肖瑞雪　呂　國　孟凡興

(河北建筑工程學院，河北 張家口 075000)

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數字校園環(huán)境下的一卡通建設與應用研究

肖瑞雪呂國孟凡興

(河北建筑工程學院，河北 張家口 075000)

一卡通平臺是數字校園建設的基礎環(huán)節(jié)，可在便利師生工作、學習、生活的同時，實現管理的智能化與決策的科學化.該文介紹了一卡通系統(tǒng)的RFID-SIM卡技術、系統(tǒng)架構以及網絡部署；分析了一卡通的消費支付、身份識別、水電管理功能和第三方平臺接口；論述了一卡通建設銀行系統(tǒng)、核心管理系統(tǒng)、應用系統(tǒng)的流程；總結了應用過程中存在的問題以及未來的解決方案.

數字校園;一卡通;系統(tǒng)架構;功能體系;應用現狀

0　引　言

伴隨著高校數字化進程的推進，校園一卡通的應用日趨廣泛.一卡通與銀行卡綁定，集成了學籍信息、教務信息、圖書借閱、餐飲消費、宿舍管理等多項功能，在便利師生日常生活的同時，保障了資源的有效配置和不同部門系統(tǒng)技術與規(guī)范的統(tǒng)一性[1].作為數字校園的基礎工程，一卡通平臺借助于校園信息管理系統(tǒng)、網絡數據庫系統(tǒng)、后勤服務系統(tǒng)，有助于構建全范圍的數字化辦公空間和信息共享環(huán)境.當前大部分高校都投入使用了一卡通系統(tǒng)，隨著通訊技術、系統(tǒng)架構技術、網絡技術的不斷發(fā)展，一卡通功能也在持續(xù)的升級和擴展.

1　一卡通技術基礎

1.1非接觸式射頻識別技術

目前在高校中主流一卡通采用的是非接觸式射頻卡，即按照國家智能卡標準將2.4 G射頻模塊集成在SIM卡上，形成一張兼具通信和消費功能的RFID-SIM卡.RFID-SIM技術采用的頻段天線小，便于集成到手機上，采用的頻率較高、波長較短、穿透力強，能夠使信號在狹小的手機縫隙中傳播和發(fā)送[2].該技術的通信距離可以控制在10-500厘米之間，既支持自動發(fā)送信號，也支持自動感應，通信速率保持在1 M/pbs以上.采用TDES加密方式可以實現數據傳輸過程中的防竊聽功能，保障數據準確和資金安全.

1.2B/S結構和J2EE軟件架構

一卡通系統(tǒng)采用了B/S結構，成本低，維護和升級方式簡單.系統(tǒng)的核心功能都集中在服務器上，通過瀏覽器端即可通過Web Server與數據庫進行交互.采用J2EE軟件架構，為服務器端的應用提供了靈活獨立的、移植性強的標準化平臺，簡化了應用軟件的開發(fā)、管理和部署程序，增強了兼容性和擴展性[3].系統(tǒng)的密鑰自主設定，在設備終端、網絡傳輸過程、數據庫存儲、操作系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)都采取了安全措施，保障系統(tǒng)的可操作性、穩(wěn)定性和高效性.

1.3網絡合用和云服務

由于一卡通數據中傳遞和存儲著大量的身份和金融信息，需要從物理鏈路上新建與校園網隔離的一卡通專網，保障上下行數據的獨立性和安全性，但是由于成本限制和業(yè)務拓展推廣的需求，還需要借助校園已有的有線和無線網絡，通過劃分VLAN來實現專網專用.一卡通系統(tǒng)的終端不斷產生大量的數據信息和操作需求，采用云服務技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，提高服務器效率[4].

2　一卡通系統(tǒng)架構與功能體系

一卡通系統(tǒng)對外采用DDN專線連接到銀行系統(tǒng)，實現校園消費、補助等數據的轉化、傳輸和處理，對內分為數據庫平臺、核心管理平臺和應用平臺三個方面.數據庫平臺集中存儲靜態(tài)的賬戶信息與動態(tài)的交易信息；核心管理平臺負責落實系統(tǒng)監(jiān)控、通訊服務、卡片發(fā)放與回收、商戶管理、資金結算等功能，其中轉賬、掛失、解掛、密鑰管理等可由圈存機實現自助服務.應用平臺是以卡為媒介，建立在數據庫和管理平臺之上的應用系統(tǒng)，涉及到以下幾個方面：

圖1　一卡通系統(tǒng)網絡結構

2.1消費支付

一卡通主要應用于校內小額消費系統(tǒng)，在食堂、超市、洗衣房、自助打印室等地點進行電子支付.消費系統(tǒng)的硬件組成包括卡片、發(fā)卡器、出納機、終端消費機和監(jiān)控主機.終端機負責集中采集數據，處理記錄并傳送主機命令，有專門的數據庫儲存卡信息、交易信息和日志管理.系統(tǒng)還采用圈存機實現銀行賬戶與一卡通之間的資金轉移，可以實現銀行卡向一卡通的單項轉賬、查詢賬戶余額、掛失解掛、修改密碼、繳納水電網費等功能.一卡通的應用減少了校園內現金的流通，為師生提供了便捷的消費體驗，還有利于數據的有效管理并支持科學的決策.

2.2身份識別

一卡通的身份識別系統(tǒng)將計算機網絡控制技術和安全防范技術有效整合，通過管理軟件實現持卡人的身份識別和驗證，能夠實現門禁控制、通道控制、考勤控制等.目前一些院校還實現了“智能卡+指紋”的認證模式，采用生物識別技術提高了身份認證的安全級別[5].數字校園環(huán)境下的多媒體教室管理系統(tǒng)支持與教務系統(tǒng)的無縫對接，從教務系統(tǒng)中獲取排課信息，從而自動生成教師與相應教室的使用權限，實現多媒體機柜的自動化和信息化控制，節(jié)省了人力物力，提高了管理效率.此外，一卡通還可以儲存?zhèn)€人信息，作為在校師生的電子檔案，具有快捷、方便、可移植的優(yōu)點.

2.3水電管理

智能水控系統(tǒng)是指在師生的個人信息中建立控水賬戶，持卡人在智能端口刷卡取水，按流量計費，可以應用于校園浴室、開水房、飲用凈水器等設備.電集中控制系統(tǒng)是指將每個宿舍作為獨立用電終端為其建立賬戶，當賬戶余額不足時實施自動斷電.水控和電控系統(tǒng)都采用預付費的制度，可以在圈存機上直接將校園卡余額轉移到水電賬戶中，實現后勤管理工作的信息化和一體化.

2.4開放接口

作為數字校園應用服務層的重要組成部分，一卡通采用開放接口與其他應用系統(tǒng)無縫對接，如圖書館系統(tǒng)、教務系統(tǒng)、財務系統(tǒng)等.一卡通集成了原有借書證的全部功能，可以用于自助借書還書的身份識別，校園卡的掛失、接掛、銷戶等信息可以通過網絡及時傳送到圖書管理系統(tǒng)，避免損失，由于超期或是遺失圖書造成的罰款可以在圈存機上自助償還，方便快捷.一卡通與教務部門的師生檔案系統(tǒng)共享資源并自動同步更新，師生可以在圈存機上自助查詢課表、成績等信息，繳納教務產生的費用，排課系統(tǒng)還可以與一卡通考勤系統(tǒng)對接，實現排課、考勤、考試信息、成績查詢的一站自助式聯動服務.學校財務系統(tǒng)可以對師生在校內的學費、住宿費、補助等賬目進行自動的扣除和補發(fā)，將資金從校園卡劃轉到財務系統(tǒng)，最終提取到學校在銀行的結算賬戶.

3　一卡通建設流程與方案

一卡通的建設流程可分為三個環(huán)節(jié)[6]：(1)銀行業(yè)務系統(tǒng)，即一卡通系統(tǒng)的數據接口與銀行的業(yè)務管理系統(tǒng)對接，實現數據的轉化和處理.校方把師生信息提供給銀行，銀行為每個用戶提供個人賬戶，并將一卡通與銀行卡一對一綁定，專門處理發(fā)卡、圈存、黑名單等數據業(yè)務.(2)核心管理系統(tǒng)，即網絡管理、卡片管理、賬戶管理等基本硬件與功能的實現，由專門的卡務中心負責系統(tǒng)維護管理，卡片的發(fā)放回收，以及賬戶信息和交易信息的統(tǒng)計分析.(3)應用系統(tǒng)，即基于一卡通的水電管理、身份識別等應用模塊的實現和與第三方系統(tǒng)的對接.系統(tǒng)采用開放接口，應用子模塊可以根據需求不斷地拓展和延伸，如機房管理、校醫(yī)院管理、班車管理、會議管理等，逐步落實校園生活的全面數字化，真正實現“一卡在手，全校無憂”.

圖2　一卡通系統(tǒng)建設流程

4　一卡通應用現狀與前景

目前國內大部分高校都實現了一卡通的普及應用，以校園卡為媒介的不同系統(tǒng)實現了數據信息的共用和透明，為學校的科學管理和決策奠定了基礎，也為師生的學習和生活帶來了極大便利.然而在實際應用中還存在著規(guī)章制度不完善、硬件網絡投入成本低、難維護，銀行系統(tǒng)、財務系統(tǒng)、卡務系統(tǒng)功能銜接有縫隙，用戶體驗差、黏著度低等問題.為實現校園的信息化、數字化、高效化，今后需要進一步完善一卡通應用的規(guī)章制度，實現不同部門權責分明；投入更多的人力和財力建設專用網絡，升級硬件應用，保障系統(tǒng)的安全性和可操作性；開展一卡通應用宣傳活動，讓學生熟悉一卡通的功能應用并形成自助服務的意識與習慣；對一卡通使用過程中產生的海量數據進行再挖掘，分析師生的使用需求，合理調整資源配置；迎合時代發(fā)展與師生的操作習慣，引入掌上校園、空中圈存等技術構建全方位無死角的移動數字校園.

[1]田麗.智慧校園環(huán)境下的一卡通建設[J].華東師范大學學報(自然科學版),2015,(3):532～535

[2]唐煜舟.基于2.4G RFID技術的移動支付系統(tǒng)的設計與實現[D].上海交通大學,2011

[3]余建英.J2EE軟件架構淺析[J].電腦知識與技術,2012,8(19):4763～4765

[4]林文敏.云環(huán)境下大數據服務及其關鍵技術研究[D].南京大學,2015

[5]費雄偉.基于數字高校的安全認證系統(tǒng)的設計[J].網絡安全技術與應用,2013,(9):93～95

[6]劉學民.校園一卡通系統(tǒng):架構、功能及成效[J].中國電化教育,2010,(9):124～126

Research on the Construction and Application of E-card on Digital Campus

XIAO Rui-xue,LV Guo,MENG Fan-xing

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou,075000)

As an important foundation of digital campus,E-card system can not only bring more convenience to teachers and students in their daily life,but also make the management more intelligently and reasonable.This paper firstly introduced the technical basis of e-card,such as RFID-SIM,system architecture,and network deployment,and so on.Then,it analyzed its functional system,including consumption,authentication,intelligent automation and the third party interface.What’s more,the three-step construction procedure is discussed in detail.And the existing problems,the possible solutions,and the developing trend of e-card system are summarized at last.

digital campus;E-card;system architecture;functional system;application status

2015-12-20

肖瑞雪(1990-)，女，碩士研究生，助教，研究方向為數字校園與教育技術.

TP 3

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