基于NFC技術(shù)的智慧校園系統(tǒng)研究

王曉慶

摘要：李克強(qiáng)總理2015政府工作報告中將“互聯(lián)網(wǎng)+”作為一項國家戰(zhàn)略，“互聯(lián)網(wǎng)+”將深刻改變傳統(tǒng)教育生態(tài)的結(jié)構(gòu)和心態(tài)。十三五規(guī)劃中，各大高校將“互聯(lián)網(wǎng)+”與教育進(jìn)行融合，紛紛開展基于NFC技術(shù)的“智能校園系統(tǒng)”研究。智慧校園系統(tǒng)將通過具有智能校園卡功能的NFC智能手機(jī)，實現(xiàn)各項校園應(yīng)用場景，優(yōu)化了用戶體驗，效率和可靠性，從而提高學(xué)生的校園生活，提升改造工程已完成后的校園管理。

關(guān)鍵詞： NFC； 智慧校園； 互聯(lián)網(wǎng)+； 一卡通

中圖分類號：TN99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）28-0053-03

Research on Intelligent Campus System Construction Based on NFC

WANG Xiao-qing

（Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing 210023， China）

Abstract：Influenced by the fusion of Internet Plus and education， the universities launch the construction of “Intelligent Campus System” through the application of NFC Smart Campus Card. Through reviewing the functions of NFC mobile phone smart campus card， the multiple application scenes on campus are demonstrated and the advantages are indicated as multi-function， optimized user experience， efficiency and reliability， which improve the campus life of students and enhance the campus management after the renovation project have been completed.

Key words：Internet Plus； NFC； NFC mobile phone smart campus card； Intelligent Campus System

李克強(qiáng)總理在2015年政府工作報告中，首次提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，“互聯(lián)網(wǎng)+”將深刻改變傳統(tǒng)教育生態(tài)的結(jié)構(gòu)與形態(tài)。十三五規(guī)劃中，各大高校都在提倡“智慧化校園”的理念，以全面應(yīng)對“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來的挑戰(zhàn)：一是完善數(shù)字化校園平臺，提供基于身份的個性化定制服務(wù)；二是開發(fā)移動客戶端，逐步將綜合信息服務(wù)平臺平移到移動端；三是推廣NFC校園智慧卡工程，拓展應(yīng)用場景和使用方式。

智能手機(jī)的普及為NFC技術(shù)的發(fā)展提供了契機(jī)，NFC手機(jī)校園智慧卡將校園卡的功能植入NFC手機(jī)，把學(xué)習(xí)、生活、工作有機(jī)地結(jié)合在一起，改變和擴(kuò)展了原有傳統(tǒng)校園卡的應(yīng)用場景和使用方式，進(jìn)一步推動智慧校園的發(fā)展。目前大部分手機(jī)廠商都推出支持NFC功能的手機(jī)（蘋果手機(jī)具有NFC功能，但iOS最新版本還未向Apple Pay以外的應(yīng)用開放NFC）；根據(jù)Gartner公司預(yù)測，到2017年，全球移動支付預(yù)計將達(dá)到7210億美元，擁有4.5億個移動支付用戶[1]，其中NFC技術(shù)將于2016年開始進(jìn)入快速增長期；據(jù)AC尼爾森調(diào)查統(tǒng)計，82%的市民愿意把公交卡、銀行卡集成在手機(jī)使用，相信在這些趨勢的利好下，NFC應(yīng)用將逐步融入我們的生活。

1 高校一卡通建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 系統(tǒng)功能與應(yīng)用

目前高校的一卡通系統(tǒng)，主要是依托校園卡，不斷豐富各類應(yīng)用，基本上覆蓋了校園餐廳與超市消費、銀行卡圈存、浴室水控、宿舍電控購電、宿舍無障礙通道、圖書借閱等應(yīng)用場景。并通過校園卡，替代了各種證件和有價票證，實現(xiàn)了有效的身份識別和智能化電子錢包[2]。

1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀與問題

高校的一卡通系統(tǒng)興建始于幾年前，大多數(shù)高校都已運行多年，相對于發(fā)展迅速的IT行業(yè)，系統(tǒng)的安全性、方便易用性已逐漸落后，軟件系統(tǒng)也亟需升級換代，更需要與“十二五規(guī)劃”中的校園信息化項目進(jìn)行完美結(jié)合。通常存在以下問題：

1） 設(shè)備老化故障率高

各類終端硬件設(shè)備是使用年限過長，部分硬件設(shè)備開始老化，維修率在逐年上升，給使用者和管理者帶來很多不便，也給維修人員帶來大量的工作量；部分開水水控和浴室淋浴水控采用的是較早的灌膠模式的水控。系統(tǒng)廠家設(shè)備早已停產(chǎn)，不再生產(chǎn)。水控器的工作環(huán)境十分惡劣，原來水控的維護(hù)工作量很大，設(shè)備容易出現(xiàn)各種故障不能正常工作。由于設(shè)備的特殊性設(shè)備返修維修周期也比較長，給全校的師生帶來了很大的不便利。

2） 原有平臺和終端不支持新功能、系統(tǒng)擴(kuò)展性不足

隨著電信互聯(lián)的快速發(fā)展，基于CPU卡片一卡通的應(yīng)用越來越多，也越來越廣。但目前CPU卡片一卡通技術(shù)在部分高?，F(xiàn)有的系統(tǒng)上實現(xiàn)存在很大的難度：無法兼容一卡通部分性能好、工作穩(wěn)定的新產(chǎn)品，不支持一些新的自助服務(wù)終端，無法使用自助終端取代工作人員來處理各種業(yè)務(wù)，如自助現(xiàn)金充值機(jī)，自助補(bǔ)卡機(jī)等。無法實現(xiàn)一些基于CPU系統(tǒng)平臺的新功能，如NFC空中充值，NFC空中發(fā)卡、NFC終端自助繳費等功能。如：北京郵電大學(xué)、南京師范大學(xué)、河南大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)等已經(jīng)完成M1到CPU系統(tǒng)平臺的升級。

3 ）M1卡片安全性和卡片擴(kuò)展空間受限

目前學(xué)校大部分持卡人員使用的M1卡（非接觸式IC卡），其安全性和擴(kuò)展性相對于CPU卡明顯落后和不足，見下表對比：

從以上2個對標(biāo)表格看出，M1 卡，也就是所說的邏輯加密卡，其采用加密方式是固定密碼，而采用非接觸CPU 卡智能卡采用的是動態(tài)密碼，并且是一用一密，即同一張非接觸CPU 卡智能卡，每刷一次卡的認(rèn)證密碼都不相同，這種智能化的認(rèn)證方式使得系統(tǒng)的安全性得到提高。邏輯加密卡（M1）由于不具有運算能力，就不可能產(chǎn)生交易的驗證碼[6]。同時M1卡片空間限制也無法擴(kuò)展到公交等外部系統(tǒng)的使用，包括基于CPU平臺的新平臺、新終端、新應(yīng)用。

2 NFC手機(jī)校園智慧卡

2.1 NFC技術(shù)

NFC是一種高頻無線通信技術(shù)，應(yīng)用NFC技術(shù)的手機(jī)相當(dāng)于把手機(jī)變成了支付終端，可以直接刷機(jī)支付。電信通過NFC技術(shù)打造一個支付平臺，在這個平臺上實現(xiàn)各種交易信息的傳遞。校園一卡通與電信手機(jī)NFC的結(jié)合，既可以作為銀行卡實現(xiàn)POS機(jī)刷卡，也可以作為校園卡充值、消費、查詢余額，還可以用作校園的門禁身份認(rèn)證。這一切，都是NFC技術(shù)通過與SIM卡綁定實現(xiàn)的，而且安全有保證。結(jié)合NFC技術(shù)的優(yōu)點，手機(jī)NFC充值消費已經(jīng)開始在市政公交系統(tǒng)中開始應(yīng)用，在校園生活系統(tǒng)中也將成為不可忽視的移動空圈力量。

隨著移動支付技術(shù)的發(fā)展和支付手段的多樣化，信息通信技術(shù)的發(fā)展將服務(wù)于高校的教學(xué)、生活和校園管理。NFC校園智慧卡將通過高技術(shù)芯片嵌入到NFC手機(jī)的UIM卡中，實現(xiàn)手機(jī)門禁、課堂考勤、會議簽到、迎新注冊、繳費支取、手機(jī)錢包、圖書借閱等各項功能，提供了具有開放性、靈活性、面向全部應(yīng)用的服務(wù)管理平臺，為師生員工提供了一個全新的、方便的、高效的工作、學(xué)習(xí)、生活方式。

NFC手機(jī)校園智慧卡系統(tǒng)滿足“數(shù)字化生活”的兩個條件：一是“一機(jī)”，即校園內(nèi)每人一部手機(jī)，而不需要其它任何證件；二是“通”，即校園內(nèi)所有的日常生活、學(xué)習(xí)、生活都可以一部手機(jī)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)通用，師生員工將因NFC校園智慧卡而更加簡單便捷。

2.2 應(yīng)用優(yōu)勢

1）多卡合一，豐富應(yīng)用場景

NFC手機(jī)錢包為多卡合一的電子錢包，實現(xiàn)了普通錢包向NFC手機(jī)的遷移，進(jìn)一步拓展了手機(jī)錢包的應(yīng)用范圍，為全校師生帶來了更便捷的生活、更自由的消費、更貼心的服務(wù)。

2）多行業(yè)多應(yīng)用融合，極致用戶體驗

NFC校園智慧卡用戶在實現(xiàn)食堂就餐、超市購物、圖書借閱、課堂考勤、無障礙通道、校內(nèi)班車等基礎(chǔ)應(yīng)用的同時，也可實現(xiàn)電子錢包的各項功能，搭乘公交、地鐵、散戶等小額支付領(lǐng)域刷卡消費。

3）多種校園應(yīng)用自主體驗，即想即所用

學(xué)校通知通告、迎新報道、無障礙通道、消費、繳費等各應(yīng)用集成在手機(jī)APP上展現(xiàn)，方便自主業(yè)務(wù)辦理，既節(jié)省了業(yè)務(wù)辦理時間，又提升了管理效能。

4）“三空”特色應(yīng)用，讓智慧貼近你我生活

無需到處找網(wǎng)點，隨時隨地通過手機(jī)APP自助辦理空中發(fā)卡、空中換卡和空中圈存的特色業(yè)務(wù)，給用戶一種全新快捷的自主體驗。

5）一查便知，隨時隨地在您身邊

隨時隨地查詢余額和使用記錄，查閱校園通知公告、課程安排、考試成績等，便于自我管理。

2.3 業(yè)務(wù)功能

1）讀卡器模式：NFC支持雙向無線認(rèn)證和通信，NFC手機(jī)可模擬讀卡器進(jìn)行讀卡、寫卡操作。通過相應(yīng)手機(jī)APP，可以將NFC手機(jī)作為讀卡器、消費機(jī)、充值機(jī)、考勤機(jī)、簽到機(jī)、圈存機(jī)等使用。

2） 身份識別：實現(xiàn)個人NFC手機(jī)作為個人信息的載體，應(yīng)用于各個需要身份識別的環(huán)境下，主要用于校門出入門禁、實驗室門禁、宿舍無障礙通道、會議簽到、課堂考勤等。

3）點對點交換：兩個NFC手機(jī)相連接，可以點對點進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如下載音樂、圖片互傳、互換通訊錄、課件傳送等。

4） 信息查詢： NFC手機(jī)作為一部智能中斷，可以通過APP隨時隨地查詢余額和使用記錄，查閱校園通知公告、課程安排、考試成績、校內(nèi)導(dǎo)航等。

5）移動支付：實現(xiàn)校園卡、公交卡和銀行卡等多卡合一，將多個電子錢包整合到一部手機(jī)上。用戶將NFC手機(jī)靠近相應(yīng)的POS機(jī)進(jìn)行支付，并確認(rèn)消費。

6）“三空”操作：用戶通過一鍵啟動校園NFC手機(jī)校園智慧卡客戶端APP，填寫個人信息，后臺進(jìn)行用戶身份識別后將用戶身份識別信息直接下載至電信NFC-UIM卡上，即可完成開卡。換卡與圈存操作也是通過與后臺系統(tǒng)連接，完成相應(yīng)功能。

2.4 升級目標(biāo)與意義

2.4.1 一卡多用

升級現(xiàn)有校園一卡通系統(tǒng)，使師生使用一張卡片，可以同時實現(xiàn)校園卡和公交卡、地鐵卡、金融IC卡、工作證等功能、實現(xiàn)一張卡片，既可以在校園內(nèi)支付、購物、借書，也可以乘坐城市公交、地鐵等校外場所服務(wù)。滿足校內(nèi)外商場超市、公交地鐵等多種支付應(yīng)用，車票門票、門禁、考勤等多種身份識別應(yīng)用，支持自助現(xiàn)金充值機(jī)和自助補(bǔ)卡機(jī)，節(jié)省一卡通管理人員的人力成本。為今后金融IC卡、NFC手機(jī)一卡通的擴(kuò)展做鋪墊，使高校一卡通系統(tǒng)成為智慧校園建設(shè)的新亮點。

2.4.2 業(yè)務(wù)覆蓋

覆蓋校園及周邊商圈的O2O業(yè)務(wù)，打造優(yōu)質(zhì)的高校支付生態(tài)環(huán)境：利用校園卡快捷方便的線下支付能力，打造線下支付通道；結(jié)合校內(nèi)在線支付平臺、支付寶、快錢等第三方線上支付通道；校園卡走出校園，做校園周邊商圈；提供針對學(xué)生群體的網(wǎng)上團(tuán)購業(yè)務(wù)，保證為學(xué)生提供最優(yōu)質(zhì)的資源服務(wù)；和學(xué)校、電商共同打造優(yōu)質(zhì)O2O高校支付生態(tài)環(huán)境。

2.4.3 數(shù)據(jù)挖掘、校情分析

整合學(xué)?，F(xiàn)在各個系統(tǒng)平臺資源，進(jìn)行數(shù)據(jù)深度挖掘、可視化校情分析；依托一卡通業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)開展針對持卡用戶的行為分析，掌握學(xué)生就餐、消費、圖書借閱、上課、出入宿舍等活動規(guī)律；為各部門負(fù)責(zé)學(xué)生工作的教師提供了真實客觀的依據(jù)，便于做出合理正確的決策[7]。幫助學(xué)校提升后勤、教務(wù)、圖書館等多個部門的管理水平。例如：對于就餐次數(shù)正常，但是每餐消費金額過少的學(xué)生，可以為助學(xué)貸款發(fā)放的審查等工作提供輔助決策。

2.4.4 支持NFC擴(kuò)展

將高校一卡通平臺升至基于CPU系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，是系統(tǒng)后續(xù)支持NFC一卡通的基本要求。第一步，升級至NFC平臺，可以使用NFC預(yù)置卡片，師生可使用NFC手機(jī)替換現(xiàn)有的學(xué)生卡，應(yīng)用于校園門禁，食堂、超市消費等應(yīng)用場景；第二步，可通過手機(jī)客戶端進(jìn)行空中發(fā)卡、空中充值、空中圈存、繳納水電費、消費充值記錄查詢、自助掛失等操作。使一卡通的使用更方便，更快捷。

3 結(jié)論

基于NFC技術(shù)的智慧校園建設(shè)，將更好的整合校內(nèi)資源，全面提升學(xué)校管理效率和管理水平，更好地為師生員工提供更為便捷地服務(wù)，更好地將學(xué)生、生活、工作有機(jī)融合在一起，隨時隨地連接學(xué)校的各項應(yīng)用，同時又拓展到社會應(yīng)用，改變和擴(kuò)展了原有傳統(tǒng)校園卡的應(yīng)用場景和使用方式，進(jìn)一步推動智慧校園的發(fā)展[8]。

參考文獻(xiàn)：

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