【安防知識網(wǎng)】信息時代的校園，當然離不開信息化的管理。“校園一卡通”將智能卡的強大功能與網(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)，一般僅以電子消費應(yīng)用為主，對學(xué)校整體的教學(xué)管理方面則缺乏必要的設(shè)計，并未完全發(fā)揮出“一卡通”系統(tǒng)在身份識別、信息傳遞、信息存儲、信息查詢等方面的優(yōu)勢。本文結(jié)合寧波工程學(xué)院“校園一卡通”項目，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)院項目中，校方提出在進行一卡通系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計時，需對學(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，建立學(xué)校各類持卡人(教職工、學(xué)生)，各種組織機構(gòu)基本、統(tǒng)一的信息化標準，強化集中式的信息規(guī)范管理，促進數(shù)字化校園的建設(shè)。具體包括以下幾個部分。

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

　　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，通過系統(tǒng)預(yù)留的擴展接口和智能控制可以實現(xiàn)與學(xué)?，F(xiàn)在已運行的各類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，動態(tài)實時地反映職能部門運作情況和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，增強領(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，實現(xiàn)持卡人以自動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)的任何一個消費網(wǎng)點進行消費活動，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網(wǎng)點。尤其是需要對2000余個學(xué)生寢室實現(xiàn)供水管理，學(xué)生需持校園卡按用水流量進行付費使用。

　　其五，利用一卡通系統(tǒng)流通卡片，作為實現(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)，實現(xiàn)身份識別的數(shù)據(jù)共享，例如：機房上機管理、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，本項目的一卡通不僅需要實現(xiàn)校園內(nèi)各項身份確認、計費管理等功能，而且還需要與其它MIS系統(tǒng)、OA系統(tǒng)之間的進行信息共享，在后期還將會涉及到校園卡與銀行卡之間進行自助圈存、結(jié)算等業(yè)務(wù)。這對一卡通從整體結(jié)構(gòu)的搭建到每一個具體子系統(tǒng)的實現(xiàn)，都提出了極高的要求。以下篇幅中，筆者主要將探討該項目中的幾個關(guān)鍵問題的設(shè)計，包括：系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、實時水控系統(tǒng)設(shè)計、后期銀行圈存系統(tǒng)規(guī)劃三個方面。[nextpage]

　　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　建設(shè)“校園一卡通”系統(tǒng)是一項十分復(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)方面進行現(xiàn)場考察和調(diào)研以后，我們按照統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的原則，站在學(xué)校數(shù)字化校園的高度進行一卡通信息系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計，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，整個一卡通專網(wǎng)所用交換機，都采用端口MAC地址綁定，使每個端口只能設(shè)置唯一的IP地址，連接特定的設(shè)備，從而保證了整個網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　該一卡通由多個系統(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、管理結(jié)算中心、銀行轉(zhuǎn)帳子系統(tǒng)、商務(wù)收費子系統(tǒng)、門禁管理子系統(tǒng)、考勤管理子系統(tǒng)、醫(yī)院收費子系統(tǒng)、機房管理子系統(tǒng)、水控管理子系統(tǒng)、自助查詢子系統(tǒng)和第三方對接子系統(tǒng)等(如圖1所示)。

　　各子系統(tǒng)設(shè)計

　　·一卡通數(shù)據(jù)中心——使用兩臺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)庫管理系統(tǒng)，作為一卡通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，負責存儲一卡通系統(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——是一卡通系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理中心，負責處理一卡通運行時需要進行的所有系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)。

　　·一卡通管理結(jié)算中心——負責完成一卡通系統(tǒng)中持卡人的開戶撤戶、信息維護、卡片管理(補換卡)和信息查詢等業(yè)務(wù)操作，同時還負責完成一卡通系統(tǒng)的帳務(wù)查詢和營業(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，實現(xiàn)持卡人進出刷卡登記和開門動作。

　　·考勤管理子系統(tǒng)——根據(jù)學(xué)校對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)，實現(xiàn)特定人員的考勤管理。

　　·機房管理子系統(tǒng)——根據(jù)學(xué)校對學(xué)生上機管理的需求，在制定機房安裝機房管理終端和機房管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對學(xué)生上機的管理。

　　·水控管理子系統(tǒng)——根據(jù)學(xué)校對學(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)，實現(xiàn)對學(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PSTN或者DDN方式相連，并通過VPN方式連接自助轉(zhuǎn)賬終端，實現(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立(即采用1+X的模塊化)的方式進行構(gòu)建。以基于校園網(wǎng)和一卡通業(yè)務(wù)支撐平臺，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、銀行轉(zhuǎn)帳、門禁控制、考勤管理、機房管理、校園管理、自主查詢等子系統(tǒng)，并利用一卡通系統(tǒng)的第三方接口實現(xiàn)與學(xué)院現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)對接。[nextpage]

　　部分子系統(tǒng)功能介紹

　　水控管理

　　水控管理是對原有水管進行改造，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行計費。這樣一方面提高了學(xué)生的節(jié)水意識，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”帶來的不公平收費。

　　在該項目中，相對門禁管理、食堂消費管理等子系統(tǒng)而言，水控管理是較難處理的一個環(huán)節(jié)。這是因為，首先水控點的數(shù)量非常大，校方將在每一個學(xué)生寢室都安裝一套節(jié)水控制系統(tǒng)，合計達到2000余個水控點;并且水控系統(tǒng)涉及金額管理，需要具備極高的穩(wěn)定運行能力和數(shù)據(jù)核算能力。在本項目中，為滿足如此龐大的水控節(jié)點同時使用的需求，在設(shè)計時采用了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際用水流量實時扣除卡內(nèi)金額的方式實現(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)拓撲。

　　每層樓的弱電間內(nèi)安裝一個區(qū)域控制器，每幢樓的區(qū)域控制器通過一個交換機接入學(xué)校“一卡通”主干網(wǎng)，與上層清算系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。每個區(qū)域控制器可掛3條RS485總線，但為施工方便，在本項目實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個智能節(jié)水控制器。每個節(jié)水控制器上再外接水表、電磁閥等設(shè)備，完成對寢室用水的控制(如圖2所示)。

　　系統(tǒng)采用按流量計費的模式，每個節(jié)水控制器可外接2個水表、2個電磁閥、設(shè)置2種不同的費率，以同時對冷水及熱水進行扣費管理。在此項目中，根據(jù)實際需求僅對寢室供熱水采取IC卡水控管理。

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

　　這樣，節(jié)水控制器負責每次刷卡用水的具體操作，而區(qū)域控制器負責對下層智能節(jié)水控制器進行實時的數(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，可以在擴充龐大節(jié)點的同時大大分攤系統(tǒng)的處理速度：2000余個龐大水控點，上層管理軟件僅需負責50余個區(qū)域控制器的TCP/IP通訊即可，負荷極低。顯著的減少了采用傳統(tǒng)的RS485通信方式時需要花費的大量輪巡和處理任務(wù)，使得系統(tǒng)可以達到非常大的處理能力和非?？斓奶幚硭俣?。同時每個區(qū)域控制器可保存3萬條數(shù)據(jù)，使得下層每臺節(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)為項目后期擴展功能系統(tǒng)，可以將銀行卡賬戶的手工現(xiàn)金存款模式，改為通過持卡人銀行賬戶自動轉(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)通過銀行銀行網(wǎng)關(guān)前置機發(fā)起轉(zhuǎn)賬請求到前置機，經(jīng)過DDN專線實現(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)前置機和“銀校通”自助轉(zhuǎn)賬設(shè)備等。校園網(wǎng)關(guān)前置機：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)機軟件，能同時跟銀行主機和各種自助服務(wù)轉(zhuǎn)賬終端進行通訊，也支持來自遠程自助服務(wù)轉(zhuǎn)賬終端的無線通訊(SMS方式或GPRS方式)。采用DDN與銀行前置機連接，負責與銀行主機及校園MIS主機分別進行帳務(wù)處理和日終軋帳，并負責打標準通信數(shù)據(jù)包，記載交易流水，日終報表打印等等;

　　·銀行端網(wǎng)絡(luò)：包括銀行帳務(wù)主機、銀行網(wǎng)關(guān)前置機等。銀行網(wǎng)關(guān)前置機：通過DDN與校園網(wǎng)關(guān)機相連接，處理來自校園網(wǎng)關(guān)機的帳務(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等處理后發(fā)往銀行帳務(wù)主機;

　　·自助轉(zhuǎn)賬終端：系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)賬終端來實現(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)將錢存在校園卡的銀行賬戶內(nèi)，當需要轉(zhuǎn)賬的時候?qū)W生通過轉(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。此時，相應(yīng)的功能和管理就由學(xué)校來實現(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。

　　除了上述重點論述的三個方面以外，該項目中實際運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、小賣部及其它消費場所的消費系統(tǒng)、校內(nèi)機房上機管理系統(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，卡表面印刷持卡人個人信息，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)生在校園完全實現(xiàn)了憑借一張卡片實現(xiàn)各種身份認證和資金結(jié)算的操作，達到了“一卡在手，走遍校園”的設(shè)計目標。

　　結(jié)語

　　從該項目中可以看到，“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極大的便利。“一卡通”系統(tǒng)的建設(shè)，對于提升學(xué)校的智能化建設(shè)的步伐，具有較好的實際應(yīng)用價值。個人認為，隨著校園“一卡通”系統(tǒng)的不斷普及，必將對我國的教育信息化事業(yè)產(chǎn)生積極深遠的影響。