基于校園一卡通的教務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

施達(dá)雅，蘭勝坤

（福州工商學(xué)院工學(xué)院，福建 福州 350715）

0 引言

21世紀(jì)初，由于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)學(xué)校信息化管理的要求，校園一卡通系統(tǒng)逐漸完善并普及，真正意義上的校園“一卡通”階段。智慧校園一卡通不再局限于傳統(tǒng)的一卡通引用，它是利用IC技術(shù)、RFID技術(shù)、ICT技術(shù)等的綜合信息系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)的對(duì)接實(shí)現(xiàn)越來(lái)越重要[1]。用一卡通來(lái)代替在校園內(nèi)需要使用現(xiàn)金、身份認(rèn)證等的場(chǎng)景，這種管理模式代替了傳統(tǒng)的做法，使一卡通具備餐卡、學(xué)生證、借書證、醫(yī)療卡等的功能，實(shí)現(xiàn)“一卡在手，走遍校園”“一卡通用、一卡多用”的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)金融消費(fèi)等多功能的統(tǒng)一。這種校園卡應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化校園建設(shè)。

1 方案概述

隨著校園一卡通建設(shè)水平的提高，其應(yīng)用層次不斷擴(kuò)大，其應(yīng)用功能也逐步豐富和強(qiáng)大，從單純的餐卡、門禁方面不斷擴(kuò)張，實(shí)現(xiàn)銀校圈存、身份認(rèn)證是現(xiàn)下主流趨勢(shì)：如消費(fèi)管理方面的自助購(gòu)水、自助洗衣、電費(fèi)繳納等，以及與身份識(shí)別有關(guān)的考勤、智能門鎖、圖書借閱、進(jìn)出管理和簽到等各方面[2]。2000年，我國(guó)首次針對(duì)校園辦公自動(dòng)化需求展開了一卡通系統(tǒng)應(yīng)用研發(fā)，并對(duì)教學(xué)教務(wù)管理系統(tǒng)等展開了相應(yīng)研究[3]，但面臨的問(wèn)題較多，研究成果不大。而今高校一卡通應(yīng)用研究重新進(jìn)入教育及計(jì)算機(jī)人士的關(guān)注領(lǐng)域，在一些高校也出現(xiàn)了應(yīng)用一卡通管理的成功案例，但在教務(wù)方面的功能模塊開發(fā)應(yīng)用尚未成熟，還有較大的拓展空間。因此在原有一卡通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上升級(jí)改造，拉入第三方平臺(tái)，也將進(jìn)一步拓展一卡通系統(tǒng)的領(lǐng)域。

本項(xiàng)目依托校園一卡通平臺(tái)的數(shù)據(jù)集成特點(diǎn)，將教務(wù)管理系統(tǒng)接入平臺(tái)。一卡通系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)共享至數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，教務(wù)系統(tǒng)可直接訪問(wèn)平臺(tái)數(shù)據(jù)，及時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整相關(guān)教務(wù)信息；反之教職工、學(xué)生等信息集也會(huì)存至共享平臺(tái)，一卡通系統(tǒng)即可訂閱所需信息集。

2 校園一卡通系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示，從圖中可見，系統(tǒng)由一卡通數(shù)據(jù)中心、一卡通管理中心及各種第三方對(duì)接平臺(tái)組成。一卡通數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一卡通綜合管理平臺(tái)所有的卡戶信息、應(yīng)用單位信息、交易信息及配置信息[4]；一卡通管理中心主要負(fù)責(zé)卡片的發(fā)放、查詢打印等業(yè)務(wù)處理。所有的校園現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)通信前置機(jī)統(tǒng)一接入網(wǎng)關(guān)，這樣能使方便地集中管理校園內(nèi)的設(shè)置，而且管理員直接在WEB瀏覽器中自主配置管理校園內(nèi)的卡機(jī)設(shè)備等，實(shí)時(shí)管理相關(guān)數(shù)據(jù)[5]。

圖1 校園一卡通系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 一卡通管理中心

一卡通管理中心負(fù)責(zé)本系統(tǒng)卡片的綜合管理業(yè)務(wù)，主要針對(duì)新舊用戶及臨時(shí)用戶的賬戶、卡片的管理。具體業(yè)務(wù)包括新用戶開戶、舊用戶信息修改和銷戶、卡片充值凍結(jié)補(bǔ)卡、臨時(shí)用戶開戶和撤戶等等[6]。

2.2 一卡通數(shù)據(jù)中心

一卡通綜數(shù)據(jù)中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及配套的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)組成，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)各類數(shù)據(jù)的查詢、修改等；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器則用來(lái)存儲(chǔ)平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的所有需要的數(shù)據(jù)。本中心具有較快的響應(yīng)速度，數(shù)據(jù)服務(wù)器只允許各應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)共享式支撐平臺(tái)的內(nèi)部專網(wǎng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，保障了系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定。

此外，根據(jù)邏輯需求，把一卡通數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)劃分成三個(gè)部分：

①身份數(shù)據(jù)庫(kù)：負(fù)責(zé)身份信息的管理、認(rèn)證；

②賬務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)：因?yàn)榘踩缘男枰?，把錢相關(guān)的數(shù)據(jù)劃分為賬務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)與一卡通賬戶有關(guān)的余額、流水等信息，是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中最核心的部分；

③業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)：此庫(kù)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)接入平臺(tái)的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)。

平臺(tái)通過(guò)建設(shè)統(tǒng)一的校內(nèi)身份認(rèn)證平臺(tái)，將校園卡各應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)證工作納入到校園的統(tǒng)一認(rèn)證管理系統(tǒng)中。校園地身份認(rèn)證平臺(tái)規(guī)劃將所有用戶的口令及證書放在統(tǒng)一的目錄服務(wù)中進(jìn)行管理，并提供給各應(yīng)用系統(tǒng)相應(yīng)的接口。

3 教務(wù)管理平臺(tái)系統(tǒng)的集成

3.1 一卡通集成系統(tǒng)模型

一卡通系統(tǒng)提供了校園卡基礎(chǔ)應(yīng)用的核心，所以數(shù)字化校園以一卡通平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)校園資源、活動(dòng)的數(shù)字化管理，如圖2所示，本系統(tǒng)便是基于校園統(tǒng)一的身份認(rèn)證平臺(tái)，通過(guò)規(guī)范的系統(tǒng)對(duì)接服務(wù)將教務(wù)管理系統(tǒng)接入平臺(tái)。通過(guò)web服務(wù)將教務(wù)系統(tǒng)相關(guān)信息集成到門戶網(wǎng)站，用戶便可以在門戶網(wǎng)站中查詢處理自己相關(guān)的信息。

圖2 一卡通集成系統(tǒng)模型

為了保障信息的安全和數(shù)據(jù)完整性，需要實(shí)時(shí)地更新一卡通平臺(tái)中的身份認(rèn)證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此要由相關(guān)的服務(wù)程序動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)身份認(rèn)證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有變化時(shí)，服務(wù)程序?qū)⒆詣?dòng)獲取變動(dòng)情況并傳遞給一卡通平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，以保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整笥。如圖3所示，數(shù)據(jù)更新服務(wù)采用WebService方式，以提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性。數(shù)據(jù)更新日志記錄記入數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)格式采用XML，以方便數(shù)據(jù)更新的查看和數(shù)據(jù)更新回滾，提高系統(tǒng)的完整性。

圖3 身份認(rèn)證數(shù)據(jù)的更新過(guò)程

通過(guò)一卡通系統(tǒng)與身份認(rèn)證的結(jié)合，校園內(nèi)用戶和機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在身份認(rèn)證數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行統(tǒng)一的管理認(rèn)證，并且與一卡通系統(tǒng)中數(shù)據(jù)保持動(dòng)態(tài)同步。當(dāng)要由第三方系統(tǒng)獲取服務(wù)時(shí)，需要先由卡片獲得身份認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證后，才能通過(guò)一卡通平臺(tái)去調(diào)用第三方服務(wù)信息。

3.2 集成化的教務(wù)管理系統(tǒng)功能分析

傳統(tǒng)的手工注冊(cè)學(xué)籍方式的工作量比較大，而且效率較低。并且注冊(cè)后的信息不能實(shí)時(shí)共享、無(wú)法與教學(xué)管理和各類教學(xué)資源的使用同步，已不能滿足學(xué)生注冊(cè)工作的要求。本系統(tǒng)利用一卡通系統(tǒng)的身份認(rèn)證功能，將一卡通系統(tǒng)、教學(xué)管理系統(tǒng)和收費(fèi)管理系統(tǒng)等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，建立基于教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)籍注冊(cè)功能，解決傳統(tǒng)注冊(cè)問(wèn)題，提高管理效率。

在系統(tǒng)集成后，通過(guò)一卡通系統(tǒng)的門戶系統(tǒng)和移動(dòng)服務(wù)助手等的信息發(fā)布功能，向?qū)W生分布各類教務(wù)警示信息，提醒學(xué)生及時(shí)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，按照要求完成自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。學(xué)生也可通過(guò)自助服務(wù)終端對(duì)卡片信息的讀取，接入系統(tǒng)讀取個(gè)人教務(wù)信息，完成一些快速認(rèn)證、繳費(fèi)等事務(wù)。下面介紹教務(wù)系統(tǒng)的兩個(gè)功能：

3.2.1 學(xué)籍注冊(cè)功能

傳統(tǒng)手工注冊(cè)方式存在工作量大、效率低、拖延時(shí)間長(zhǎng)、信息不能共享、準(zhǔn)確性差、注冊(cè)狀態(tài)無(wú)法與教學(xué)管理和各類教學(xué)資源的使用掛鉤等缺陷，已不能滿足學(xué)生注冊(cè)工作的要求。利用校園卡的身份識(shí)別功能，將教學(xué)管理系統(tǒng)、收費(fèi)管理系統(tǒng)、校園卡系統(tǒng)等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，建成基于校園卡的學(xué)生注冊(cè)系統(tǒng)能有效克服傳統(tǒng)手工注冊(cè)方式存在的缺陷，提高學(xué)校學(xué)生注冊(cè)管理水平[7]。

該功能的實(shí)現(xiàn)如流程圖4所示，首先在服務(wù)器中導(dǎo)入新生的基本信息，然后注冊(cè)時(shí)通過(guò)讀卡設(shè)備讀取學(xué)生一卡通上的學(xué)號(hào)等信息及生物識(shí)別驗(yàn)證，再通過(guò)接口函數(shù)把讀卡器的信息傳輸?shù)揭豢ㄍㄏ到y(tǒng)平臺(tái)，在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中查詢?cè)撋膶W(xué)籍注冊(cè)信息，如果符合注冊(cè)權(quán)限，則把人員信息同步到教務(wù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。如果不符，則要核對(duì)人卡信息的一致性，并且更新卡片信息，同步到系統(tǒng)。

圖4 學(xué)籍注冊(cè)流程圖

3.2.2 自助成績(jī)打印功能

自助成績(jī)打印是以一卡通為手段，基于教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)的，可讓學(xué)生全天自助操作，方便快捷。如圖5所示，該功能的實(shí)現(xiàn)依托線下自助機(jī)，通過(guò)讀取一卡通的學(xué)生數(shù)據(jù)，先與一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接收請(qǐng)示，然后為確保教務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)不被修改，使用教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取權(quán)限獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，最后把數(shù)據(jù)傳輸至終端機(jī)打印。所有的操作記錄均有詳細(xì)的記錄并存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

圖5 自助成績(jī)打印流程圖

為了保障成績(jī)單的可靠性，系統(tǒng)提供自助驗(yàn)證。即通過(guò)該系統(tǒng)打印出來(lái)的每份成績(jī)單都會(huì)附有一個(gè)驗(yàn)證序列號(hào)，驗(yàn)證序列號(hào)是由學(xué)校提供的密碼、打印文件流水號(hào)和學(xué)生學(xué)習(xí)績(jī)點(diǎn)及總學(xué)分三部分加密算法計(jì)算之后產(chǎn)生[8]。用人單位可通過(guò)掌上WAP驗(yàn)證功能，根據(jù)成績(jī)單上面的提示操作即可自助完成文件的真?zhèn)悟?yàn)證；例如：驗(yàn)證成績(jī)單真?zhèn)?，只需使用手機(jī)登錄掌上教務(wù)WAP站點(diǎn)，輸入成績(jī)單序列號(hào)即可驗(yàn)證成績(jī)單是否真假，如成績(jī)單為真，即可顯示學(xué)生姓名、成績(jī)總學(xué)分、總平均學(xué)分績(jī)點(diǎn)。如成績(jī)單為假，即顯示相關(guān)錯(cuò)誤信息[9-10]。

3 總結(jié)

在傳統(tǒng)校園中，借助了一卡通系統(tǒng)的電子支付及身份認(rèn)證的優(yōu)勢(shì)，把教務(wù)系統(tǒng)接入平臺(tái)，通過(guò)臨時(shí)庫(kù)的方式定期動(dòng)態(tài)地更新平臺(tái)數(shù)據(jù)，為教學(xué)管理提供完善的流程，實(shí)現(xiàn)一站式的自助服務(wù)，提升了傳統(tǒng)校園的效率，提高了教學(xué)管理水平和效率。