【安防知識(shí)網(wǎng)】信息時(shí)代的校園，當(dāng)然離不開信息化的管理。“校園一卡通”將智能卡的強(qiáng)大功能與網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化理念融入校園，將學(xué)校各系統(tǒng)連為一體，可幫助學(xué)校提高管理和服務(wù)水平。傳統(tǒng)的“校園一卡通”系統(tǒng)，一般僅以電子消費(fèi)應(yīng)用為主，對(duì)學(xué)校整體的教學(xué)管理方面則缺乏必要的設(shè)計(jì)，并未完全發(fā)揮出“一卡通”系統(tǒng)在身份識(shí)別、信息傳遞、信息存儲(chǔ)、信息查詢等方面的優(yōu)勢(shì)。本文結(jié)合寧波工程學(xué)院“校園一卡通”項(xiàng)目，深度剖析了目前“校園一卡通”的需求和系統(tǒng)解決方案。

　　用戶需求

　　在寧波工程學(xué)院項(xiàng)目中，校方提出在進(jìn)行一卡通系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，需對(duì)學(xué)校教育教學(xué)和管理工作起到全面積極作用，以建立校園一卡通系統(tǒng)為契機(jī)，建立學(xué)校各類持卡人(教職工、學(xué)生)，各種組織機(jī)構(gòu)基本、統(tǒng)一的信息化標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化集中式的信息規(guī)范管理，促進(jìn)數(shù)字化校園的建設(shè)。具體包括以下幾個(gè)部分。

　　其一，在校園網(wǎng)環(huán)境中建成一個(gè)統(tǒng)一管理的一卡通業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，校園卡應(yīng)用的系統(tǒng)管理、商務(wù)收費(fèi)、銀行轉(zhuǎn)賬、身份識(shí)別等各種應(yīng)用子系統(tǒng)的建立都以該平臺(tái)為基礎(chǔ)，將來(lái)學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大和卡片應(yīng)用功能的增加只需增加相應(yīng)子系統(tǒng)，而不需再對(duì)平臺(tái)進(jìn)行擴(kuò)充。

　　其二，在“校園一卡通”系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)留的擴(kuò)展接口和智能控制可以實(shí)現(xiàn)與學(xué)校現(xiàn)在已運(yùn)行的各類MIS系統(tǒng)(如管理、科研、行政、后勤等管理系統(tǒng))、OA系統(tǒng)的信息互通，形成全校范圍的數(shù)字化管理空間和共享環(huán)境，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地反映職能部門運(yùn)作情況和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，增強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策的依據(jù)，提高學(xué)校管理水平。

　　其三，建立與校園一卡通系統(tǒng)與銀行系統(tǒng)之間的連接，銀行向持卡人發(fā)行銀行卡，建立“校園一卡通”系統(tǒng)與銀行系統(tǒng)的轉(zhuǎn)帳通道，實(shí)現(xiàn)持卡人以自動(dòng)或自助的方式將銀行卡帳戶資金向校園卡電子錢包劃轉(zhuǎn)，減少現(xiàn)金流通和持有量，降低財(cái)務(wù)管理成本，防范金融案件的發(fā)生。

　　其四，使用校園卡內(nèi)的“電子錢包”可以通用于校園內(nèi)的任何一個(gè)消費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行消費(fèi)活動(dòng)，校園卡內(nèi)的“專用”電子錢包可以根據(jù)需求設(shè)置為只能用于特定專用消費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)。尤其是需要對(duì)2000余個(gè)學(xué)生寢室實(shí)現(xiàn)供水管理，學(xué)生需持校園卡按用水流量進(jìn)行付費(fèi)使用。

　　其五，利用一卡通系統(tǒng)流通卡片，作為實(shí)現(xiàn)校內(nèi)所有的證件都由校園卡代替，所有用卡的信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的數(shù)據(jù)共享，例如：機(jī)房上機(jī)管理、門禁管理、校園出入管理、校園WEB查詢等。

　　從校方需求可以看到，本項(xiàng)目的一卡通不僅需要實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)各項(xiàng)身份確認(rèn)、計(jì)費(fèi)管理等功能，而且還需要與其它MIS系統(tǒng)、OA系統(tǒng)之間的進(jìn)行信息共享，在后期還將會(huì)涉及到校園卡與銀行卡之間進(jìn)行自助圈存、結(jié)算等業(yè)務(wù)。這對(duì)一卡通從整體結(jié)構(gòu)的搭建到每一個(gè)具體子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，都提出了極高的要求。以下篇幅中，筆者主要將探討該項(xiàng)目中的幾個(gè)關(guān)鍵問題的設(shè)計(jì)，包括：系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)水控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、后期銀行圈存系統(tǒng)規(guī)劃三個(gè)方面。[nextpage]

　　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　建設(shè)“校園一卡通”系統(tǒng)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，按照學(xué)校“校園一卡通”系統(tǒng)的總要求，并對(duì)學(xué)校的教育教學(xué)管理和學(xué)校在信息化建設(shè)方面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察和調(diào)研以后，我們按照統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施的原則，站在學(xué)校數(shù)字化校園的高度進(jìn)行一卡通信息系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保建設(shè)完成的校園一卡通信息系統(tǒng)能夠滿足學(xué)校未來(lái)建設(shè)數(shù)字化校園的需要。

　　一卡通內(nèi)網(wǎng)為一卡通數(shù)據(jù)中心和業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)以及與外部系統(tǒng)連接的銀校通訊網(wǎng)關(guān)等之間的專用通信環(huán)境，這些設(shè)備之間由于業(yè)務(wù)處理比較復(fù)雜，通信安全性要求比較高，尤其是對(duì)于銀行網(wǎng)絡(luò)接入要求安全性非常高。因此設(shè)立專門一卡通內(nèi)網(wǎng)用于傳遞一卡通業(yè)務(wù)處理平臺(tái)與數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)交換，傳遞一卡通系統(tǒng)與銀行系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。一卡通專網(wǎng)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，整個(gè)一卡通專網(wǎng)所用交換機(jī)，都采用端口MAC地址綁定，使每個(gè)端口只能設(shè)置唯一的IP地址，連接特定的設(shè)備，從而保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　該一卡通由多個(gè)系統(tǒng)組成，包括：一卡通數(shù)據(jù)中心、一卡通業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)、管理結(jié)算中心、銀行轉(zhuǎn)帳子系統(tǒng)、商務(wù)收費(fèi)子系統(tǒng)、門禁管理子系統(tǒng)、考勤管理子系統(tǒng)、醫(yī)院收費(fèi)子系統(tǒng)、機(jī)房管理子系統(tǒng)、水控管理子系統(tǒng)、自助查詢子系統(tǒng)和第三方對(duì)接子系統(tǒng)等(如圖1所示)。

　　各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　·一卡通數(shù)據(jù)中心——使用兩臺(tái)IBM服務(wù)器組成HA系統(tǒng)，安裝Linux服務(wù)器操作系統(tǒng)和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，作為一卡通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一卡通系統(tǒng)所有的卡戶、帳務(wù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

　　·一卡通業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)——是一卡通系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理中心，負(fù)責(zé)處理一卡通運(yùn)行時(shí)需要進(jìn)行的所有系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)。

　　·一卡通管理結(jié)算中心——負(fù)責(zé)完成一卡通系統(tǒng)中持卡人的開戶撤戶、信息維護(hù)、卡片管理(補(bǔ)換卡)和信息查詢等業(yè)務(wù)操作，同時(shí)還負(fù)責(zé)完成一卡通系統(tǒng)的帳務(wù)查詢和營(yíng)業(yè)結(jié)算操作。

　　·門禁管理子系統(tǒng)——在教學(xué)樓、行政樓安裝門禁管理子系統(tǒng)，使校園卡成為持卡人開門的鑰匙，實(shí)現(xiàn)持卡人進(jìn)出刷卡登記和開門動(dòng)作。

　　·考勤管理子系統(tǒng)——根據(jù)學(xué)校對(duì)人員考勤管理的需求，在指定位置安裝考勤終端和考勤管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)特定人員的考勤管理。

　　·機(jī)房管理子系統(tǒng)——根據(jù)學(xué)校對(duì)學(xué)生上機(jī)管理的需求，在制定機(jī)房安裝機(jī)房管理終端和機(jī)房管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生上機(jī)的管理。

　　·水控管理子系統(tǒng)——根據(jù)學(xué)校對(duì)學(xué)生宿舍區(qū)用水管理的需求，在宿舍區(qū)安裝水控刷卡終端和水控管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生用水的管理以節(jié)約水資源。

　　·自助查詢子系統(tǒng)——通過(guò)觸摸屏方式為持卡人和學(xué)校管理人員提供信息查詢、卡戶掛失等自助服務(wù)。

　　·銀行轉(zhuǎn)帳子系統(tǒng)——銀行金融網(wǎng)絡(luò)與校園一卡通的專網(wǎng)通過(guò)PSTN或者DDN方式相連，并通過(guò)VPN方式連接自助轉(zhuǎn)賬終端，實(shí)現(xiàn)持卡人銀行帳戶資金向校園卡帳戶轉(zhuǎn)移。

　　總而言之，校園的一卡通系統(tǒng)，是以校園一卡通業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)為核心，以校園網(wǎng)為載體，在數(shù)據(jù)管理上采取集中管理的模式，但在功能模塊上各自獨(dú)立(即采用1+X的模塊化)的方式進(jìn)行構(gòu)建。以基于校園網(wǎng)和一卡通業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，按照學(xué)校校園一卡通系統(tǒng)和建設(shè)基于數(shù)字化校園一卡通的總體要求，搭建商務(wù)收費(fèi)、銀行轉(zhuǎn)帳、門禁控制、考勤管理、機(jī)房管理、校園管理、自主查詢等子系統(tǒng)，并利用一卡通系統(tǒng)的第三方接口實(shí)現(xiàn)與學(xué)院現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)對(duì)接。[nextpage]

　　部分子系統(tǒng)功能介紹

　　水控管理

　　水控管理是對(duì)原有水管進(jìn)行改造，將IC卡技術(shù)嵌入其中，使得學(xué)生在寢室的用水需要刷卡按流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。這樣一方面提高了學(xué)生的節(jié)水意識(shí)，節(jié)約了寶貴的水資源;另一方面也消除了以往寢室用水“大鍋飯”、“平攤”帶來(lái)的不公平收費(fèi)。

　　在該項(xiàng)目中，相對(duì)門禁管理、食堂消費(fèi)管理等子系統(tǒng)而言，水控管理是較難處理的一個(gè)環(huán)節(jié)。這是因?yàn)?，首先水控點(diǎn)的數(shù)量非常大，校方將在每一個(gè)學(xué)生寢室都安裝一套節(jié)水控制系統(tǒng)，合計(jì)達(dá)到2000余個(gè)水控點(diǎn);并且水控系統(tǒng)涉及金額管理，需要具備極高的穩(wěn)定運(yùn)行能力和數(shù)據(jù)核算能力。在本項(xiàng)目中，為滿足如此龐大的水控節(jié)點(diǎn)同時(shí)使用的需求，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了Mifare I S50非接觸式IC卡片，在卡片某扇區(qū)中寫入電子錢包金額，憑節(jié)水控制器電子水表中獲得實(shí)際用水流量實(shí)時(shí)扣除卡內(nèi)金額的方式實(shí)現(xiàn)管理。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，采用了TCP/IP區(qū)域控制器+RS485本地水控器相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

　　每層樓的弱電間內(nèi)安裝一個(gè)區(qū)域控制器，每幢樓的區(qū)域控制器通過(guò)一個(gè)交換機(jī)接入學(xué)校“一卡通”主干網(wǎng)，與上層清算系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。每個(gè)區(qū)域控制器可掛3條RS485總線，但為施工方便，在本項(xiàng)目實(shí)際中只需用到兩條即可，左右每條RS485線非別上“手拉手”接入20個(gè)智能節(jié)水控制器。每個(gè)節(jié)水控制器上再外接水表、電磁閥等設(shè)備，完成對(duì)寢室用水的控制(如圖2所示)。

　　系統(tǒng)采用按流量計(jì)費(fèi)的模式，每個(gè)節(jié)水控制器可外接2個(gè)水表、2個(gè)電磁閥、設(shè)置2種不同的費(fèi)率，以同時(shí)對(duì)冷水及熱水進(jìn)行扣費(fèi)管理。在此項(xiàng)目中，根據(jù)實(shí)際需求僅對(duì)寢室供熱水采取IC卡水控管理。

　　系統(tǒng)采用預(yù)付費(fèi)的方式進(jìn)行管理，正常使用流程如下：放卡→按啟動(dòng)鍵→出水→按停止鍵→取卡。

　　這樣，節(jié)水控制器負(fù)責(zé)每次刷卡用水的具體操作，而區(qū)域控制器負(fù)責(zé)對(duì)下層智能節(jié)水控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，并上傳至清算中心。采用這種TCP/IP與RS485混合的通訊方式，可以在擴(kuò)充龐大節(jié)點(diǎn)的同時(shí)大大分?jǐn)傁到y(tǒng)的處理速度：2000余個(gè)龐大水控點(diǎn)，上層管理軟件僅需負(fù)責(zé)50余個(gè)區(qū)域控制器的TCP/IP通訊即可，負(fù)荷極低。顯著的減少了采用傳統(tǒng)的RS485通信方式時(shí)需要花費(fèi)的大量輪巡和處理任務(wù)，使得系統(tǒng)可以達(dá)到非常大的處理能力和非?？斓奶幚硭俣?。同時(shí)每個(gè)區(qū)域控制器可保存3萬(wàn)條數(shù)據(jù)，使得下層每臺(tái)節(jié)水控制器中的數(shù)據(jù)容量得到了緩沖，從而又大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)為項(xiàng)目后期擴(kuò)展功能系統(tǒng)，可以將銀行卡賬戶的手工現(xiàn)金存款模式，改為通過(guò)持卡人銀行賬戶自動(dòng)轉(zhuǎn)賬或自助轉(zhuǎn)賬的存款模式，以給師生使用一卡通系統(tǒng)帶來(lái)更大的便利。本系統(tǒng)需要銀行方面根據(jù)轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口和通信協(xié)議，建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)，兩大系統(tǒng)通過(guò)銀行銀行網(wǎng)關(guān)前置機(jī)發(fā)起轉(zhuǎn)賬請(qǐng)求到前置機(jī)，經(jīng)過(guò)DDN專線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間賬戶資金轉(zhuǎn)賬、賬務(wù)結(jié)算(如圖3所示)。

　　系統(tǒng)說(shuō)明

　　·校園端網(wǎng)絡(luò)：包括原校園卡系統(tǒng)、校園網(wǎng)關(guān)前置機(jī)和“銀校通”自助轉(zhuǎn)賬設(shè)備等。校園網(wǎng)關(guān)前置機(jī)：是校園MIS系統(tǒng)和銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)接口。加載校園網(wǎng)關(guān)機(jī)軟件，能同時(shí)跟銀行主機(jī)和各種自助服務(wù)轉(zhuǎn)賬終端進(jìn)行通訊，也支持來(lái)自遠(yuǎn)程自助服務(wù)轉(zhuǎn)賬終端的無(wú)線通訊(SMS方式或GPRS方式)。采用DDN與銀行前置機(jī)連接，負(fù)責(zé)與銀行主機(jī)及校園MIS主機(jī)分別進(jìn)行帳務(wù)處理和日終軋帳，并負(fù)責(zé)打標(biāo)準(zhǔn)通信數(shù)據(jù)包，記載交易流水，日終報(bào)表打印等等;

　　·銀行端網(wǎng)絡(luò)：包括銀行帳務(wù)主機(jī)、銀行網(wǎng)關(guān)前置機(jī)等。銀行網(wǎng)關(guān)前置機(jī)：通過(guò)DDN與校園網(wǎng)關(guān)機(jī)相連接，處理來(lái)自校園網(wǎng)關(guān)機(jī)的帳務(wù)信息。包括包文加解密、打包解包、交易并發(fā)控制及交易合法性校驗(yàn)等處理后發(fā)往銀行帳務(wù)主機(jī);

　　·自助轉(zhuǎn)賬終端：系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)賬終端來(lái)實(shí)現(xiàn)銀行卡與校園卡之間的的資金劃賬轉(zhuǎn)移。學(xué)生(或家長(zhǎng))將錢存在校園卡的銀行賬戶內(nèi)，當(dāng)需要轉(zhuǎn)賬的時(shí)候?qū)W生通過(guò)轉(zhuǎn)賬終端將銀行賬戶的錢圈存到學(xué)校賬戶校園卡上，學(xué)生就可持卡在校內(nèi)消費(fèi)。此時(shí)，相應(yīng)的功能和管理就由學(xué)校來(lái)實(shí)現(xiàn)，銀行和學(xué)校之間只須確保圈存的記錄和金額一致即可。

　　除了上述重點(diǎn)論述的三個(gè)方面以外，該項(xiàng)目中實(shí)際運(yùn)用到的一卡通子系統(tǒng)還包括：行政樓，教學(xué)樓重要房間的門禁管理、校內(nèi)食堂、小賣部及其它消費(fèi)場(chǎng)所的消費(fèi)系統(tǒng)、校內(nèi)機(jī)房上機(jī)管理系統(tǒng)、圖書管接口管理系統(tǒng)、WEB信息查詢(一卡通信息)、校醫(yī)務(wù)室醫(yī)療管理系統(tǒng)等。同時(shí)，卡表面印刷持卡人個(gè)人信息，在校園內(nèi)作為持卡人身份證件使用，一卡通卡片完全代替了傳統(tǒng)的上崗證、學(xué)生校牌等，節(jié)約了學(xué)校資源，避免了重復(fù)建設(shè)。學(xué)生在校園完全實(shí)現(xiàn)了憑借一張卡片實(shí)現(xiàn)各種身份認(rèn)證和資金結(jié)算的操作，達(dá)到了“一卡在手，走遍校園”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　從該項(xiàng)目中可以看到，“校園一卡通”系統(tǒng)，既有利于學(xué)校的提高學(xué)校的現(xiàn)代化教學(xué)管理水平，又能給師生的校園生活帶來(lái)極大的便利。“一卡通”系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)于提升學(xué)校的智能化建設(shè)的步伐，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。個(gè)人認(rèn)為，隨著校園“一卡通”系統(tǒng)的不斷普及，必將對(duì)我國(guó)的教育信息化事業(yè)產(chǎn)生積極深遠(yuǎn)的影響。