高校校園一卡通系統(tǒng)的研究

徐紹銅

摘要：高校校園一卡通系統(tǒng)主要是針對(duì)高校的資源整合和整體管理而進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，它采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和射頻卡技術(shù)等多種技術(shù)，將校園內(nèi)所有管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和綜合管理，建立一個(gè)資源共享的平臺(tái)。校園一卡通的建設(shè)不僅可以為全校師生在生活和學(xué)習(xí)上提供便利，真正實(shí)現(xiàn)“一卡在手，走遍全?！钡哪康?，同時(shí)也大大簡(jiǎn)化了各部門(mén)的工作流程，提高工作效率，使高校的管理水平實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

關(guān)鍵字：校園一卡通；數(shù)字校園；金融IC卡；智能卡

隨著各高校校園網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善以及IC卡應(yīng)用技術(shù)的日漸成熟，校園卡的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但由于高校建設(shè)初期缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，學(xué)校各部門(mén)往往只會(huì)根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求從不同的采購(gòu)商引進(jìn)各種應(yīng)用系統(tǒng)，造成各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)互不相連，兼容性極差，資源不能達(dá)到共享的目的，從而導(dǎo)致全校師生必須擁有各種各樣的卡，如食堂飯卡、電卡、水卡、借書(shū)卡、上機(jī)卡、校內(nèi)診療卡、學(xué)生證、教師證等。師生在校園內(nèi)的所有活動(dòng)都要出示相對(duì)應(yīng)的卡，根本不能解決全校師生在校內(nèi)生活便利的問(wèn)題。隨著校園一卡通系統(tǒng)的日益完善，其可以完美地將銀行卡的金融功能融入個(gè)人消費(fèi)、身份識(shí)別、個(gè)人信息查詢等各種綜合功能的應(yīng)用場(chǎng)景。只要一張校園卡就可以解決就餐、醫(yī)療、購(gòu)物、上機(jī)、繳費(fèi)、圖書(shū)借閱、教務(wù)管理、自助繳費(fèi)、考勤等問(wèn)題，做到“一卡通用，一卡走遍校園”，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一消費(fèi)、統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一信息查詢等信息化校園的最終目標(biāo)。

一、一卡通系統(tǒng)的基本組成

1.一卡通系統(tǒng)體系架構(gòu)

體系架構(gòu)是由管理平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分組成的，管理平臺(tái)是一卡通系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，應(yīng)用系統(tǒng)依附于管理平臺(tái)，受管理臺(tái)平的監(jiān)控。因考慮到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可擴(kuò)展性要求比較高，應(yīng)將平臺(tái)與應(yīng)用系統(tǒng)相分離，并采用中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器——應(yīng)用服務(wù)器——終端三層結(jié)構(gòu)（如圖一所示）。通過(guò)三層結(jié)構(gòu)的分離，可以最大限度保持系統(tǒng)的松耦合，使中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以專注于數(shù)據(jù)的完整性和一致性，應(yīng)用系統(tǒng)可以靈活部署到各應(yīng)用服務(wù)器，終端設(shè)備可以自由進(jìn)行增添。

2.一卡通管理平臺(tái)的概述

一卡通管理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的管理和服務(wù)功能、銀行對(duì)接和統(tǒng)一身份認(rèn)證等核心控制。它主要包括系統(tǒng)管理平臺(tái)、銀行轉(zhuǎn)賬充值平臺(tái)、身份前置平臺(tái)、卡管理平臺(tái)、財(cái)務(wù)結(jié)算平臺(tái)等各種功能的平臺(tái)。本文重點(diǎn)講述其中三個(gè)子平臺(tái)的功能。

（1）系統(tǒng)管理平臺(tái)：是一卡通系統(tǒng)的核心，掌握系統(tǒng)控制權(quán)、數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)安全。其有修改系統(tǒng)參數(shù)的權(quán)限，監(jiān)控著所有系統(tǒng)的運(yùn)行；將所有接入設(shè)備和終端機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、黑白名單、聯(lián)機(jī)日志等信息同步到各個(gè)在線處理機(jī)；對(duì)操作員、部門(mén)、用戶分級(jí)授權(quán)管理以及密鑰的產(chǎn)生等數(shù)據(jù)的安全進(jìn)行設(shè)置。

（2）銀行轉(zhuǎn)賬充值平臺(tái)：銀行轉(zhuǎn)賬平臺(tái)是一卡通眾多管理平臺(tái)中安全性最高的，其主要通過(guò)銀行系統(tǒng)接口與一卡通平臺(tái)接口進(jìn)行對(duì)接，將持卡人銀行賬戶的金額轉(zhuǎn)到一卡通賬戶的過(guò)程，使充值方式從原來(lái)的手工充值轉(zhuǎn)化為線上充值。這樣可以有效解決學(xué)生充值排隊(duì)、校方需人工收款、假幣零錢(qián)管理等常見(jiàn)的問(wèn)題，同時(shí)也提供家長(zhǎng)遠(yuǎn)程充值、支付寶充值和微信充值等附加服務(wù)。

（3）身份前置平臺(tái)：主要負(fù)責(zé)自身的數(shù)據(jù)維護(hù)，監(jiān)視各終端用戶的操作，并將統(tǒng)一身份認(rèn)證中心與一卡通身份認(rèn)證的信息同步更新。

3.一卡通應(yīng)用系統(tǒng)的概述

在校園一卡通應(yīng)用系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用性質(zhì)的不同劃分為三類。

（1）消費(fèi)類：食堂就餐系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、水控系統(tǒng)、校內(nèi)超市購(gòu)物、校內(nèi)娛樂(lè)收費(fèi)項(xiàng)目、停車收費(fèi)等各類收費(fèi)應(yīng)用系統(tǒng)。

以食堂就餐系統(tǒng)為例：本系統(tǒng)跟大多數(shù)的消費(fèi)類系統(tǒng)一致，它通過(guò)485總線與消費(fèi)POS機(jī)相連接或者通過(guò)接入校園網(wǎng)的雙絞線接口與消費(fèi)POS機(jī)相連，進(jìn)行刷卡消費(fèi)。因涉及金額等敏感數(shù)據(jù)，消費(fèi)系統(tǒng)必須具有多重保障功能。因此，要滿足以下三種情況的要求。

①網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，每個(gè)消費(fèi)系統(tǒng)的用戶記錄實(shí)時(shí)同步到中心數(shù)據(jù)庫(kù)，保證每一處數(shù)據(jù)都具有一致性，防止發(fā)生消費(fèi)者惡意透支的情況。

②網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況下，中心數(shù)據(jù)庫(kù)完全與各個(gè)消費(fèi)系統(tǒng)脫離，但消費(fèi)系統(tǒng)仍與終端POS機(jī)相連，這時(shí)可采用預(yù)先下載的黑名單和白名單的組合方式進(jìn)行身份認(rèn)證，繼續(xù)刷卡消費(fèi)。

③網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)系統(tǒng)同時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，只有終端POS機(jī)是正常的，這時(shí)仍可進(jìn)行消費(fèi)。但應(yīng)采用校園卡和黑名單的組合方式進(jìn)行身份認(rèn)證，消費(fèi)記錄保存在終端POS機(jī)，校園一卡通制作流程（圖二）

卡內(nèi)余額自動(dòng)扣除相關(guān)消費(fèi)金額。等一切都正常后，系統(tǒng)自動(dòng)更新到中心數(shù)據(jù)庫(kù)，保持全局?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。

（2）身份識(shí)別類：指紋認(rèn)證系統(tǒng)、學(xué)生宿舍認(rèn)證系統(tǒng)、通道或門(mén)禁管理系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、機(jī)房、多媒體教室等各種身份認(rèn)證應(yīng)用系統(tǒng)。

以指紋認(rèn)證系統(tǒng)為例。指紋認(rèn)證系統(tǒng)是身份識(shí)別類中一個(gè)更高級(jí)的認(rèn)證系統(tǒng)，其通過(guò)預(yù)先錄入訪問(wèn)者的指紋，訪問(wèn)時(shí)與中心數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋庫(kù)進(jìn)行匹配，確認(rèn)訪問(wèn)者的身份。這樣可以有效防止有人冒用，提高身份認(rèn)證可信度，因此，適用于一些比較重要的場(chǎng)合，如進(jìn)入機(jī)房、人事考勤、學(xué)生晚歸等情況。

（3）第三方接入類：圖書(shū)館系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)等第三方應(yīng)用系統(tǒng)的接入。

以將圖書(shū)館系統(tǒng)作為第三方接入為例：圖書(shū)借閱是大多數(shù)師生經(jīng)常要做的事，通過(guò)與一卡通系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，可同步一卡通平臺(tái)信息，直接利用校園卡讀取讀者的個(gè)人信息，進(jìn)行借閱和扣費(fèi)等相關(guān)操作。

二、一卡通系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)

一卡通系統(tǒng)的安全關(guān)系到所有用卡人的信息安全，特別是涉及個(gè)人銀行卡信息和校園卡內(nèi)余額等數(shù)據(jù)的保密性，是所有一卡通系統(tǒng)性能中最基本、最重要的一個(gè)因素。我們通?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面來(lái)保障一卡通系統(tǒng)的安全。

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)安全設(shè)計(jì)：?jiǎn)为?dú)采用一臺(tái)物理服務(wù)器，專門(mén)存放一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，避免與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享計(jì)算機(jī)資源，并采用異地容災(zāi)備份技術(shù)保障數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性。

（2）中心服務(wù)器安全設(shè)計(jì)：部署兩臺(tái)Linux服務(wù)器，一臺(tái)作為主服務(wù)器，在正常狀態(tài)下使用；另一臺(tái)作為備用服務(wù)器，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)立即啟用，以保障系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。

（3）業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)：對(duì)每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行定期漏洞掃描，分配好管理員的權(quán)限問(wèn)題，啟用日記機(jī)制做好責(zé)任追查措施。

（4）網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)：可單獨(dú)采用物理專用網(wǎng)直接連接到一卡通系統(tǒng)，考慮到成本問(wèn)題，可采用VLAN技術(shù)，建立一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離。

（5）在線充值安全設(shè)計(jì)：銀行卡信息是非常敏感的數(shù)據(jù)，不能直接通過(guò)校園網(wǎng)對(duì)銀行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，必須采取轉(zhuǎn)賬前置機(jī)的方式，將雙方數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯隔離，以保證數(shù)據(jù)的安全。

（6）終端POS機(jī)安全設(shè)計(jì)：作為直接進(jìn)行刷卡消費(fèi)的POS機(jī)，關(guān)系到卡內(nèi)余額扣除和卡片合法性驗(yàn)證的問(wèn)題，它必須具有黑名單和白名單驗(yàn)證技術(shù)，保證所有交易的合法性。

（7）卡片安全設(shè)計(jì)：全面采用已通過(guò)中國(guó)人民銀行認(rèn)證的CPU卡作為信息的載體，提高卡片的安全性。

三、卡務(wù)中心的設(shè)立

卡片作為一卡通系統(tǒng)的信息載體，涉及不同類型的卡片，對(duì)卡片的維護(hù)有嚴(yán)格的要求。管理卡片是整個(gè)一卡通系統(tǒng)的基本要素，它在整個(gè)系統(tǒng)中占有舉足輕重的作用，因此，有必要設(shè)立一個(gè)負(fù)責(zé)一卡通管理的卡務(wù)中心?？▌?wù)中心的職責(zé)與服務(wù)：

第一，負(fù)責(zé)校園卡的制作?？ǖ闹谱魇强▌?wù)中心最主要的工作，不同的賬戶對(duì)應(yīng)不同的卡片類型，比如，臨時(shí)卡主要針對(duì)師生信息不完善而暫時(shí)使用的，商戶卡主要是商家用于對(duì)終端POS機(jī)進(jìn)行操作，正式卡主要是對(duì)全校師生進(jìn)行消費(fèi)記錄和身份認(rèn)證，它是所有卡當(dāng)中數(shù)量最多、最基本的卡片。一卡通的制作可以根據(jù)學(xué)校的要求設(shè)計(jì)成符合學(xué)校風(fēng)格的卡片界面，其制作流程如圖二所示。

第二，負(fù)責(zé)校園卡的維護(hù)。如更換卡，掛失卡，補(bǔ)卡，開(kāi)通賬戶，解凍賬戶，注銷賬戶等工作。

第三，負(fù)責(zé)校園卡所有賬戶的基本信息維護(hù)、數(shù)據(jù)的查詢、數(shù)據(jù)的修改以及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)等一系列基本工作。

四、結(jié)語(yǔ)

高校校園一卡通系統(tǒng)是建設(shè)數(shù)字化校園的一個(gè)子模塊，是一個(gè)信息高度共享和系統(tǒng)集成的子工程，也是一個(gè)需要作整體規(guī)劃、多部門(mén)合作的綜合工程。其建設(shè)必須從整體大局出發(fā)，充分依賴現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通訊、射頻技術(shù)等先進(jìn)的信息技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建，從而組建成一個(gè)具有安全性、可靠性、可擴(kuò)展性和易管理性的校園綜合性應(yīng)用系統(tǒng)。隨著一卡通系統(tǒng)的不斷完善，其將會(huì)改變?nèi)熒纳罘绞胶凸ぷ鞣绞?，其產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)可為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)提供可靠的決策分析。一卡通已經(jīng)成為建設(shè)教育信息化、管理現(xiàn)代化校園的重要組成部分。

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