基于J2EE的高校自助繳費終端系統(tǒng)設(shè)計*

劉國紅

（江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330038）

近幾年來，自助服務(wù)越來越廣泛地運用到各個行業(yè)中，給人們的生活帶來了很大的便利。自助服務(wù)應(yīng)用開始從高端人群走向平民化，從銀行業(yè)快速延伸到醫(yī)院、超市、電信、航空、市政等多個行業(yè)和領(lǐng)域，越來越受人們青睞。但自助服務(wù)在高校的應(yīng)用還相對比較薄弱，隨著高等教育大眾化和“校園一卡通”日益普及，高校人工窗口收費弊端也逐漸顯露[1]。

本文設(shè)計的基于J2EE技術(shù)的高校自助繳費系統(tǒng)，以校園網(wǎng)為運行平臺，與學(xué)校辦公數(shù)據(jù)高度共享，具有安全性高、針對性強、故障低、可移植性好和并發(fā)度高等優(yōu)點，能實現(xiàn)24小時無人值守，完全替代人工窗口收費，減少人員投入，提高工作效率，值得推廣。

1 自助繳費系統(tǒng)應(yīng)用分析

隨著RFID技術(shù)不斷提高和教育信息化不斷拓展，加上高校生源規(guī)模擴張，造成校內(nèi)繳費項目數(shù)量和需求大幅增加。學(xué)生與窗口收費工作人員因作息時間差異，排長隊繳費現(xiàn)象屢見不鮮，為解決繳費難的問題，一些發(fā)達國家高校早已實現(xiàn)了學(xué)生自助繳費。如美國的大學(xué)，平均每100人就有1臺現(xiàn)金類自助服務(wù)終端，這些終端分布在寢室、食堂、圖書館等地，學(xué)生可以隨時隨地繳納學(xué)費、餐費、住宿費、水費、電費等。而在中國，受一些條件限制，校園自助繳費才剛剛起步，所以自助繳費終端在高校市場的潛力不容小視。目前，雖然國內(nèi)一些高校也有自助繳費系統(tǒng)，一定程度上也緩解了人工窗口繳費難的問題，但它們都是依托電信或移動等第三方集成商的解決方案[2]，自助繳費終端始終作為一個獨立的系統(tǒng)運行在校園網(wǎng)之外，其應(yīng)用拓展受到一定局限。站在校方角度，雖然減少了人力和物力投入，但在安全性、自主性、共享性及與校園網(wǎng)融合性等方面很不理想，沒有起到對學(xué)校因地制宜的效果。

2 高校自助繳費系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)

高校自助繳費終端系統(tǒng)總體設(shè)計目標(biāo)是：結(jié)合高校實際收費項目，按高校繳費流程，在校園網(wǎng)平臺上增加一個安全、高效的自助繳費應(yīng)用系統(tǒng)，并與其他子系統(tǒng)無縫對接。該終端系統(tǒng)放置在學(xué)生經(jīng)常過往的場所，實現(xiàn)校內(nèi)24小時無人值守的自助繳費，切實解決學(xué)生排隊難、繳費難的實際問題[3]；系統(tǒng)投入使用后，不僅有較高的經(jīng)濟效益，還應(yīng)具有一定的社會效益。通過本項目的研發(fā)與實踐，探索出一條安全性高、自主性強、完全可以替代窗口人工繳費的自助繳費之路。具體設(shè)計目標(biāo)如下。

（1）遵循數(shù)字化校園的整體規(guī)劃

自助繳費終端系統(tǒng)作為數(shù)字化校園應(yīng)用的一個重要分支，應(yīng)運行在校園網(wǎng)平臺之上，相互預(yù)留數(shù)據(jù)接口，方便數(shù)據(jù)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高度共享，可根據(jù)校方要求，方便以后增加新的應(yīng)用。

（2）提高繳費效率

自助繳費終端系統(tǒng)能完全替代人口窗口，一方面減少人工收費錯漏現(xiàn)象，保證了收費可靠性；另一方面降低校內(nèi)現(xiàn)金流通，保證收費安全。此外在核算、統(tǒng)計等方面，用計算機管理替代了人工勞動，讓財務(wù)部門和業(yè)務(wù)部門雙方受益，系統(tǒng)應(yīng)用方便易學(xué)，提高了工作效率，節(jié)約了時間。

（3）解決學(xué)生繳費、續(xù)費難的實際問題

因為學(xué)生和窗口收費工作人員作息時間相反，造成窗口收費人員工作量在時間上不均衡，如上班時間繳費學(xué)生少，課余時間人流量聚集，形成學(xué)生交費遭遇“排隊長”、“繳費難”問題。系統(tǒng)研發(fā)就是要解決這個矛盾，讓學(xué)生繳費跨躍時空限制，隨時隨地繳費。

（4）確保繳費安全可靠

系統(tǒng)要做到在無人監(jiān)管的過程中，正確地讀取繳費者信息、繳費項目、驗鈔、找零、打印憑證和保存記錄等。

2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

研發(fā)團隊前期對部分高校繳費項目、繳費流程、繳費安全、學(xué)生繳費時間和習(xí)慣等情況進行調(diào)研，經(jīng)過認真分析和梳理，得出高校繳費一般程序。在此基礎(chǔ)上，為確保繳費順暢，保證繳費安全，根據(jù)軟件開發(fā)模塊化原則，把高校自助繳費終端系統(tǒng)分為讀卡和現(xiàn)金繳費等7個模塊。模塊之間通過設(shè)置全局變量進行數(shù)據(jù)傳遞和共享，較好地完成在線繳費功能[4]。

2.2.1 讀卡模塊

因各高校使用卡不完全相同，終端系統(tǒng)要能同時支持IC卡、RF卡、磁卡的讀寫，易于拆卸，維護方便。要有高精度的走卡通道，超強的卡片兼容性，雙保護門，有效地防止異物進入讀卡器內(nèi)，兼容多種通信協(xié)議，支持Windows系統(tǒng)和動態(tài)庫等，支持掉電彈卡或吞卡等功能。

2.2.2 登錄模塊

為了繳費安全可靠，本模塊共設(shè)計兩類用戶，一是繳費用戶，即要進行自助繳費的師生；二是后臺管理用戶，主要對自助繳費數(shù)額進行統(tǒng)計、回收現(xiàn)金、對帳和打印相關(guān)報表等，使用者為業(yè)務(wù)部門人員。

2.2.3 繳費信息查詢模塊

能調(diào)用校園辦公平臺和智能繳費終端設(shè)備上數(shù)據(jù)，方便查詢登錄用戶待繳費項目和歷史繳費記錄。

2.2.4 繳費模塊

系統(tǒng)對繳費者身份進行確認后，從校園網(wǎng)上調(diào)用該用戶待繳費項目和金額，如水費、電費、學(xué)費等，有兩種繳費方式可供選擇，即現(xiàn)金繳費和銀行卡繳費，完成繳費后，把繳費信息同時寫入卡內(nèi)和校園網(wǎng)相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中。

2.2.5 金額統(tǒng)計模塊

繳費數(shù)據(jù)與校園網(wǎng)上的財務(wù)數(shù)據(jù)、學(xué)生信息數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，接口服務(wù)器建立連接，繳費成功后，除了本終端上有繳費記錄外，還寫到其他相關(guān)數(shù)據(jù)中，可按繳費項目進行統(tǒng)計和分析。

2.2.6 打印模塊

負責(zé)連接打印機，打印用戶繳費憑證和繳費報表。

2.2.7 語音提示模塊

全程有標(biāo)準語音提示本步操作和下一步操作要點。

具體各模塊之間關(guān)系框架圖如圖1所示。

圖1 自助繳費終端系統(tǒng)模塊關(guān)系框架圖

3 高校自助繳費系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)路線

高校自助繳費系統(tǒng)開發(fā)運用J2EE技術(shù)進行架構(gòu)。J2EE是一種利用Java 2平臺來簡化企業(yè)解決方案的開發(fā)、部署和管理相關(guān)復(fù)雜問題的體系結(jié)構(gòu)，它對開發(fā)基于Web的多層應(yīng)用提供了功能支持，提供了基于組件的方式來設(shè)計、開發(fā)、組裝應(yīng)用系統(tǒng)。J2EE組件是一個封裝了功能的軟件單元，能夠與類和文件一起組成J2EE應(yīng)用程序。高校自助繳費系統(tǒng)的J2EE架構(gòu)通過4層來實現(xiàn)：（1）客戶層，由運行在自助繳費終端設(shè)備上的程序構(gòu)成。（2）Web層，運行在校園網(wǎng)中J2EE服務(wù)器上，這一層由表示層Web容器運行，其實就是處理一些不涉及到繳費數(shù)據(jù)庫的簡單業(yè)務(wù)邏輯，主要目的是減輕自助繳費終端的負擔(dān)。（3）業(yè)務(wù)層，運行在J2EE服務(wù)器上，由EJB容器運行，就是由運行在業(yè)務(wù)層上enterprise bean處理3種企業(yè)級的bean：會話beans，如在自助繳費終端上查詢繳費信息，其為繳費終端程序的臨時交互，執(zhí)行完后，會話 bean和相關(guān)數(shù)據(jù)就會消失；實體beans，表示數(shù)據(jù)表中一行永久的記錄，當(dāng)自助繳費終端程序中止時，就會有潛在的服務(wù)保證實體bean的數(shù)據(jù)得以保存，如繳費完成后，寫入校園網(wǎng)數(shù)據(jù)庫操作；消息驅(qū)動beans，結(jié)合了會話bean和JMS的消息監(jiān)聽器的特性。（4）企業(yè)信息系統(tǒng)層（EIS），是指運行在 EIS服務(wù)器上的軟件系統(tǒng)，有數(shù)據(jù)庫地支持，如AD服務(wù)等，就是數(shù)據(jù)庫和其他需要與之交互的獨立系統(tǒng)[5]。

J2EE架構(gòu)的4層分布在3個不同位置：自助繳費終端機、J2EE服務(wù)器、校園網(wǎng)后臺數(shù)據(jù)庫或系統(tǒng)中。

3.2 系統(tǒng)開發(fā)平臺

高校自助繳費系統(tǒng)以當(dāng)前成熟的自助終端設(shè)備作為硬件研發(fā)平臺，設(shè)備硬件要求為：Intel P4 2.8 GHz以上CPU；4 GB內(nèi)存；16個鍵的金屬加密鍵盤；500 GB以上硬盤；19英寸聲表波觸摸屏；IC卡、RF卡和磁卡三合一讀卡器；80 mm熱敏憑條打印機；紙幣識別器（單張收入）和1 000張單鈔箱。要求運行穩(wěn)定，平均無故障時間長。

軟件方面以常用的Windows XP作為開發(fā)與實施平臺，使用Java軟件進行設(shè)計，該軟件以可移植性好，健壯性強，兼容性好而著稱。整個高校自助繳費系統(tǒng)基于B/S工作模式，以MySql 5.1作為軟件數(shù)據(jù)庫技術(shù)，系統(tǒng)核心開發(fā)技術(shù)采用當(dāng)前流行、成熟的structs框架，該框架是開源軟件，具有組件的模塊化、靈活性和重用性的優(yōu)點，同時簡化了基于MVC的Web應(yīng)用程序的開發(fā)過程，可以清晰地區(qū)分控制、事務(wù)邏輯和外觀。

3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程

高校自助繳費終端系統(tǒng)繳費流程如下。（1）用戶刷卡。（2）繳費系統(tǒng)與校園網(wǎng)身份認證系統(tǒng)建立連接，如發(fā)現(xiàn)連接不暢，則提示網(wǎng)絡(luò)不通，禁止繳費。（3）身份驗證通過，則繳費系統(tǒng)讀取卡內(nèi)信息，獲取繳費用戶的資料，如卡號、學(xué)號、姓名、卡上余額等信息。（4）系統(tǒng)調(diào)出用戶需要繳費項目，如水費、飯卡、電費等。（5）選擇相應(yīng)的繳費項目，輸入本次繳費的金額。（6）選擇繳費方式，確定是銀行轉(zhuǎn)帳還是現(xiàn)金。如果選擇現(xiàn)金繳費，放入現(xiàn)金，識幣子模塊開始工作，識別錢幣的真假和面額大小，扣除需要繳納的金額，找零；選擇銀行卡繳費時，則連接到銀行接口子模塊，調(diào)用銀行數(shù)據(jù)，劃拔金額進行繳費。（7）打印繳費憑證，完成繳費。（8）全程語音提示。系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

3.4 系統(tǒng)性能指標(biāo)

高校自助繳費系統(tǒng)開發(fā)完成后，要與校園網(wǎng)數(shù)據(jù)對接，放置到仿真環(huán)境中測試，再進行修改和完善。該系統(tǒng)真正投入使用前，為確保其安全可靠，系統(tǒng)性能要達到以下指標(biāo)。

3.4.1 非功能性指標(biāo)

以總?cè)藬?shù)為3.5萬師生的高校為應(yīng)用需求，自助繳費系統(tǒng)用戶并發(fā)量達3 000人次以上；軟硬件平均無故障運行時間達10 000小時以上；可方便在各種操作系統(tǒng)平臺間移植；方便擴展其他應(yīng)用功能；與其他軟硬件兼容性好；安全高效，簡單易用。

3.4.2 功能性指標(biāo)

可遍布在校園任何地方，實現(xiàn)24小時無人值守的自助繳費；具有網(wǎng)絡(luò)連接自動檢測功能；系統(tǒng)讀卡驗鈔正確率達99%以上，打印憑證正確性高、記錄詳實，能自動增量備份數(shù)據(jù)庫，能減少工作人員工作時間，減輕工作強度。

3.4.3 其他指標(biāo)

可根據(jù)不同高校繳費流程進行調(diào)整自助繳費程序，方便與不同高校不同數(shù)據(jù)庫進行對接，能完全替代窗口人工操作，繳費全程有語音提示，與校園網(wǎng)其他應(yīng)用無縫對接，為將來發(fā)展預(yù)留其接口。

4 系統(tǒng)測試

4.1 測試準備

硬件設(shè)備：自助繳費終端設(shè)備1臺，要求內(nèi)含三合一讀卡器，具有驗鈔和找零功能；學(xué)生繳費磁卡、IC卡和射頻卡各1張。

軟件準備：自助繳費軟件運行正常，與校園網(wǎng)上飯卡系統(tǒng)、水電費控制系統(tǒng)和財務(wù)收費系統(tǒng)等數(shù)據(jù)對接完成。

網(wǎng)絡(luò)準備：自助繳費終端設(shè)備與校園網(wǎng)繳費服務(wù)器連接順暢，與銀行系統(tǒng)接口模塊通信順暢。

測試環(huán)境：設(shè)備工作溫度為0～+45℃，工作濕度為10%～85%；電器安全性為抗電強度≥1 500 V、漏電流≤3 mA；額定功率為300 W。

4.2 系統(tǒng)測試

（1）把學(xué)生繳費射頻卡放置到讀卡器上，系統(tǒng)讀取信息后，要求輸放密碼與校園網(wǎng)認證系統(tǒng)相連進行身份認證。

（2）用戶核對完信息后，在“續(xù)費選擇”界面上選擇用戶需要續(xù)費的項目，如圖3所示。

圖3 選擇繳費項目

（3）用戶選擇繳費方式：先測試銀行繳費模式，提醒刷銀行卡和輸入密碼，確認后，與銀行系統(tǒng)通信，然后提示繳費成功，如圖4所示，已從銀行賬戶中扣除100元。

圖4 銀行卡繳費成功

（4）繳費記錄寫入校園網(wǎng)收費服務(wù)器，打印繳費憑證，提示繳費結(jié)束。

（5）采用現(xiàn)金繳費方式再測試一次。

（6）用管理員用戶登錄，進入后臺數(shù)據(jù)庫，查詢、統(tǒng)計和打印繳費記錄。

按以上程序共測試了10次，測試結(jié)果表明，本高校自助繳費終端系統(tǒng)運行穩(wěn)定，驗鈔功能強，找零準確，出錯率為0，完成一次繳費過程只需3 min，能很好地滿足繳費需要，完全可替代人工窗口繳費。

高校大量流程化、標(biāo)準化、低附加值的基礎(chǔ)服務(wù)占用了絕大多數(shù)人力資源，影響了高校辦學(xué)檔次和信息化推行[6]。隨著服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)質(zhì)量的不斷提升，繳費窗口人力成本大幅度增加，嚴重阻礙了繳費窗口在校園覆蓋范圍。本系統(tǒng)的研發(fā)為高校自助繳費的應(yīng)用提供了一套完備的技術(shù)解決方案，節(jié)約了人力和時間成本，現(xiàn)實24小時無人值守，隨時隨地高效繳費，減輕了工作強度。

總之，高校自助繳費系統(tǒng)的研發(fā)在解決師生繳費難問題上具有較強的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益，下一步系統(tǒng)還應(yīng)拓展其在校園內(nèi)的“身份識別”和“金融支付”兩大功能，逐步替代原來的工作證、學(xué)生證、借閱證、就餐卡、門禁卡和現(xiàn)金交易等，極大地提高學(xué)校的管理水平。

[1]路瑩，唐曉君，何滿輝，等.自助IC卡繳費終端應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2005，24（3）：404-405.

[2]李彥軍.企業(yè)自助繳費系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國金融電腦，2011（6）：37-38.

[3]費雪剛，韓琳.一卡通自助服務(wù)系統(tǒng)[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012（23）：129-130.

[4]胡雄暉.電力繳費終端的研究與應(yīng)用[D].湖北：武漢紡織大學(xué)，2013.

[5]汪濤.基于J2EE架構(gòu)的醫(yī)療自助服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2012，26（3）：340-341.

[6]蘇玉成，蔣昆，王蕊.醫(yī)院自助綜合服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)策略[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（6）：92-93.