校园一卡通系统方案设计刘　虎(东南大学,南京210000)摘　要:校园一卡通是高校管理手段现代化的必然趋势,根据学校实际情况,提出校园一卡通的系统架构、通信方案和功能模块,并对校园一卡通的实施提出了一些意见。

关键词:校园一卡通;射频识别;I C 卡中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-7961(2006)03-0039-04The D esi gn of the Cam pus E Card Syste mL I U Hu(Southeast University,Nanjing 210000,China )Abstract:Ca mpus E Card Syste m is becom ing the trend of ca mpus manage ment .Based on the p ractical situa 2ti on,this paper puts for ward the syste m fra me,the p lan of the communicati on and the module functi on of the Ca mpus E Card Syste m.And s ome ideas are put for ward about the actualizati on of the Ca mpus E Card Syste m.Key words:Ca mpus E Card Syste m;Radi o Frequency I dentificati on Technol ogy;I C card收稿日期:2006-04-03;修改日期:2006-04-17基金项目:淮安市科技发展计划项目(HAG05055)作者简介:刘虎(1973-),男,江苏宿迁人,淮阴工学院讲师,硕士研究生,研究方向:计算机应用。

0　引　言学校的发展离不开规范、科学与先进的管理手段。

目前,管理信息系统已在学校广泛应用,是学校规范化管理不可或缺的一部分,但还存在以下问题:⑴证件繁多,给学生生活带来很多不便;⑵各管理信息系统独立运行,导致应用系统无法兼容,资源不能合理配置和共享;⑶管理受地域限制,未充分发挥校园网的优势;⑷不利于数据分析和维护,不方便学校宏观管理和发展预测。

而校园一卡通系统将为学校提升管理水平,促进学校管理手段现代化创造良好的条件。

1　系统架构方案的确定实现校园一卡通的各项功能,从系统的先进性、可靠性、易维护性角度综合考虑,多层C /S 架构是较理想的选择。

传统的二层C /S 架构可扩充性、可重用性不好,如果业务规则发生变化,就必须修改客户端应用程序,若客户提出基于B /S 的应用需求,实施困难。

若采用二层或三层B /S 构架,当网络或中心服务器出现故障时,各子系统不能单独运行,影响学校正常秩序,系统采用点对多点、多点对多点的结构模式使得系统安全防护比较困难。

本系统采用多层C /S 架构,由于在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”,就使得业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。

客户端不直接与数据库进行交互,而是通过中间层建立连接,再经由中间层与数据库进行交互,建立在中心数据库服务器上的连接数量将大大减少,并且是动态建立与释放连接,因此客户端数量将不再受到限制。

当业务规则发生改变时,只需更改中间层服务器上的某个组件,而客户端应用程序不需做任何处理,有些时候,甚至不必修改中间层组件,只需要修改数据库中的某个存储过程就可以了。

另外,由于系统采用多层C /S 架构,位于各部门的工作服务器能够独立运行,因此,在某一系统或主控端关闭、出现故障时不会影响其它系统的运行。

C /S 是点对点结构模式,采用了适合于局域第15卷第3期 淮阴工学院学报 Vol .15No .32006年6月 Journal of Huaiyin I nstitute of Technol ogy Jun .2006网、安全性比较好的网络协议,安全性可以得到较好的保证。

如果需要开发B /S 应用,则不必重新进行数据访问、业务规则等的开发,可以直接在W EB 服务器端调用现有的中间层,系统具有良好的重用性。

在该体系架构中,系统数据服务层采用分布式设计,由中央数据库和各子系统数据库组成,其中安全控制、发卡结算等系统直接存取中央数据库数据,各管理子系统存取自各部门工作服务器数据库数据,中央数据库定义了基本表结构,各子系统数据库表结构可参照基本表结构,根据各自的功能需求增减字段,但传送到中央库的数据必须符合基本表结构格式,这样做既可保证中央数据的完整性和基本功能的需要,也可保证各子系统的功能扩展,使得整个系统伸缩灵活。

2　网络通信方案设计早期,校园一卡通从安全角度出发采用单独组网,成本高且没有发挥校园网的优势,笔者依据计算机及网络技术发展,提出的校园一卡网络拓扑如图1所示。

图1　校园一卡通网络拓扑 该方案中,校园一卡通在校园网的基础上,通过划分校园一卡通虚拟子网的方式与校园网公网隔离,该虚网与其它虚网之间取消路由功能,并通过防火墙与校园网连接,从而在逻辑上与校园网隔开。

另外,专用的物理通道保证了各校区、各层次网络连接和信息传输的安全性。

针对餐厅、食堂等大量需要终端读卡机的地方,为每台终端读卡机配置一台PC 机与中心服务器通信是不可行的,同时也不利于校内职能部门自主对数据进行分析、汇总、预测。

因此,在终端读卡机需求较多的部门,可以利用分布式系统将终端读卡机与部门工作服务器组成功能独立的分布式系统,部门所需数据存放在本部门的工作服务器上,终端读卡器对卡上数据操作后,将数据送到本部门工作服务器上,同时对数据进行校验、对比,及时发现挂失、金额异常等问题卡,卡的安全性得到保障。

对于校内小超市,教室、宿舍门禁等终端读卡机需求量很小的地方,可以采用相应的TCP /I P 协议转换器,将读卡器数据直接通过转换器发到中心服务器进行数据处理。

另外,对于教务管理、图书管理等原有系统,只要将具有RS232/US B 接口的终端读卡器与原有PC 机组成单机系统,利用卡序列号的唯一性,作为身份识别标识,就可以满足一卡多用的需求。

3　卡的选择射频I C 卡是校园一卡通系统最好的选择,它是40 淮阴工学院学报 2006年I C 卡技术与射频识别技术相结合的产物,有效地解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题。

国内目前常用的M ifare 系列射频I C 卡中有多达16个以上的扇区,每个区都有独立的密钥保护,在操作前要与读卡器进行三次相互认证,而且在通讯过程中所有数据都被加密,卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件,这为一卡应用到校园食堂消费、机房消费等不同的子系统提供了可能。

射频I C 卡在制造过程中具有全球唯一的序列号且不可修改,这保证了每张卡的唯一性,为教务管理、图书管理等需要身份识别的领域提供了技术支持。

4　系统功能模块设计依据学校的实际情况,系统功能模块如图2所示。

管理中心子系统。

该子系统逻辑上属于客户端,但主要运行在中心服务器上,它的内部功能模块主要有:操作员管理模块、部门管理模块、刷卡机管理模块、查询模块。

查询模块是本子系统的重点,它可以查询所有信息,如食堂、机房等,并可以进行统计、汇总、方便管理,其查询功能强大,是学校基础数据的来源。

机房管理子系统。

其主要功能有:对机房信息维护、对费率和计费方式进行设置、机房状态的监控、上机管理和实现查询等。

图2　系统功能模块 食堂管理子系统。

该子系统主要由大量的终端读卡器和部门工作服务器组成可独立运作的分布式系统,它是学校卡应用最频繁的场所,其可靠性、安全性极其重要。

其主要功能有:实时射频卡数据处理、卡信息验证、卡消费查询、生成营业报表、数据导出、系统设置等。

图书馆管理子系统。

学校的图书管理系统已成功运行多年,设计上,将采用射频I C 卡代替借书证作为身份标识,原有系统不变,实现一卡多用。

另外,在涉及超期罚款和破损/遗失罚款时可以从卡中直接扣除金额,实现电子钱包的功能。

银行转帐子系统。

该系统主要用于学校校园卡与银行卡之间的自动转帐,持校园卡人在建立有该项转帐业务的银行等金融机构办理银行卡,建立相应的银行帐户到校园卡帐户的转帐关系,实现校园卡和银行卡之间的转账操作。

5　实施校园一卡通注意事项目前,学校已有部分管理信息系统在独立运行使用,如图书管理系统、食堂售饭系统、机房管理系统、教务管理系统等,但各系统由不同的厂商提供,接口方式、数据格式不统一,甚至卡的类型也不一致,射频I C 卡上扇区未能合理规划、定义,这从技术上为校园一卡通系统集成及应用推广造成很大的技术障碍。

若重新设计校园一卡通系统,数据维护困难且重复投资,方案可操作性不强。

校园一卡通系统方案、技术、安全性都是可行的,问题是如何与现有系统无缝链接、系统集成。

根据学校的实际情况,实施校园一卡通工程,提升学校的管理水平,在不影响现有管理工作的情况下,还要注意以下事项:⑴校园一卡通是一个系统工程,它涉及学校管理的方方面面,在不影响学校日常管理的基础上实施校园一卡通系统是必须把第3期 刘虎:校园一卡通系统方案设计 41握的原则问题。

⑵校园一卡通系统是各子系统的集成,在方案实施过程中既要保证整个系统安全可靠运行,又要保证各子系统能独立运行,在网络、中心服务器出现故障时,学校各项管理,师生学习生活秩序不会出现混乱,因此,多层C/S架构,结合B/S应用,是较为理想的方案。

⑶实施校园一卡通系统必须请实力雄厚且有开发经验的公司分阶段逐步建设完成。

先期目标是实现一卡通用,再进行数据规范化定义、整合,最后完成系统集成。

阶段任务完成后要充分试运行验证,评估阶段性工作完成情况,及时发现出现的问题并完善系统功能。

⑷请金融系统介入校园一卡通建设工作,风险共担,利益共享。

但必须坚持校园一卡通工程为学校广大师生员工服务的原则为前提,学校要掌握校园一卡通系统建设的主动权,系统的目标是规范学校各项管理工作,方便师生学习生活,提升学校管理水平。

⑸校园一卡通系统是学校规范化管理、发展进步道路上的必由之路,在实施校园一卡通系统之前,不宜再上新的管理信息系统或卡系统,造成重复投资,并为以后的校园一卡通系统应用带来不必要的麻烦。

6　结束语综上所述,校园一卡通系统在体系架构上宜采用多层C/S架构,并可根据实际需要,部分子系统可扩展成B/S架构,网络安全、通信安全、卡的安全是有保障的,子系统功能要依据不同学校的实际情况加以取舍,方案实施上宜采用分阶段逐步实施完成。

该系统的建设实施,是学校管理适应计算机及网络技术发展、方便师生学习生活、提升学校现代管理水平、适应学校大发展的必然要求。

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