物聯網+智能校園卡的一體化設計

朱黃錦 王禹博 蔡俊倫 濮方兗 俞玉婷

【摘 要】 針對校園卡資源閑置、使用繁瑣的問題，本項目致力于研究校園一卡通的功能完善。使其結合移動支付、AR、大數據、物聯網等多種新型技術，并結合智能門鎖系統應用，在提高效率的同時便于師生校內外各種用途的使用。

【關鍵詞】 AR 大數據 物聯網 系統設計

進一步升級校園卡的使用，便捷同學們的校內校外生活。由于在使用過程中發現了校園卡用法煩瑣，導致其資源的浪費，促使我們想到利用“物聯網+校園卡”的模式升級校園卡，來解決這一問題。在解決其煩瑣流程的同時，為在校師生謀取最大福利。隨著全國高校在信息化和校園網建設上日漸完善，使智能校園卡信息管理系統有一個厚實的基礎，而智能卡技術、網絡安全技術、數據庫應用技術等高科技技術的發展，為智能校園卡信息管理系統提供了強有力的技術保證。實際應用中仍然存在許多問題和擴大空間，接下來，就校園卡的應用問題分析現狀：充值制度：雖然現在校園卡已經可以綁定支付寶，可以通過支付寶進行充值，但是需要在一臺刷卡機上刷一次才能算真正充值成功，相對來說比較麻煩，而且卡里余額過多而用不完也是一件麻煩的事情，因為校園卡里的錢只能充值而不能提現。其次由于校園卡的功能受限于其系統，不夠細致的系統導致了同學們對校園卡的資源浪費，我們將校園門鎖系統放入校園網子系統，將校園一卡通中增添門鎖功能。

1 ?智能校園卡設計總體思路

在隨著全國高校在信息化和校園網建設上日漸完善，使智能校園卡信息管理系統有一個厚實的基礎，而智能卡技術、網絡安全技術、數據庫應用技術等高科技技術的發展，為智能校園卡信息管理系統提供了強有力的技術保證。

現在還有很多學校師生所使用的都是類似IC卡的校園卡，實際應用中仍然存在許多問題和擴大空間，接下來，就校園卡的應用問題分析現狀：充值制度：雖然現在校園卡已經可以綁定支付寶，可以通過支付寶進行充值，但是需要在一臺刷卡機上刷一次才能算真正充值成功，相對來說比較麻煩，而且對于將要畢業的學生來說，卡里余額過多而用不完也是一件麻煩的事情，因為校園卡里的錢只能充值而不能提現。其次由于校園卡的功能受限于其系統，不夠細致的系統導致了同學們對校園卡的資源浪費，我們將校園門鎖系統放入校園網子系統，將校園一卡通中增添門鎖功能。為了迎接徐州地鐵的到來，為了方便學生出行，惠利學生，我們將在校園卡中添加地鐵子系統模塊。

師生在使用校園卡時，可以進行免充值，直接綁定支付寶、微信進行扣費，學生進入宿舍無需再攜帶原有鑰匙，可以使用校園卡進行開門，我們將開發一款校園卡專用APP，記錄其使用狀態，學生信息，賬戶流水等一系列基礎信息，建立一個大數據，根據學生在圖書館的借閱情況，來為學生推薦合適書籍，幫助學生更好地利用圖書館資源。與徐州軌道交通部門進行洽淡，在校園卡中添加地鐵模塊，方便學生直接進站刷卡，同時對持卡大學生給予折扣優惠。為解決新生不能找到校內具體地點的問題，我們將在校園卡背面設計一款學校專屬AR地圖，便于同學們尋找。

2 ?主要部分設計

本論文總體介紹了卡片的設計、智能門鎖的應用、智能門鎖參數設置與門禁卡授權和APP的設計。

2.1卡片的設計

校園卡系統使用了Web Service技術，Web Service 是一種中間件技術，可以在各種的設備上執行各類的應用程序，而無需額外的，使用特定的第3方軟件或硬件來實現跨設備跨應用的數據交互和對接。

一卡通系統基于數字化校園整體規劃進行建設，是數字化校園的有機組成部分，可以被看作是同 OA 辦公系統、學工管理系統一樣的數字化校園組成部分，通過第三方接口，實現與圖書館、財務、教務等系統之間的數據同步和交換。對學工系統、圖書管理系統等有交易信息產生的接入系統，校園一卡通中產生的用戶交易信息通過共享數據集成的方式，融合到對應的接入系統中，一卡通將卡信息同步到對接系統，對接系統通過卡片完成身份認證，完成交易后將交易信息數據同步到校園一卡通系統中完成入賬和結算。

現階段，國內外有許多混合開發模式（Hybrid App）的主流框架，包括AppCan，AppMobi，Titanium，PhoneGap 等。這些主流框架都基于瀏覽器的webkit 內核，利用標準的 Web 前端技術進行開發，跨平臺實現在不同系統的移動終端上。移動開發工程師可以利用這些混合開發模式的主流框架快捷的開發移動應用。

目前，PhoneGap 混合模式開發框架是唯一的一個支持 7 個平臺的開源移動框架;在開發移動應用過程中，開發人員可以熟練使用成熟的前端開發框架來提高開發效率; PhoneGap 混合模式開發的產品成本較低，在市場上非常具有參考價值。

通過對比，本文決定選擇使用 PhoneGap 框架對移動校園系統進行跨平臺開發。

2.2智能門鎖的應用

感應鎖一般包括以下幾部分：前臺管理電腦、感應IC卡、讀卡器、門鎖、控制器。感應鎖一般都配有IC卡，IC卡的內部構造復雜且難以被復制，所以感應鎖的專一性較強，相對指紋鎖和電子密碼鎖，系統更為復雜，安全系數更高。

智能門鎖由7部分組成：門禁卡、讀卡天線、基于PSAM卡權限認證、智能存儲與管理芯片、開鎖電動裝置、智能門鎖開或關裝置、開鎖機械裝置與鑰匙。

2.3智能門鎖參數設置與門禁卡授權

智能門鎖的參數設置與門禁卡授權是通過開發相應的管理系統完成。由于智能門鎖的管理系統與公寓門鎖在物理上是分開的，不存在利用網絡或其他技術手段完成信息的直接傳遞，所以，在智能門鎖系統中使用的卡片分成兩大類：管理卡與門禁卡。

管理卡的主要特點如下：地址卡，存儲公寓門鎖與公寓物理地址的對應信息。在門鎖安裝初期由管理人員完成對門鎖的設置，將周轉公寓的區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行有效期校驗的準確性。區域卡，經過授權并設置有效期，可以打開一定區域內智能門鎖。超級通卡，經過授權并設置有效期，可以打開本系統發布的所有門鎖，只在特殊情況下使用。

2.4 APP開發

我們希望通過客戶端主要向用戶提供系統的相關信息內容和應用功能，以及用戶交互界面等。我們在設計和開發系統客戶端的過程中考慮的技術需求如下：

1、跨平臺性：移動校園系統最重要的技術需求就是實現跨平臺移植即一次開發就可應用到不同操作系統，如 Android、IOS、Windows Phone 和 Symbian等等。跨平臺性是本課題研究的重點內容，所以在混合開發模式中我們選擇PhoneGap 框架來實現系統的跨平臺性。

2、原生功能和插件的調用與研究：在移動校園系統開發過程中，有些功能的開發需要使用本地設備的原生應用和插件功能，比如學長幫忙和信息反饋等功能模塊需要調用本地設備的相機原生應用;校園地圖功能模塊需要調用地理位置進行地理定位;在 PhoneGap 框架上開發二維碼插件進行應用。因此，本項目對 PhoneGap 框架提供的原生應用的 API 接口和插件使用進行了研究，為用戶帶來接近原生 APP 功能的移動應用。

3 ? 結語

智能校園卡信息管理系統是創立在學校的互聯網環境基礎上，對多個支付和管理相關的系統的集合。是通過在智能卡上應用，無縫集成校園數字化應用平臺，再通過學校的數字化平臺上的統一身份認證和共享數據中心，把學校內所有需要通過校園卡應用的各類應用系統統統集成一體，使校園卡能夠真正取代校園的各類證件，將各類跨系統的應用對接成多功能卡式應用系統，做到“手握校卡，通信校園”。我們希望在解決其煩瑣流程的同時，為在校師生謀取最大福利。

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