基于校園卡智能門鎖在資產(chǎn)管理中的開發(fā)與應用

劉玉江,袁汝海,李 威,王曉丹,王 瑩

(清華大學 房地產(chǎn)管理處,北京 100084)

基于校園卡智能門鎖在資產(chǎn)管理中的開發(fā)與應用

劉玉江,袁汝海,李 威,王曉丹,王 瑩

(清華大學 房地產(chǎn)管理處,北京 100084)

校園一卡通技術的發(fā)展和成熟,尤其是在安全方面的穩(wěn)定性,使校園卡作為周轉公寓門禁卡應用于資產(chǎn)管理成為可能。該文通過闡述智能門鎖的工作原理,基于PSAM卡的安全特性以及智能門鎖管理系統(tǒng)的功能,介紹了智能門鎖的設計、實現(xiàn)及其應用在資產(chǎn)管理中的效果。

校園卡;智能門鎖;周轉公寓;資產(chǎn)管理

高校周轉公寓是重要的辦學資源,也是國有資產(chǎn)的重要組成部分,對引進優(yōu)秀人才、穩(wěn)定教師隊伍、加強教師隊伍建設具有重要意義[1-2]。這就要求我們提高周轉公寓管理服務水平,提高資源使用效率,滿足教師周轉居住需要,實現(xiàn)國有資產(chǎn)保值增值?？陀^上,周轉公寓周轉比較困難,資源使用效率有待提高?；谛@卡的智能門鎖設計與實現(xiàn)為提高周轉公寓管理服務水平提供了強有力的技術支撐[3]。

1 校園卡的發(fā)展與現(xiàn)狀

校園卡作為數(shù)字校園建設的重要組成部分,隨著高校信息化管理技術的發(fā)展在應用上日趨完善。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 校園身份認證

校園卡可以印制本人照片及基本信息,并且內(nèi)部存儲器保存?zhèn)€人信息,通過讀卡器等讀取設備,可以準確實現(xiàn)身份認證的功能。校園卡有效期一方面印刷在校園卡上,一方面作為電子信息存儲在校園卡內(nèi)部,因此,在身份認證上,校園卡作為內(nèi)部使用證件,相對于身份證更加準確和方便。

1.2 就餐消費功能

校園“一卡通”建設的基本功能之一,就是實現(xiàn)校園卡在校內(nèi)食堂作為餐卡進行消費,在減少教師和學生冗余卡片的同時,校園卡已經(jīng)實現(xiàn)與個人銀行賬戶關聯(lián),通過圈存進行充值和消費。

1.3 圖書館閱讀與借記登記

在圖書館學習是高校教師與學生日?；顒拥闹匾糠?通過校園卡完成身份認證出入圖書館,并利用校園卡的存儲功能完成圖書借記與歸還。

1.4 校醫(yī)院就醫(yī)與保健

出示校園卡,可以很方便地到校醫(yī)院就醫(yī)與保健,并可以登記或查詢個人醫(yī)療與保健狀況。隨著校園卡“一卡通”的建設與完善,校園卡的功能將會更加普遍,涵蓋學校教師和學生的工作、學習、餐飲、消費、醫(yī)療等各個方面,一步步實現(xiàn)“一卡在手,通行校園”的目標[4]。

2 高校周轉公寓管理與周轉的需求分析

隨著高校住房分配制度改革的不斷深化,高校周轉公寓,作為高校教學和科研發(fā)展過程中的基本資源,一直發(fā)揮著舉足輕重的作用,在吸引人才和創(chuàng)造教職工舒適生活條件過程中,對教育起到不可或缺的支撐作用[5-6]。高校周轉公寓一般可以分為三類:高訪公寓、博士后公寓、教工周轉公寓。周轉公寓的重點在于“周轉”,但由于種種原因,高校住房資源的周轉一直存在比較突出的矛盾,應該退房的教職工退不出公寓,新入職或者迫切需要住房的教職工住不進去。在管理上,周轉公寓管理部門利用行政手段和經(jīng)濟杠桿為實現(xiàn)公寓正常周轉不斷積累經(jīng)驗,已經(jīng)取得一定成效[7]。但行政手段和經(jīng)濟杠桿也有弊端。另一方面,進一步加強管理服務的要求也提出了新的課題,需要管理部門不斷利用新技術,例如高科技手段和信息化技術加強對周轉公寓的建設與管理。設計基于校園卡高校周轉公寓智能門鎖、加強周轉公寓管理的技術革新與應用,就是為實現(xiàn)周轉公寓正常周轉，滿足更多教師周轉需要。

3 校園卡門鎖的原理與設計

智能門鎖由7部分組成:門禁卡、讀卡天線、基于PSAM卡權限認證、智能存儲與管理芯片、開鎖電動裝置、智能門鎖開或關裝置、開鎖機械裝置與鑰匙，如圖1所示。

圖1 智能門鎖結構示意圖

3.1 門禁卡

利用校園卡經(jīng)過授權作為電子鑰匙完成門鎖的開關。按照門禁卡的發(fā)展和應用來說,門禁卡大致分為3類,也可說是門禁卡技術發(fā)展的3個階段。

(1) 早期應用在低端門禁產(chǎn)品上的ID卡。ID卡的認證方式為非加密只讀模式,采用ID號作為用戶序列號進行認證,不需要密碼驗證。這類卡片成本低,但門卡復制比較簡單,容易造成門禁使用上的安全隱患。

(2) 作為非接觸式邏輯加密的IC卡系列的M1卡。M1卡采用的加密方式是飛利浦公司研發(fā)的Mifare1算法,也因故稱為M1卡,因為當時被認為很安全,所以,M1卡在全球門禁領域甚至小額支付系統(tǒng)都得到廣泛應用。可是好景不長,在2008年這一加密算法被德國技術人員破解。2009年初,國家信息產(chǎn)業(yè)部明文規(guī)定,禁止在校園“一卡通”中使用M1卡作為身份識別或支付費用。

(3) 具有微處理芯片的IC卡(CPU卡)。因其強大而穩(wěn)定的安全性能,在身份認證、門禁系統(tǒng)、小額支付等活動中被使用,其非接觸式的傳輸接口可以完成快速交易,并且在現(xiàn)有技術下,CPU卡是不可偽造的[8]。

我們在智能門鎖中使用的校園卡就是這種CPU卡。CPU卡的微處理芯片相當于一臺小型計算機,由中央處理器(CPU)、EEPROM、RAM、ROM以及固化在ROM中的卡內(nèi)操作系統(tǒng)(COS)、安全邏輯電路、加密運算協(xié)處理器等部分組成。其中,芯片的安全邏輯電路可以防止非法讀寫存儲在芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)或者遭到惡意修改。一般而言,校園卡經(jīng)過授權成為門禁卡,將存儲持卡人身份信息、地址信息、有效期等基本要素。

3.2 讀卡天線

智能門鎖的讀卡天線按一定頻率查詢、檢索在輻射區(qū)域內(nèi)的門禁卡信息。查詢頻率可以通過設置管理芯片內(nèi)的參數(shù)進行修改。

3.3 PSAM卡認證

PSAM卡認證功能,就是在門鎖內(nèi)安裝一個類似于手機卡的PSAM卡,在其內(nèi)部灌入密鑰。在這個認證過程中,密鑰不在線路上明文出現(xiàn),驗證報文的計算引入隨機因子,加強并完成對持卡人的身份認證。

3.4 管理芯片

智能門鎖的存儲與管理芯片可以說是門鎖整個結構的大腦,在這里完成對開鎖指令的各種校驗,如地址信息是否匹配、有效期是否合格等。在門鎖安裝初期,智能門鎖的存儲與管理芯片需要事先設置各類參數(shù),包括房屋區(qū)域信息、時鐘信息、地址信息、校驗規(guī)則等。完成開鎖的個人信息與時間將作為一條記錄存儲在芯片內(nèi),如果需要,可以通過采集卡提取并利用管理軟件進行分析。

3.5 開關裝置

智能門鎖的電動裝置由電機、控制鎖銷與電源組成,其在接收到經(jīng)過身份認證、地址與有效期檢驗合格的信息指令后,完成允許開門動作。

智能門鎖的開或關就是在智能控制結構允許開門的情況下,轉動手柄,打開門鎖。

在門鎖安裝初期或者特殊情況下,只通過門鎖的機械裝置及其匹配的鑰匙打開公寓門鎖是需要的。對于智能門鎖而言,機械鑰匙更多地是在管理過程中使用,所以,在情況允許下,一定區(qū)域的門鎖可以使用相同的機械裝置與鑰匙,避免整理大量機械鑰匙的繁瑣。

4 智能門鎖參數(shù)設置與門禁卡授權

智能門鎖的參數(shù)設置與門禁卡授權是通過開發(fā)相應的管理系統(tǒng)完成。由于智能門鎖的管理系統(tǒng)與公寓門鎖在物理上是分開的,不存在利用網(wǎng)絡或其他技術手段完成信息的直接傳遞,所以,在智能門鎖系統(tǒng)中使用的卡片分成兩大類:管理卡與門禁卡,參見圖2。

圖2 智能門鎖管理系統(tǒng)框圖

4.1 管理卡

地址卡,存儲公寓門鎖與公寓物理地址的對應信息。在門鎖安裝初期由管理人員完成對門鎖的設置,將周轉公寓的區(qū)域信息與地址信息存入到門鎖的存儲器中。

時鐘卡,在門鎖安裝初期,管理人員可以利用時鐘卡刷新門鎖的時鐘與物理時間一致,以保證在門禁卡完成開門動作時進行有效期校驗的準確性。

清權卡與清址卡,這兩類管理卡可以完成在智能門鎖使用過程中清除鎖內(nèi)保存的區(qū)域、地址信息和已經(jīng)授權的門禁卡信息,這樣就可以根據(jù)需要再次對智能門鎖的參數(shù)進行設置。

采集卡,利用采集卡可以提取智能門鎖內(nèi)授權門禁卡的開鎖記錄,利用智能門鎖管理軟件,可以讀取數(shù)據(jù),進行統(tǒng)計分析,為周轉公寓管理提供數(shù)據(jù)。

區(qū)域卡,經(jīng)過授權并設置有效期,可以打開一定區(qū)域內(nèi)智能門鎖。

超級通卡,經(jīng)過授權并設置有效期,可以打開本系統(tǒng)發(fā)布的所有門鎖,只在特殊情況下使用。

4.2 門禁卡

門禁卡,經(jīng)過授權的門禁卡,在第一次刷卡時將授權信息存入智能門鎖的存儲器,在有效期內(nèi),可以正常開啟智能門鎖。因為我們采用的校園卡與身份證卡型一致,可以通過智能門鎖管理系統(tǒng)對身份證授權,同樣作為門禁卡使用。因為對身份證的寫數(shù)據(jù)受限制,身份證對門鎖的授權不能由身份證自身完成,只能利用校園卡傳遞數(shù)據(jù)完成對門鎖的授權,這也是身份證作為門禁卡與校園卡的區(qū)別。

5 智能門鎖的應用與效果

作為校園“一卡通”的部分功能,智能門鎖在兼顧校園卡管理與周轉公寓管理[9]基礎上成功實現(xiàn),并已經(jīng)在清華大學周轉公寓開始實施,大大提高了周轉公寓管理服務水平。使用智能門鎖的周轉公寓包括分散在校園各處的高訪公寓、博士后公寓、教職工周轉公寓,也包括住宿非常集中的單間博士后公寓[10]?？偨Y智能門鎖應用的特點,大致包括以下幾個方面。

5.1 以服務為宗旨,提高辦事效率

因為智能門鎖管理系統(tǒng)通過校園網(wǎng)與校園卡管理系統(tǒng)、住房系統(tǒng)、人事系統(tǒng)共享相關數(shù)據(jù),極大提高了教職工辦理住宿手續(xù)的效率。教職工持校園卡(工作證)即可完成身份認證、協(xié)議簽訂以及智能門鎖授權。對于有家屬共同使用周轉公寓的情況,家屬可以辦理其身份證作為門禁卡,或者領取經(jīng)過授權的虛擬校園卡作為門禁卡。住在單間博士后公寓的教職工,智能門鎖管理系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)對房間智能門鎖授權的同時,實現(xiàn)對博士后公寓大門門禁的授權,在生活上，一卡通實實在在地邁了一步[11]。

5.2 提供了安全保障

智能門鎖的安全性能與門禁卡有效期設置,提供了周轉公寓使用的安全保障。智能門鎖的機械結構,例如防撬鎖舌,在實現(xiàn)上采用最大可能的安全設計,其在電子設計和信息處理上也通過校園卡作為門禁卡的卡型選擇、基于PSAM卡的秘鑰驗證、設置門禁卡有效期參數(shù)等技術手段,實現(xiàn)智能門鎖身份認證與校驗，并合理控制對周轉公寓的使用期限。在智能門鎖管理系統(tǒng)的開發(fā)過程中,充分考慮了門禁卡延期以及門禁卡丟失或者損壞情況下的門禁卡延期或重新授權。

5.3 規(guī)范對周轉公寓的管理,提高資源利用效率

校園“一卡通”作為門禁卡為教職工提供了生活的方便,也在客觀上避免了周轉公寓的轉租轉借,由于校園卡專屬性質,在一定程度上可以保證用房人員和辦理住宿手續(xù)教職工的一致。借助校園卡在人事聘任以及門禁授權的有效期設置,可以督促教職工按照學校規(guī)定及時繳納房租,避免拖欠,并按時辦理住房延期甚至退房手續(xù)。這些技術上的應用,對于加強周轉公寓按規(guī)定使用,提高了管理部門的辦事效率,也提高了周轉公寓作為資源對教學和科研的支撐作用[12]。

5.4 促進了周轉公寓的周轉使用,惠及更多教職工

周轉公寓確實“周轉”起來是管理服務中的難點和重點,部分教職工以各種理由占房不退,行政手段和經(jīng)濟手段效果不明顯。智能門鎖預設有效期、到期鎖定功能,使租住周轉公寓到期教職工不得不按期退房,這在教職工短期租住周轉公寓方面體現(xiàn)更為明顯。教職工退出周轉公寓后,學校安排其他教職工周轉使用,使更多教職工以及更需要周轉公寓的教職工受益。

6 結束語

智能門鎖的設計與應用滿足了目前高校對周轉公寓管理與服務相結合的目標,這得益于已經(jīng)初步成熟的校園“一卡通”建設。智能門鎖自身的安全設計和管理系統(tǒng)的開放性功能，為其廣泛應用于校園內(nèi)集中或者分散的周轉公寓、服務于教職工,進而發(fā)揮對教學和科研事業(yè)發(fā)展的支撐作用提供了保障。

References)

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[5] 李威,張海戈,王曉丹.高校教工住宅房屋資源管理信息系統(tǒng)開發(fā)與應用[J].實驗技術與管理,2006,23(9):73-75.

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Development and application of smart door lock based on campus card for asset management

Liu Yujiang,Yuan Ruhai,Li Wei,Wang Xiaodan,Wang Ying

(Office of Realestate Management, Tsinghua University,Beijing 100084,China)

It is possible that campus card is used as access card on the basis of development and achievement of campus one-card technology,especially its stability of security is successful. This paper elaborates on the working principle of smart door lock,the security features based on PSAM card and the function of management system of smart door lock. Then, this paper introduces the design and realization of smart door lock,along with the results that the smart door lock is applied to the asset management.

campus card;smart door lock;temperate apartment;asset management

2014- 07- 10

劉玉江(1960—)，男，北京，大專，七級職員，住宅服務中心主任，研究方向為教職工住宅管理與服務

李威(1973—)，男，六級職員，主要研究方向為職工住房管理.

E-mail：lw@tsinghua.edu.cn

TP211

B

1002-4956(2015)1- 0255- 04