摘要：智慧一卡通利用智慧校園中RFID技術(shù)、生物識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)支付技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等建設(shè)的新型校園一卡通系統(tǒng)，是高校智慧校園建設(shè)不可或缺的一部分。該文以湖州師范學(xué)院智慧一卡通建設(shè)為例，設(shè)計了智慧一卡通系統(tǒng)架構(gòu)模型、軟件架構(gòu)模型、組件化設(shè)計模型。智慧一卡通為學(xué)校提供統(tǒng)一聚合支付平臺和身份認(rèn)證等，豐富了卡的應(yīng)用，打通了數(shù)據(jù)壁壘，保證了資金的安全性。

關(guān)鍵詞：智慧校園;智慧一卡通;架構(gòu)模型;聚合支付

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）01-0173-02

1 智慧校園一卡通研發(fā)現(xiàn)狀

校園一卡通作為智慧校園的基礎(chǔ)工程和重要組成部分，系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)要求高、技術(shù)集成應(yīng)用難點多、各種資源投入量大、研發(fā)延續(xù)時間長。必須在深入調(diào)研縝密論證的基礎(chǔ)上，吃透需求把握特點，弄清問題科學(xué)破解、整體設(shè)計穩(wěn)步推進。綜合分析評估，智慧一卡通研發(fā)和應(yīng)用中面臨的主要問題和技術(shù)難點有：

1）系統(tǒng)的封閉性：這個問題目前高校普遍存在，高?，F(xiàn)有各信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用軟件可能與校園卡應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)上不兼容;不同部門的各類信息系統(tǒng)一般都是獨立開發(fā)采購招標(biāo)，各自為政，邏輯上接口互不兼容，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法共享，每個系統(tǒng)都封閉存在，必須建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底層架構(gòu)和數(shù)據(jù)字典。

2）數(shù)據(jù)的重復(fù)性：同樣的信息往往都需要在多個應(yīng)用系統(tǒng)中重復(fù)錄入，造成關(guān)鍵數(shù)據(jù)不統(tǒng)一。如學(xué)生姓名、學(xué)號、證件類型、證件號碼及有關(guān)的學(xué)籍信息，可能需要分別在學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等各類應(yīng)用系統(tǒng)中進行重復(fù)的導(dǎo)入錄入工作，并且各自獨立地進行后期數(shù)據(jù)更新與維護，比如學(xué)生轉(zhuǎn)專業(yè)、學(xué)籍變更等。這不僅造成相關(guān)資源的巨大浪費，形成大量錯誤或自相沖突的數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)應(yīng)用與管理決策也將產(chǎn)生極大的困擾。

3）信息的安全性：校園是知識和人才聚集的場所，信息的流動性、網(wǎng)絡(luò)的開放性和相關(guān)知識的權(quán)屬性對校園卡的安全性提出了很高要求，加之學(xué)生掌握的各類信息技術(shù)及對信息使用的開放性訴求，使校園卡應(yīng)用的安全問題較之一般單位和用戶更趨復(fù)雜，若處理不好將直接影響和制約各類信息系統(tǒng)在校園的廣泛應(yīng)用。

4）資金安全的高可靠性：校園內(nèi)每天發(fā)生著大量的資金支付與結(jié)算事務(wù)，由于移動互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的廣泛應(yīng)用，巨量的資金流在校內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)雙向交互，而目前網(wǎng)絡(luò)欺詐犯罪又十分猖獗。校園卡作為校園通用的支付工具，在如何及時管理和掌控資金動向、保障學(xué)校和師生正常的資金應(yīng)用需求、確保師生資金財產(chǎn)安全等方面面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

5）保留原有一卡通應(yīng)用的習(xí)慣性：由于受業(yè)務(wù)分割或者利益區(qū)割的影響，多數(shù)傳統(tǒng)校園卡的應(yīng)用管理模式是，學(xué)生拿到卡后要到不同的部門分別注冊、登記，掛失后又要到不同的部門去補辦手續(xù)、重建數(shù)據(jù)，程序不勝其煩，甚至許多關(guān)鍵的信息有可能就此丟失，給學(xué)生使用或?qū)W校管理造成諸多不便與難題。在這其中要順利推廣智能一卡通的應(yīng)用，不僅要進行信息系統(tǒng)的升級遷移，而且必須同步推進觀念的轉(zhuǎn)變更新與利益的協(xié)調(diào)整合。

2 智慧一卡通建設(shè)目標(biāo)

結(jié)合學(xué)校原有一卡通系統(tǒng)，最大限度保留校園前期建設(shè)投資，在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行升級，新建聚合支付、商務(wù)消費、預(yù)付水表、無線門禁、有線門禁、第三方對接等應(yīng)用，利用智慧校園中RFID技術(shù)、生物識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)支付技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等的應(yīng)用，推進校企合作的開展，例如智慧城市服務(wù)和管理、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)學(xué)研模式方面的應(yīng)用，真正實現(xiàn)智慧校園技術(shù)在人、財、物領(lǐng)域的全方位應(yīng)用。產(chǎn)學(xué)研一體化將在專業(yè)的建設(shè)、教學(xué)、學(xué)生就業(yè)等方面發(fā)揮著積極作用，實現(xiàn)學(xué)生、教師、學(xué)校、企業(yè)多重雙贏，同時使學(xué)校在數(shù)字化校園應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)中真正掌握主動權(quán)，最終實現(xiàn)“自我建設(shè)、自助擴展、自行優(yōu)化”的目標(biāo)。

1）師生的基本信息管理：校園一卡通上記錄了在校學(xué)生、教師的基本身份類別與個人基本情況，校園一卡通可以作為識別在校教工、學(xué)生身份的工具，某些場合可以作為學(xué)生證、校園出入證使用。

2）身份認(rèn)證（宿舍、實驗室等門禁和考勤管理）：學(xué)生宿舍（研究生樓、留學(xué)生樓等）、智慧教室、實訓(xùn)中心、琴房等實驗室教室需要對教師和學(xué)生的身份進行鑒別的時候可借助校園一卡通的強大功能來進行身份識別，可以刷卡進入也可以人臉識別進入這些特定的場合。例如學(xué)校實訓(xùn)中心目前可能只允許教科院教師學(xué)生進入，圖書館線上某些資源庫可能只允許人文分院的教師查閱，這些情況都可以通過校園一卡通的設(shè)置來限制進出和限制線上資源查詢下載等。

3）聚合支付平臺：聚合支付是與校外各類支付渠道（支付寶、微信支付、網(wǎng)銀、銀聯(lián)、快捷支付等）實現(xiàn)了有機集成，支持主掃和被掃，支持學(xué)校多收款賬號、多商戶管理。第三方支付或銀行負(fù)責(zé)清算，通過聚合支付的清分功能與商戶結(jié)算。

4）泛載一體化身份認(rèn)證：校園實體卡、虛擬卡（二維碼）、生物特征（人臉識別和指紋識別）等，不論是電子支付還是身份識別和訪問控制，師生都可以選擇其中的任何一種方式來進行身份認(rèn)證，獲取對應(yīng)的身份信息和權(quán)限。校園一卡通的終端設(shè)備全面支持虛擬卡（二維碼）的主掃和被掃，全面支持人臉識別。校園內(nèi)的其他應(yīng)用系統(tǒng)都可以調(diào)用學(xué)校的開放接口來獲取對應(yīng)的校園卡、虛擬卡（二維碼）、人臉識別等的身份認(rèn)證信息。

5）能耗管理平臺：采取建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)軟件，校園已有網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)高校分類用能、用水在線計量;校內(nèi)重點用能、用水建筑在線計量等各種能耗的計量。通過節(jié)能監(jiān)管平臺，可為學(xué)校完善相關(guān)用能、用水管理制度，進行能耗審計、能源公示，提高用能、用水運行效率、提升管理水平和為節(jié)能、節(jié)水改造提供條件和科學(xué)的依據(jù)。

結(jié)合校園實際，系統(tǒng)采用IC卡的安全加密技術(shù)，用一張校園卡逐步替代以前的各種證件和票據(jù)，包括學(xué)生證、工作證、圖書證、上機證和現(xiàn)金等，實現(xiàn)身份認(rèn)證、電子錢包、信息管理等功能，在校園內(nèi)實現(xiàn)信息共享。全校的各種收費實行統(tǒng)一管理，簡化工作流程，減少現(xiàn)金流動。對學(xué)生繳納的學(xué)雜費、校內(nèi)外各種考試報名繳費、發(fā)放給學(xué)生的各類獎學(xué)金、各類補助、教工子女的醫(yī)藥費報銷等都通過校園一卡通劃撥，簡化工作流程，減少現(xiàn)金流動，保證資金安全，提高工作效率;整合各種信息，實現(xiàn)資源共享。建立統(tǒng)一共享的信息平臺，打通各個部門之間信息流通的梗阻，實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息共享共用。如財務(wù)處可以使用教務(wù)信息、學(xué)生的獎懲信息等決定學(xué)生補助、獎學(xué)金數(shù)量，教務(wù)處通過調(diào)用財務(wù)處的繳費情況信息決定是否允許學(xué)生辦理注冊、領(lǐng)取教材等手續(xù)。

3 智慧一卡通建設(shè)模型

3.1 軟件架構(gòu)模型

智慧一卡通系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用服務(wù)器、設(shè)備接入和應(yīng)用接入服務(wù)器、終端設(shè)備等幾部分組成，軟件架構(gòu)分層模型如圖1所示。

3.2 組件化設(shè)計模型

高內(nèi)聚，低耦合的組件化設(shè)計為業(yè)務(wù)重用和通用接入提供基礎(chǔ)，組件化設(shè)計模型如圖2所示。

4 智慧一卡通設(shè)計要點

1）安全性設(shè)計：智慧一卡通有可信的計算服務(wù)，為各類網(wǎng)關(guān)提供密碼驗證服務(wù)、為WEB Service提供首次確認(rèn)服務(wù)（包括移動智能終端）、對各類需要授信的系統(tǒng)提供授信驗證、為各類應(yīng)用系統(tǒng)提供許可驗證服務(wù)等。全面參照ISO 8583協(xié)議實現(xiàn)通信，系統(tǒng)設(shè)置設(shè)備通信網(wǎng)關(guān)、代理服務(wù)網(wǎng)關(guān)及前置服務(wù)網(wǎng)關(guān)，以支持現(xiàn)場終端設(shè)備、其他系統(tǒng)應(yīng)用及銀行和運營商等。智慧一卡通有多重安全審計，平臺提供操作員、商戶、持卡人員等的登錄日志、操作日志，提供全面記錄卡機交易過程、終端設(shè)備與平臺通信過程、交易流水入庫過程等的系統(tǒng)運行日志，并對各類事件進行關(guān)聯(lián)分析。智慧一卡通與其他系統(tǒng)對接安全，授權(quán)使用，保障認(rèn)證、交易、通訊、數(shù)據(jù)、存儲各方面安全。

2）規(guī)范化設(shè)計：規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計才能更好地推動定制化、個性化，智慧一卡通網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范、卡機交換規(guī)范、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范、財務(wù)處理規(guī)范。

3）無關(guān)性設(shè)計：主要表現(xiàn)在應(yīng)用不捆綁（可以采用他方應(yīng)用自主開發(fā)應(yīng)用）;終端不捆綁（支持他方終端）;密鑰不捆綁（用戶掌握密鑰）;卡片不捆綁（自主加密發(fā)卡）。

4）一致性設(shè)計——介質(zhì)泛載融合：主要體現(xiàn)在有形卡和人體生物特征統(tǒng)一; 電子現(xiàn)金錢包、電子賬戶錢包、虛擬校園卡統(tǒng)一;校內(nèi)使用和校外使用統(tǒng)一（網(wǎng)銀、微信支付、支付寶、市民卡錢包、翼支付等運營商錢包）。支持多類卡種，支持生物識別，支持網(wǎng)絡(luò)和移動支付。

5）數(shù)據(jù)應(yīng)用設(shè)計：基于校園卡應(yīng)用系統(tǒng)框架下的專題數(shù)據(jù)分析和展現(xiàn)，為全校數(shù)據(jù)分析夯實基礎(chǔ)。如圖3為某一階段校園卡充值來源統(tǒng)計。

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【通聯(lián)編輯：代影】

收稿日期：2021-05-04

基金項目：湖州師范學(xué)院校級科研項目成果（編號2020XJKJ16）

作者簡介：張愛華（1985—），女，江西吉安人，實驗師，研究生，主要研究方向為數(shù)據(jù)庫。

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