單里，當名單次數(shù)達到三次以上，則會記錄到黑名單中，在解除之前暫時不可預約琴房。（5）賬號管理。用戶可以登錄系統(tǒng)里面的賬號管理界面，進行密碼的修改，微信號的修改等操作。（6）授權查詢。用戶

16、預約琴房以后，可以通過授權查詢，查詢琴房的預約權限，預約成功標志，琴房的使用時間等信息，根據授權信息，進行琴房的使用，在使用過程中也可以查詢上琴時間和剩余時間。（7）預約訂單查詢。查詢過往已經預約成功的訂單和未成功的訂單，系統(tǒng)自動統(tǒng)計成表和圖，用戶可借此統(tǒng)計生成自己的鋼琴練習周期計劃或者未來練琴規(guī)劃。（8）課程查詢?？梢圆樵兦俜繉恼n程信息，同時系統(tǒng)根據用戶的班級和姓名，也能夠查詢出相對應的該用戶的上課時間和上課琴房的房間號。3.3.2后臺管理后臺管理界面是面向管理的老師用來管理琴房狀態(tài)和基礎數(shù)據的功能模塊，主要包含以下5個模塊：（1）基礎數(shù)據。系統(tǒng)的一些基礎數(shù)據的管理，主要包括系統(tǒng)的使用參

17、數(shù)設置;用戶的角色，用來區(qū)分不同角色用戶的使用時長限制，老師可預約時長較長，學生相對較短;琴房數(shù)據，都包括所有琴房的房間號，琴房的所處樓層和位置等信息。（2）課程設置。琴房課程的設置主要跟學校的教務系統(tǒng)進行對接，教務系統(tǒng)提供數(shù)據接口，然后琴房課程從接口處調入相應的數(shù)據，包括學校的學期設置，排課的查詢管理，授課教師，課程調整及課程查詢等。（3）人員管理。人員管理的數(shù)據跟學校的學工系統(tǒng)進行對接，從學工系統(tǒng)提供的接口里面獲取學生數(shù)據，包括學生的姓名，班級，一卡通號等信息，微信號，人臉信息等信息從其他數(shù)據庫獲取;老師的數(shù)據，包括老師的姓名，工號，微信號，人臉信息等;琴房管理員的用戶管理及權限設置;師生

18、用戶的分組管理，和角色管理，權限設置等。（4）琴房狀態(tài)監(jiān)控。根據使用人員的設置情況，可以按人員、預約名單進行琴房門禁的授權，并可以查詢授權記錄;琴房狀態(tài)的監(jiān)控、查看琴房是否有人使用和琴房剩余數(shù)量;門禁設備管理，主要包含所有門禁的開關門狀態(tài)，遠程控制等。（5）琴房使用參數(shù)。對琴房的預約和使用情況進行管理，包括已預約人員的名單、使用琴時、琴房的開放時間、預約權限分配、預約訂單管理、使用訂單的管理、使用記錄明細等。3.3.3數(shù)據庫系統(tǒng)數(shù)據庫系統(tǒng)是用來存儲不同認證方式所需的數(shù)據信息，主要包含以下3種數(shù)據庫：（1）人臉數(shù)據庫。用戶在首次登記琴房管理系統(tǒng)的時候，會提示是否進行人臉信息的錄入，用戶可以自由選

19、擇是否錄入，如不選擇，后期在用戶管理界面還可以再進行錄入，用戶錄入的人臉信息，直接保存到人臉數(shù)據庫里面，在用戶后續(xù)使用琴房系統(tǒng)，進入琴房準備開門的時候，選擇人臉識別認證方式，系統(tǒng)自動連接到人臉數(shù)據庫，進行校驗，校驗通過則琴房屋門打開。（2）一卡通數(shù)據庫。一卡通數(shù)據庫跟該校學工系統(tǒng)進行對接，從學工系統(tǒng)提供的接口讀取的信息，自動保存到一卡通數(shù)據庫定義好的字段里面，如用戶使用琴房系統(tǒng)，進入琴房時，選擇一卡通的方式進行開門，用戶拿出自己的一卡通進行掃卡操作，則系統(tǒng)會自動連接到一卡通數(shù)據庫進行校驗，校驗通過則琴房屋門打開。（3）微信數(shù)據庫。微信數(shù)據庫是用戶自己在琴房管理系統(tǒng)的用戶管理界面自行錄入的，系統(tǒng)自動讀取每個用戶的學號，姓名，微信號等信息保存到微信數(shù)據庫里面，如用戶使用琴房