劉玉江,袁汝海,李 威,王曉丹,王 瑩

(清華大學(xué) 房地產(chǎn)管理處,北京 100084)

基于校園卡智能門鎖在資產(chǎn)管理中的開發(fā)與應(yīng)用

劉玉江,袁汝海,李 威,王曉丹,王 瑩

(清華大學(xué) 房地產(chǎn)管理處,北京 100084)

校園一卡通技術(shù)的發(fā)展和成熟,尤其是在安全方面的穩(wěn)定性,使校園卡作為周轉(zhuǎn)公寓門禁卡應(yīng)用于資產(chǎn)管理成為可能。該文通過闡述智能門鎖的工作原理,基于PSAM卡的安全特性以及智能門鎖管理系統(tǒng)的功能,介紹了智能門鎖的設(shè)計、實現(xiàn)及其應(yīng)用在資產(chǎn)管理中的效果。

校園卡;智能門鎖;周轉(zhuǎn)公寓;資產(chǎn)管理

高校周轉(zhuǎn)公寓是重要的辦學(xué)資源,也是國有資產(chǎn)的重要組成部分,對引進(jìn)優(yōu)秀人才、穩(wěn)定教師隊伍、加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)具有重要意義[1-2]。這就要求我們提高周轉(zhuǎn)公寓管理服務(wù)水平,提高資源使用效率,滿足教師周轉(zhuǎn)居住需要,實現(xiàn)國有資產(chǎn)保值增值?？陀^上,周轉(zhuǎn)公寓周轉(zhuǎn)比較困難,資源使用效率有待提高?；谛@卡的智能門鎖設(shè)計與實現(xiàn)為提高周轉(zhuǎn)公寓管理服務(wù)水平提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐[3]。

1 校園卡的發(fā)展與現(xiàn)狀

校園卡作為數(shù)字校園建設(shè)的重要組成部分,隨著高校信息化管理技術(shù)的發(fā)展在應(yīng)用上日趨完善。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 校園身份認(rèn)證

校園卡可以印制本人照片及基本信息,并且內(nèi)部存儲器保存?zhèn)€人信息,通過讀卡器等讀取設(shè)備,可以準(zhǔn)確實現(xiàn)身份認(rèn)證的功能。校園卡有效期一方面印刷在校園卡上,一方面作為電子信息存儲在校園卡內(nèi)部,因此,在身份認(rèn)證上,校園卡作為內(nèi)部使用證件,相對于身份證更加準(zhǔn)確和方便。

1.2 就餐消費功能

校園“一卡通”建設(shè)的基本功能之一,就是實現(xiàn)校園卡在校內(nèi)食堂作為餐卡進(jìn)行消費,在減少教師和學(xué)生冗余卡片的同時,校園卡已經(jīng)實現(xiàn)與個人銀行賬戶關(guān)聯(lián),通過圈存進(jìn)行充值和消費。

1.3 圖書館閱讀與借記登記

在圖書館學(xué)習(xí)是高校教師與學(xué)生日常活動的重要部分,通過校園卡完成身份認(rèn)證出入圖書館,并利用校園卡的存儲功能完成圖書借記與歸還。

1.4 校醫(yī)院就醫(yī)與保健

出示校園卡,可以很方便地到校醫(yī)院就醫(yī)與保健,并可以登記或查詢個人醫(yī)療與保健狀況。隨著校園卡“一卡通”的建設(shè)與完善,校園卡的功能將會更加普遍,涵蓋學(xué)校教師和學(xué)生的工作、學(xué)習(xí)、餐飲、消費、醫(yī)療等各個方面,一步步實現(xiàn)“一卡在手,通行校園”的目標(biāo)[4]。

2 高校周轉(zhuǎn)公寓管理與周轉(zhuǎn)的需求分析

隨著高校住房分配制度改革的不斷深化,高校周轉(zhuǎn)公寓,作為高校教學(xué)和科研發(fā)展過程中的基本資源,一直發(fā)揮著舉足輕重的作用,在吸引人才和創(chuàng)造教職工舒適生活條件過程中,對教育起到不可或缺的支撐作用[5-6]。高校周轉(zhuǎn)公寓一般可以分為三類:高訪公寓、博士后公寓、教工周轉(zhuǎn)公寓。周轉(zhuǎn)公寓的重點在于“周轉(zhuǎn)”,但由于種種原因,高校住房資源的周轉(zhuǎn)一直存在比較突出的矛盾,應(yīng)該退房的教職工退不出公寓,新入職或者迫切需要住房的教職工住不進(jìn)去。在管理上,周轉(zhuǎn)公寓管理部門利用行政手段和經(jīng)濟(jì)杠桿為實現(xiàn)公寓正常周轉(zhuǎn)不斷積累經(jīng)驗,已經(jīng)取得一定成效[7]。但行政手段和經(jīng)濟(jì)杠桿也有弊端。另一方面,進(jìn)一步加強(qiáng)管理服務(wù)的要求也提出了新的課題,需要管理部門不斷利用新技術(shù),例如高科技手段和信息化技術(shù)加強(qiáng)對周轉(zhuǎn)公寓的建設(shè)與管理。設(shè)計基于校園卡高校周轉(zhuǎn)公寓智能門鎖、加強(qiáng)周轉(zhuǎn)公寓管理的技術(shù)革新與應(yīng)用,就是為實現(xiàn)周轉(zhuǎn)公寓正常周轉(zhuǎn)，滿足更多教師周轉(zhuǎn)需要。

3 校園卡門鎖的原理與設(shè)計

智能門鎖由7部分組成:門禁卡、讀卡天線、基于PSAM卡權(quán)限認(rèn)證、智能存儲與管理芯片、開鎖電動裝置、智能門鎖開或關(guān)裝置、開鎖機(jī)械裝置與鑰匙，如圖1所示。

圖1 智能門鎖結(jié)構(gòu)示意圖

3.1 門禁卡

利用校園卡經(jīng)過授權(quán)作為電子鑰匙完成門鎖的開關(guān)。按照門禁卡的發(fā)展和應(yīng)用來說,門禁卡大致分為3類,也可說是門禁卡技術(shù)發(fā)展的3個階段。

(1) 早期應(yīng)用在低端門禁產(chǎn)品上的ID卡。ID卡的認(rèn)證方式為非加密只讀模式,采用ID號作為用戶序列號進(jìn)行認(rèn)證,不需要密碼驗證。這類卡片成本低,但門卡復(fù)制比較簡單,容易造成門禁使用上的安全隱患。

(2) 作為非接觸式邏輯加密的IC卡系列的M1卡。M1卡采用的加密方式是飛利浦公司研發(fā)的Mifare1算法,也因故稱為M1卡,因為當(dāng)時被認(rèn)為很安全,所以,M1卡在全球門禁領(lǐng)域甚至小額支付系統(tǒng)都得到廣泛應(yīng)用?？墒呛镁安婚L,在2008年這一加密算法被德國技術(shù)人員破解。2009年初,國家信息產(chǎn)業(yè)部明文規(guī)定,禁止在校園“一卡通”中使用M1卡作為身份識別或支付費用。

(3) 具有微處理芯片的IC卡(CPU卡)。因其強(qiáng)大而穩(wěn)定的安全性能,在身份認(rèn)證、門禁系統(tǒng)、小額支付等活動中被使用,其非接觸式的傳輸接口可以完成快速交易,并且在現(xiàn)有技術(shù)下,CPU卡是不可偽造的[8]。

我們在智能門鎖中使用的校園卡就是這種CPU卡。CPU卡的微處理芯片相當(dāng)于一臺小型計算機(jī),由中央處理器(CPU)、EEPROM、RAM、ROM以及固化在ROM中的卡內(nèi)操作系統(tǒng)(COS)、安全邏輯電路、加密運算協(xié)處理器等部分組成。其中,芯片的安全邏輯電路可以防止非法讀寫存儲在芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)或者遭到惡意修改。一般而言,校園卡經(jīng)過授權(quán)成為門禁卡,將存儲持卡人身份信息、地址信息、有效期等基本要素。

3.2 讀卡天線

智能門鎖的讀卡天線按一定頻率查詢、檢索在輻射區(qū)域內(nèi)的門禁卡信息。查詢頻率可以通過設(shè)置管理芯片內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行修改。

3.3 PSAM卡認(rèn)證

PSAM卡認(rèn)證功能,就是在門鎖內(nèi)安裝一個類似于手機(jī)卡的PSAM卡,在其內(nèi)部灌入密鑰。在這個認(rèn)證過程中,密鑰不在線路上明文出現(xiàn),驗證報文的計算引入隨機(jī)因子,加強(qiáng)并完成對持卡人的身份認(rèn)證。

3.4 管理芯片

智能門鎖的存儲與管理芯片可以說是門鎖整個結(jié)構(gòu)的大腦,在這里完成對開鎖指令的各種校驗,如地址信息是否匹配、有效期是否合格等。在門鎖安裝初期,智能門鎖的存儲與管理芯片需要事先設(shè)置各類參數(shù),包括房屋區(qū)域信息、時鐘信息、地址信息、校驗規(guī)則等。完成開鎖的個人信息與時間將作為一條記錄存儲在芯片內(nèi),如果需要,可以通過采集卡提取并利用管理軟件進(jìn)行分析。

3.5 開關(guān)裝置

智能門鎖的電動裝置由電機(jī)、控制鎖銷與電源組成,其在接收到經(jīng)過身份認(rèn)證、地址與有效期檢驗合格的信息指令后,完成允許開門動作。

智能門鎖的開或關(guān)就是在智能控制結(jié)構(gòu)允許開門的情況下,轉(zhuǎn)動手柄,打開門鎖。

在門鎖安裝初期或者特殊情況下,只通過門鎖的機(jī)械裝置及其匹配的鑰匙打開公寓門鎖是需要的。對于智能門鎖而言,機(jī)械鑰匙更多地是在管理過程中使用,所以,在情況允許下,一定區(qū)域的門鎖可以使用相同的機(jī)械裝置與鑰匙,避免整理大量機(jī)械鑰匙的繁瑣。

4 智能門鎖參數(shù)設(shè)置與門禁卡授權(quán)

智能門鎖的參數(shù)設(shè)置與門禁卡授權(quán)是通過開發(fā)相應(yīng)的管理系統(tǒng)完成。由于智能門鎖的管理系統(tǒng)與公寓門鎖在物理上是分開的,不存在利用網(wǎng)絡(luò)或其他技術(shù)手段完成信息的直接傳遞,所以,在智能門鎖系統(tǒng)中使用的卡片分成兩大類:管理卡與門禁卡,參見圖2。

圖2 智能門鎖管理系統(tǒng)框圖

4.1 管理卡

地址卡,存儲公寓門鎖與公寓物理地址的對應(yīng)信息。在門鎖安裝初期由管理人員完成對門鎖的設(shè)置,將周轉(zhuǎn)公寓的區(qū)域信息與地址信息存入到門鎖的存儲器中。

時鐘卡,在門鎖安裝初期,管理人員可以利用時鐘卡刷新門鎖的時鐘與物理時間一致,以保證在門禁卡完成開門動作時進(jìn)行有效期校驗的準(zhǔn)確性。

清權(quán)卡與清址卡,這兩類管理卡可以完成在智能門鎖使用過程中清除鎖內(nèi)保存的區(qū)域、地址信息和已經(jīng)授權(quán)的門禁卡信息,這樣就可以根據(jù)需要再次對智能門鎖的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

采集卡,利用采集卡可以提取智能門鎖內(nèi)授權(quán)門禁卡的開鎖記錄,利用智能門鎖管理軟件,可以讀取數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計分析,為周轉(zhuǎn)公寓管理提供數(shù)據(jù)。

區(qū)域卡,經(jīng)過授權(quán)并設(shè)置有效期,可以打開一定區(qū)域內(nèi)智能門鎖。

超級通卡,經(jīng)過授權(quán)并設(shè)置有效期,可以打開本系統(tǒng)發(fā)布的所有門鎖,只在特殊情況下使用。

4.2 門禁卡

門禁卡,經(jīng)過授權(quán)的門禁卡,在第一次刷卡時將授權(quán)信息存入智能門鎖的存儲器,在有效期內(nèi),可以正常開啟智能門鎖。因為我們采用的校園卡與身份證卡型一致,可以通過智能門鎖管理系統(tǒng)對身份證授權(quán),同樣作為門禁卡使用。因為對身份證的寫數(shù)據(jù)受限制,身份證對門鎖的授權(quán)不能由身份證自身完成,只能利用校園卡傳遞數(shù)據(jù)完成對門鎖的授權(quán),這也是身份證作為門禁卡與校園卡的區(qū)別。

5 智能門鎖的應(yīng)用與效果

作為校園“一卡通”的部分功能,智能門鎖在兼顧校園卡管理與周轉(zhuǎn)公寓管理[9]基礎(chǔ)上成功實現(xiàn),并已經(jīng)在清華大學(xué)周轉(zhuǎn)公寓開始實施,大大提高了周轉(zhuǎn)公寓管理服務(wù)水平。使用智能門鎖的周轉(zhuǎn)公寓包括分散在校園各處的高訪公寓、博士后公寓、教職工周轉(zhuǎn)公寓,也包括住宿非常集中的單間博士后公寓[10]。總結(jié)智能門鎖應(yīng)用的特點,大致包括以下幾個方面。

5.1 以服務(wù)為宗旨,提高辦事效率

因為智能門鎖管理系統(tǒng)通過校園網(wǎng)與校園卡管理系統(tǒng)、住房系統(tǒng)、人事系統(tǒng)共享相關(guān)數(shù)據(jù),極大提高了教職工辦理住宿手續(xù)的效率。教職工持校園卡(工作證)即可完成身份認(rèn)證、協(xié)議簽訂以及智能門鎖授權(quán)。對于有家屬共同使用周轉(zhuǎn)公寓的情況,家屬可以辦理其身份證作為門禁卡,或者領(lǐng)取經(jīng)過授權(quán)的虛擬校園卡作為門禁卡。住在單間博士后公寓的教職工,智能門鎖管理系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)對房間智能門鎖授權(quán)的同時,實現(xiàn)對博士后公寓大門門禁的授權(quán),在生活上，一卡通實實在在地邁了一步[11]。

5.2 提供了安全保障

智能門鎖的安全性能與門禁卡有效期設(shè)置,提供了周轉(zhuǎn)公寓使用的安全保障。智能門鎖的機(jī)械結(jié)構(gòu),例如防撬鎖舌,在實現(xiàn)上采用最大可能的安全設(shè)計,其在電子設(shè)計和信息處理上也通過校園卡作為門禁卡的卡型選擇、基于PSAM卡的秘鑰驗證、設(shè)置門禁卡有效期參數(shù)等技術(shù)手段,實現(xiàn)智能門鎖身份認(rèn)證與校驗，并合理控制對周轉(zhuǎn)公寓的使用期限。在智能門鎖管理系統(tǒng)的開發(fā)過程中,充分考慮了門禁卡延期以及門禁卡丟失或者損壞情況下的門禁卡延期或重新授權(quán)。

5.3 規(guī)范對周轉(zhuǎn)公寓的管理,提高資源利用效率

校園“一卡通”作為門禁卡為教職工提供了生活的方便,也在客觀上避免了周轉(zhuǎn)公寓的轉(zhuǎn)租轉(zhuǎn)借,由于校園卡專屬性質(zhì),在一定程度上可以保證用房人員和辦理住宿手續(xù)教職工的一致。借助校園卡在人事聘任以及門禁授權(quán)的有效期設(shè)置,可以督促教職工按照學(xué)校規(guī)定及時繳納房租,避免拖欠,并按時辦理住房延期甚至退房手續(xù)。這些技術(shù)上的應(yīng)用,對于加強(qiáng)周轉(zhuǎn)公寓按規(guī)定使用,提高了管理部門的辦事效率,也提高了周轉(zhuǎn)公寓作為資源對教學(xué)和科研的支撐作用[12]。

5.4 促進(jìn)了周轉(zhuǎn)公寓的周轉(zhuǎn)使用,惠及更多教職工

周轉(zhuǎn)公寓確實“周轉(zhuǎn)”起來是管理服務(wù)中的難點和重點,部分教職工以各種理由占房不退,行政手段和經(jīng)濟(jì)手段效果不明顯。智能門鎖預(yù)設(shè)有效期、到期鎖定功能,使租住周轉(zhuǎn)公寓到期教職工不得不按期退房,這在教職工短期租住周轉(zhuǎn)公寓方面體現(xiàn)更為明顯。教職工退出周轉(zhuǎn)公寓后,學(xué)校安排其他教職工周轉(zhuǎn)使用,使更多教職工以及更需要周轉(zhuǎn)公寓的教職工受益。

6 結(jié)束語

智能門鎖的設(shè)計與應(yīng)用滿足了目前高校對周轉(zhuǎn)公寓管理與服務(wù)相結(jié)合的目標(biāo),這得益于已經(jīng)初步成熟的校園“一卡通”建設(shè)。智能門鎖自身的安全設(shè)計和管理系統(tǒng)的開放性功能，為其廣泛應(yīng)用于校園內(nèi)集中或者分散的周轉(zhuǎn)公寓、服務(wù)于教職工,進(jìn)而發(fā)揮對教學(xué)和科研事業(yè)發(fā)展的支撐作用提供了保障。

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Development and application of smart door lock based on campus card for asset management

Liu Yujiang,Yuan Ruhai,Li Wei,Wang Xiaodan,Wang Ying

(Office of Realestate Management, Tsinghua University,Beijing 100084,China)

It is possible that campus card is used as access card on the basis of development and achievement of campus one-card technology,especially its stability of security is successful. This paper elaborates on the working principle of smart door lock,the security features based on PSAM card and the function of management system of smart door lock. Then, this paper introduces the design and realization of smart door lock,along with the results that the smart door lock is applied to the asset management.

campus card;smart door lock;temperate apartment;asset management

2014- 07- 10

劉玉江(1960—)，男，北京，大專，七級職員，住宅服務(wù)中心主任，研究方向為教職工住宅管理與服務(wù)

李威(1973—)，男，六級職員，主要研究方向為職工住房管理.

E-mail：lw@tsinghua.edu.cn

TP211

B

1002-4956(2015)1- 0255- 04