高校校園一卡通系統設計及應用

祝莉

摘要：在高校信息化不斷發展的過程中，通信技術和網絡技術也在不斷地普及，各個高校在使用校園卡和管理過程中還存在部分的問題，比如各個管理系統無法兼容、一生多卡及資源無法共享等。針對此情況，該文對高校管理模式及過程進行調研，將軟件工程方法論作為指導，實現滿足數字化校園管理的一卡通系統設計。此系統能夠基本滿足高校數字化及信息化建設的需求，具有較強的使用性。

關鍵詞：高校;一卡通系統;系統設計

中圖分類號：TP311 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）13-0074-03

? 在各高校校園網基礎設備不斷完善的過程中，IC卡也在不斷地成熟，高校校園中廣泛使用校園卡。但是因為高校在最開始規劃過程中沒有統一，導致各個部分都是以自身也無需求，通過采購商的不同結合應用系統，使不同應用系統之間沒有關系，那么兼容性也有所降低，資源無法共享，以此導致全校師生都具有各種卡，比如食堂飯卡、電卡、借書卡、學生證、水卡、診療卡等。教師和學生在校園中活動過程中都要出示相應卡，對于全校師生在校園中方便生活是非常不利的。在完善校園一卡通系統的過程中，其能夠在個人消費、身份識別、查詢個人信息等場景中結合銀行卡金融功能，只要使用一張卡就能夠有效解決就餐、醫療、圖書借閱、上機、考勤、繳費和教務管理等問題。

1 校園一卡通系統的設計思路

校園一卡通系統在設計的過程中要基于安全性、穩定性、實用性，重點突出時代特色，實時傳輸數據，從而實現校園各種門禁、收費、身份識別及考勤等一卡通行。目前，學生手中一般都具有多種卡，包括圖書館借閱卡、學生證、洗衣卡等，為學生帶來了多種不方便。另外，學校各個部門都已經創建了自身應用系統，導致資源重復和浪費。所以，可以希望創建校園一卡通，實現一卡在手，走遍校園的目的，包括：電子錢包，開啟門鎖智能設置，電子門鎖，身份確認，根據權限查詢信息，進出學校管理和查詢，借書證結合電子錢包實現超期罰款和丟失賠償，學校機房上級和收費管理，學生宿舍用水，學校超市刷卡購物，學生用電控制等。

校園網絡寬帶環境對聯機交易實時性能支持及IC卡成本等多因素，非接觸式IC卡為現代高校校園一卡通系統主要選擇，其結合了射頻識別技術和IC卡技術，能夠解決無源和免接觸的問題。IC卡系統架構主要包括管理平臺及應用系統構成，其中管理平臺為一卡通系統基本平臺，應用系統依附在管理平臺中。因為對于系統的可擴展性及負載結構具有較高的要求，所以就要使應用系統和平臺進行分離，并且充分利用應用服務器、中心數據庫服務器及終端三層結構。通過三層結構相互分離，能夠對系統松耦合進行保證，使中心數據庫服務器對于數據完整性及一致性進行保證，應用系統能夠在不同應用服務器中部署，實現終端設備的自由添加。圖1為一卡通系統的三層結構。

2 一卡通系統的設計和實現

2.1 一卡通電子支付平臺

在物聯網不斷發展的過程中，學校管理逐漸進入到智能化、科學化及自動化管理時代中，電子支付也成為最新校園一卡通系統功能重要展現。學生能夠通過此功能在校園中購物和消費，并且還能夠繳納水電費、學費、住宿費等。此功能是學校利用pos機等消費終端所實現的使錢財轉移的功能，本文中的電子支付平臺主要包括。

2.1.1 一卡通管控中心

最新校園一卡通管控中心是指綜合性前置系統，此系統利用加密卡片的安裝，從而安裝到讀卡器和一卡通管理平臺中，以此有效實現校園業務的綜合性。此管理辦理業務平臺就像是銀行工作人員，使學生開通卡并且辦理，對持卡人身份識別及信息管理。

2.1.2 個人信息管理識別

在創建個人身份管理識別系統過程中，要實現身份前置機的安裝，此機器能夠在識別身份以前收集個人信息，之后利用網絡連接認證信息，并且和校園一卡通相互通信管理，以此對校園一卡通系統正常運行進行維護[3]。

2.1.3 銀行轉賬系統

應用銀行轉賬系統是利用自動轉賬終端連接銀行轉賬系統，此系統能夠有效實現學生校園卡對銀行付費的作用，并且還能夠對學生提供卡內賬戶余額存款、查詢、修改密碼、掛失等功能，此功能能夠使銀行轉賬系統有效實現銀行卡功能。

2.1.4 信息查詢管控系統

信息查詢管控系統要求實現查詢信息前置機的設置，主要目的就是全面查詢信息。此信息查詢管控系統能夠連接校園卡，并且統計學生個人信息系統數據，從而對學生提供信息通知和修改系統密碼的服務。信息查詢系統能夠實現觸摸屏查詢、網上查詢和電話查詢，持卡人能夠使用瀏覽器實現查詢。通過以下代碼進行查詢：

2.2 門禁模塊設計

在原本模塊中實現擴充，添加三棍閘，通過微計算機在本地服務器數據庫中將卡號進行傳輸并且記錄，方便查詢和分析。硬件接口使用MSCOMM控件，利用232串口和單片機通訊我手之后實現通話。其能夠實現人員上下班的簽到，便于管理人員的統計，對出勤情況進行考核，便于部門對出勤率進行查詢和考核，對人員流動情況進行掌握和管理;如果考勤工作人員要補辦事假或者病假手續的過程中，要求利用操作人員手動修改數據，從而能夠得出正確考勤報表。報表中的內容主要包括查詢、打印等，報表的查詢是根據工作人員編碼、日期、設備等實現的，查詢條件能夠對考勤記錄的時間、公司及部門等進行選擇。選擇報表指的是員工異常考勤報表、出勤報表、合計報表及原始數據報表等。其次，在模塊實現的過程中，為了使速度得到提高，利用一卡通系統得出部分的信息，在本地計算機中實現其他信息的存儲。圖2為門禁系統界面。

2.3 商店消費模塊

商店消費模塊能夠以管理系統所發放的身份卡到市趟售飯管理終端插入，之后進行購物，購物過程中所產生的費用能夠通過服務器中此身份卡相應賬號中扣除，避免在整個過程出現現金交易導致不便。其主要功能為：

其一，在進入到售飯功能之前要先將操作人員編碼輸入進入，右側將準備出售的產品名稱進行顯示，左側表示正在營業。將身份卡插入之后，左側將持卡人的姓名、卡號、賬號現存的金額進行展現出來;

其二，售飯人員輸入菜品相應的購買金額、序號，之后將回車鍵按下之后結算，展現本次的消費金額及剩余金額，提示人員能夠將卡拔出來。如果結算金額比賬號中剩余金額要多，就會提示賬內的金額，請重新選擇。假如本次結算金額比每次消費最高的金額要高，就要求人員將密碼輸入才能夠結算，保證卡的安全性。

其三，拔卡之后能夠將本次消費清單打印出來，比如消費菜單清單、姓名、消費金額、剩余金額等。

其四，服務中心服務器能夠對售飯終端收款數據進行查看，并且到當天明細賬中記錄。

其五，某個部門中的售飯終端軟件能夠通過注冊過程中所設計數據創建一組，解散過程中的部門收款機對本組營業數據進行計算，并且查詢當天的明細，每個月的數據等。

2.4 食堂消費系統

食堂消費系統和商店消費系統不同，前者客戶端消費是利用消費機實現，后者利用計算機實現。為了能夠在食堂中使用IC卡，使用消費機，并且進行二次開發，使其能夠對校內開發的卡進行識別。利用以下驅動函數能夠實現插卡消費：

2.5 圖書館借閱系統

學校圖書館借閱工作大部分還是手工管理，工作效率比較低，并且無法及時掌握圖書種類及學生們的需求圖書。手工管理具有多種問題，因為不可避免的人為因素導致數據誤報、遺漏等。以此，就結合一卡通系統建設，通過計算機為我們所提供的信息，對學生借閱過程構成整套動態管理。本文根據需求使其劃分成為學生注冊、借書、圖書查詢、學生信息打印、還書、圖書預約等六個模塊，使六個模塊緊密相連，實現信息資源共享，從而形成完美學校圖書館借閱管理解決方案。圖3為圖書館借閱系統的結構。

圖書瀏覽查詢：學生們能夠通過卡插入讀卡器對自己所需要的圖書進行查詢;

借書：學生能夠利用校園卡實現圖書借閱;

預約：實現圖書預約;

還書：退還圖書;

打印信息：圖書管理人員利用此模塊能夠實現學生借閱信息的打印。

將讀卡器設置到圖書館出入口中，學生只需要刷卡就能夠自由地進出。簡單來說，其就是出入控制及借書的憑證。在通過掃描槍在系統中錄入書號之后，學生只需要刷卡就能夠錄入借閱信息。在還書的時候，也能夠對書籍信息確認之后刷卡，也就是實現還書處理。

為了使圖書分類上架和管理能夠更加的方便，使軟件中具備圖書上架位置編號的自動生成，并且設計條形碼。通過普通打印機打印，將條形碼和說明貼到書中，方便圖書館管理人員對書籍進行管理，還能夠提高圖書館的借閱速度。此種圖書借還的方式，要求領書人只需要將IC卡插入到讀卡器中，或者通過條碼掃描器實現掃描，就能夠讀入借書人的賬號，利用校園網將個人信息調取。利用掃描條形碼尋找圖書編號，就能夠借書。在還書的時候也能夠實現圖書編號的掃描。

2.6一卡通系統安全設計

一卡通系統安全和用卡人信息安全具有密切的關系，包括校園卡中余額及個人銀行卡信息等數據保密性，為全部一卡通性能最為重要、基礎的因素。利用以下內容對一卡通系統安全進行保證。

其一，設計數據庫安全。單獨使用一臺物理服務器，專門存儲一卡通系統數據庫，避免和其他業務系統對計算機資源共享，并且使用異地容災備份技術對數據庫完整性進行保證;

其二，設計中心服務器。實現兩臺Linux服務器的設置，將其中的一臺作為服務器，應用在正常狀態中;將另外一臺作為備用的服務器，在發生故障的時候使用，從而使系統能夠不間斷的運行;

其三，設計在線充值安全機制。銀行卡中的信息數據較為敏感，不能夠直接利用校園網訪問銀行網絡，要使用轉賬前置機方式，隔離雙方的數據，對數據安全進行保證;

其四，實現業務系統安全機制的設計。定期掃描每個業務系統的漏洞，對管理員權限進行良好分配，使用日記機制對責任追查進行落實;

其五，設計終端POS機的安全機制。POS機屬于直接刷卡消費工具，和扣除卡內余額、驗證卡片合法性具有重要關系，要求其具備白名單及黑名單的驗證技術，對交易合法性進行保證;

其六，網絡安全機制的設計。可以單獨使用物理專用網和一卡通系統相互連接，對成本問題充分考慮，可以使用VLAN技術創建虛擬網絡實現隔離;

其七，設計卡片安全機制。使用中國人民銀行所認證的CPU卡，使其成為信息載體，使卡片安全性得到進一步的提高。

2.7 系統的使用

將一卡通放到刷卡機中，刷卡機就能夠將一卡通中的信息進行讀取，如果讀取正常表示合法卡，如果讀取失敗就會出現異常警報，假如正常識別卡為掛失的狀態，系統也會警報。假如消費額度比較大，就提示用戶將消費者密碼進行輸入，假如密碼輸入錯誤，就會發出警報，要不然對卡的余額進行讀取，如果此卡余額不足，就會提示余額不足。如果正常，將消費額度扣除，在系統中對刷卡操作數據進行更新。

3 結束語

本文實現滿足高效管理信息化、數字化需求的一卡通學生管理系統，能夠有效增強各個高校管理部門的溝通和資源共享，還能夠實現辦公自動化及高效化，有效節約物力、人力。但是，在系統后期運行及維護的過程中，還要實現學生考勤和考試簽到等功能的拓展，以此為信息化的教學打下基礎。

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【通聯編輯：朱寶貴】