陈铁权
摘要：随着时代的发展，IC卡智能系统已经融入人们的生活当中，作为它的子系统的一卡通系统也在全国高校中广泛运用起来。在现今的互联网时代背景下，一卡通自身的智能身份识别技术不断提升，它已经能够与智能手机、云技术等大数据直接接轨。“互联网+一卡通”已经可以将智能身份识别技术引入一卡通门禁系统，它将可能引领未来技术发展的新方向。现今，高校一卡通系统建设的建设路径不断涌出，包括智能身份识别，手机一卡通自助服务，云技术等不同的方式。[1]该文将对“互联网+”模式的校园一卡通的管理系统构成的数字化校园的设计与具体的实现流程就行探讨和分析。
关键词：互联网+；校园一卡通；数字化校园
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）29-0029-02
1 背景
2015年3月5日，在第十二届全国人民代表大会第三次会议上， 在李克强总理所做的政府工作报告中提出了几大新世纪任务，重点强调 “互联网+”模式与传统行业和现代制造业的结合，促进新兴移动互联行业、电子商务、物联网等和谐快速发展。在李克强的发言中体现了“互联网+”战略已上升至国家战略的高度，也将这个话题带入了人民群众的关注中来。“互联网+”这个名词现今已成为中国社会高频度的热词，“互联网+”已与人民的生活息息相关，而校园一卡通作为校园信息化建设的重要一环，在学校信息化管理、学校数据统计、学校决策的支撑方面发挥着重要作用，“互联网+”模式下的校园一卡通，是新型校园一卡通的发展方向，校园一卡通系统必须随着“互联网+”的变化趋势做出相应的调整才能更好地服务于广大师生。 [2]
2 系统功能模块设计
在设计校园一卡通系统时，首先要进行需求分析，传统的校园一卡通系统功能方面日趋成熟，服务也面面俱到，基本上没有死角，需要重点考虑的是身份分权问题，即通过身份级别的不同，分配不同的服务模块，定制专属的个性化服务空间。另一方面，校园一卡通应具备资金储备和结算的功能，学生可以在校园内部使用一卡通进行消费，虽然传统的一卡通也支持刷校园卡消费功能，但在系统结构上与“互联网+”模式有着本质区别，“互联网+”校园一卡通也采用B/S平台模式，但在功能设计上采用三部分、三个层次，第一层为校园内刷卡消费部分，第二层为学生校园信息与移动金融机构数据认证、对接部分，第三层为学生消费数据与金融机构数据同步部分。网络结构为独立的链路，与校园网、互联网接口需有防火墙、审计等安全设备，保证学生的一卡通认证信息，学校与银行传递的数据安全[3]。与传统的校园一卡通不同，“互联网+”模式下的校园一卡通增加了很多数据采集设备，如人脸识别设备、指纹采集设备等，同时大量的智能终端的设备也将通过无线信号连入校园一卡通网络中。
校园一卡通身份认证采用统一注册认证平台，与学校其他管理系统实现身份认证、和数据应用的无缝对接。统一认证平台是校园一卡通的核心部分，它既是校内各个系统的对接口，也是学生与金融机构的数据接口。校内认证数据的采集可从招生管理系统和学生管理系统中获取，当学生办理完正式入学手续并注册完学籍之后，学生一卡通校内认证数据便上传至认证平台，这些数据是学生注册校园一卡通账号并得到审核的依据。统一身份认证平台的另一项工作是与校外金融机构进行数据交换，出于安全考虑，学生身份信息与金融机构的认证应放在金融机构端，学校统一认证平台只负责上传学校通过审核的学生基本信息给金融机构，并将金融机构审核成功的学生信息和开通业务信息完善至统一认证平台数据库中。
3 系统实现与应用
3.1 系统总体规划
校园一卡通系统的规划依据来源于系统的功能模块，其需要采用物联网技术，并利用已建设完备的高校校园网信息平台之间进行互相融合，分层实现。
在系统设计时，已经将系统分为客户端、传输层、感知层三个层次。感知层由各类基本的感应器件组成，包括RFID标签、二维码标签、传感器等信息获取标识器件，另外还有用来获得数据网络的传输信息感应器件；传输层依托于校园中建设完备的校园网络，利用融入一卡通管理系统的方法降低系统建设的成本，同时也可方便一卡通的接入。一些基于ZigBee协议来用于传感器数据路由的路由器与普通以太网路由器等不同类型的路由器是传输层中的一个重要组成部分；数据传输层将各类数据传输至一卡通管理平台，将对数据作出一定处理后会反馈到各类物体、手机、一卡通等客户端。[4]
3.2 系统实现
3.2.1 校园卡设计
信息安全是校园一卡通建设不可回避的问题，也是校园一卡通建设的重中之重，校园卡防复制、防伪造是校园卡的一项最基本要求。近年来RFID技术日趋成熟，应用范围也越来越广泛，其“一卡一密”加密解码方案实现了多功能化、网络化、可视化的安全使用环境，保证了学生的用卡安全。另外，随着智能手机的普及，NFC技术也应考虑应用到校园一卡通的认证中来。
校园卡主要由三部分组成：模拟部分、数字部分和存储部分。模拟部分由整流、稳压、调制解调等模块组成，它还应包括卡片上的一个射频接口，这个接口可以从不同电波的波段中识别卡片中的信息，同时这个接口可以让内部的电子原件在读卡过程中获得所需的电能，也使得发出的电磁波可通过天线耦合到读卡设备中，并将其传输到一卡通管理中心对数据进行处理[4]。在校园卡的使用管理上，应考虑开放一部分权限给持卡人，例如持卡人可以实时查看校园卡消费使用情况，自行设定单笔或每天最大消费金额，校园卡消费异常报警等，持卡人可自行锁定或解锁校园卡，通过开放给持卡人相应操作权限，可在使用上保证校园卡安全。
3.2.2 一卡通管理中心的建设
校园一卡通的管理中心应单独建立部门，该部门归属于后勤效果较好，校园一卡通的数据中心应单独建设机房，如放到学校数据中心机房一起一定要做物理隔离，特别是校园一卡通的服务器、存储不能运行其他业务，要保证校园一卡通网络、硬件、软件的独立性。在服务器、存储等相关硬件的选配上，要坚持高标准、可扩展、前瞻性原则，在硬件系统高效、稳定的前提下考虑软硬件的备份冗余系统。
另一方面，由于需要满足WIFI、3G、GPS等多种通信模块的使用，并结合移动互联网和校园网的网关节点，一卡通应选取具有超强的抗干扰能力，同时电压有较高的动态输出范围，可采用间歇和掉电两种工作方式，功耗低的设备。传感器网络是基于Zigbee协议实现的，此协议也是互联网中最为重要的协议之一。本系统利用这个协议来完成红外传感器、温度传感器等各类传感器的协同工作获取校园实时信息。系统选取SDH技术进行宽带的接入，以满足学生、数据管理中心等对于带宽的需求。物联网可以便捷有效地介入校园网的原理在于，在带宽需求加大时，只需租用更高带宽的SDH端口即可，与此同时，SDH相对于DNN等具有更低的成本。
在软件构成方面，一卡通管理中心的软件系统应坚持平台移植性、兼容性、可扩展性强的原则，平台模式选用客户端/服务器模式，便于使用和更新，编程语言选用JAVA、HTML5，保证跨平台使用和在不同设备端的兼容性。一卡通管理中心数据库的设计是软件平台设计中至关重要的一个部分，因为一卡通数据中存放着所有的数据信息和用户信息，在数据库的选择上，应充分考虑大数据的并发数、数据的处理速度及数据库的稳定性、安全性，另外数据库的版权费用也应考虑在内，结合上述要求，SQLServer2008及以上版本可优先考虑作为一卡通管理平台系统的数据库。SQLServer2008数据库可以将在数据库进行撤销时产生的空余空间作出及时的分配，这将直接提高磁盘的利用效率，同时也能动态的管理SQL数据库[5]。SQL的另一优势是它能支持跨平台，这对于需要在基于互联网技术的多平台系统中灵活扩展得以实现，同时大多数软件、系统的访问的需求也得到满足。
4 “互联网+”校园一卡通的应用
光纤是校园一卡通进行数据传输的关键，此外，校园一卡通系统中还应包括商务网关、以太网POS机、门禁控制器、管理机、TCP主机、圈存一体机等硬件设备，它是以星形拓朴的形式来组织整个网络系统。子系统包括：一卡通管理平台、消费管理系统、热水管理系统、水电管理系统、圈存系统、查询系统、语音服务系统、会议考勤系统、门禁系统、综合服务平台、校车刷卡、洗衣机等。对于在校师生员工来说，一卡通的主要用途就是可以利用一体机、网站与手机客户端等多手段选择的来充值校园卡；同时师生的就餐、校内购物、医疗等消费也能通过充值了的校园卡来替代现金的使用。学生生活中的热水（开水和淋浴）等也要用一卡通进行刷卡消费，还包括学生宿舍水电预充值、补助及退费，及缴纳各种费用，如网络费用、四六级考试费用也需要用到一卡通，出入通道及门禁的身份识别、图书借阅及公共机房上机、使用共用经费进行结算、学生入学备用金发放、会议考勤等各项服务也要借由校园一卡通完成。现今仍然需要对一卡通进行持续的探索和调整，在满足学生日常生活所需的同时，力求能使一卡通的便捷程度有一个更大的提升。而实际上教职工的一卡通使用范围比较偏窄，主要集中在工作餐消费与少量的超市购物、校车刷卡等方面。利用O2O电子商务即Online线上网店Offline线下消费，一方面满足了消费者的个性化需求，另一方面，也会节省消费者在线支付后现今的消费。校园一卡通就是借助于O2O模式的经验和教训，得以构建了一个安全可靠、使用方便、适合校情的电子商务平台。
5 结束语
本文所探讨的信息化校园一卡通是一套全新的一卡通系统，是基于“互联网+”模式下的智能一卡通系统。它不仅需要依托于互联网、RFID技术、无线传感器网络，还包括一些现有的校园网网络系统。它将面向所有校园，服务于广大师生，尽可能地为他们带来最大的便利。相比较于原有的校园网，他的数据信息获取途径来自于更多类型的网络手段，提升了校园一卡通的信息获取能力。伴随着云技术的“互联网+”平台将在未来的智能校园建设中有更加深入广泛地应用。
参考文献：
[1] 张菲菲. 校园一卡通管理系统的设计研究[D]. 长春： 吉林大学， 2014.
[2] 李宏烨. 校园一卡通系统的设计与实现[D]. 济南： 山东大学， 2013.
[3] 叶玉兰. 校园一卡通系统的设计与应用[D]. 长春： 吉林大学， 2012.
[4] 郭佳荣. 校园一卡通系统的现状与发展趋势[J]. 河北省科学院学报， 2009（2）：46-48.
[5] 顾金娣， 席琳琳. 校园一卡通系统的应用与思考[J]. 上海第二工业大学学报， 2005（3）：71-76.
