基于校園一卡通的學(xué)生綜合管理

池其軍 黃曉婷

（福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建·永安 366000）

在現(xiàn)階段，社會信息化程度越來越高。在我國高等教育領(lǐng)域方面，信息化取得了較快發(fā)展，現(xiàn)已逐步進(jìn)入成熟期，信息化應(yīng)用水平平穩(wěn)上升。在高校里，其中教育教學(xué)、學(xué)生管理等業(yè)務(wù)對信息化的依賴越來越大，需全面信息化技術(shù)提供保障。

數(shù)字化信息采集是一個基礎(chǔ)工程，需要通過校園一卡通來實現(xiàn)，因此校園一卡通是數(shù)字化校園的重要組成部分。校園一卡通已成為高校加強(qiáng)基礎(chǔ)管理的重要工具，它依托校園網(wǎng)，并全面應(yīng)用于圖書館、考勤、門禁、機(jī)房、消費(fèi)等各個領(lǐng)域。利用校園一卡通系統(tǒng)，學(xué)校可以實現(xiàn)管理程序的簡化、管理力度的加強(qiáng)、服務(wù)水平的提高。校園一卡通對學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活提供保障，同時對學(xué)校的管理和決策提供數(shù)據(jù)支撐。

一、校園一卡通系統(tǒng)總體設(shè)計方案

系統(tǒng)總體設(shè)計方案利用校園網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，建立若干個局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，校園網(wǎng)連接各子系統(tǒng)。終端連接各個系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)利用中間件可以連接若干個讀卡器，讀卡器讀取的數(shù)據(jù)信息傳輸至管理與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。中間件和通用接口可以實現(xiàn)RFID硬件設(shè)備和校園應(yīng)用程序進(jìn)行連接，總體方案的設(shè)計與實施要滿足：對數(shù)據(jù)信息的讀寫主要是由中間件負(fù)責(zé)完成，然后進(jìn)行過濾、檢查、分析，并將數(shù)據(jù)信息存到數(shù)據(jù)處理器中，數(shù)據(jù)存儲后成為隨時可提取的完整數(shù)據(jù)。

（一）數(shù)據(jù)的采集與處理。

數(shù)據(jù)采集采用RFID技術(shù)，在現(xiàn)代信息通信的發(fā)展，它屬于相對成熟的技術(shù)，利用它進(jìn)行無線讀取的實現(xiàn)。在無線射頻技術(shù)中，主要器件有：射頻識別標(biāo)簽、天線和讀卡器，讀卡器采用無線射頻識別，它是一個專用的RFID裝置，用它完成數(shù)據(jù)寫入和讀取。讀卡器實現(xiàn)的工作就是射頻模塊發(fā)射要讀取信息的信號，然后由接收標(biāo)簽進(jìn)行應(yīng)答，并對信息進(jìn)行解碼，最后將標(biāo)簽和標(biāo)識信息一起傳送到主機(jī)，對傳送的信息進(jìn)行處理。

（二）消費(fèi)和結(jié)算實現(xiàn)。

使用一卡通就可以在校園的消費(fèi)場所解決付款問題，并且不論性質(zhì)和規(guī)模的大小，所有的商戶都能夠?qū)崿F(xiàn)授權(quán)代理收款和結(jié)算，實現(xiàn)商戶資金實時到賬。在校園中實現(xiàn)數(shù)字化付費(fèi)，取代現(xiàn)金支付帶來不必要的麻煩，一卡在手，走遍校園。

（三）數(shù)字身份的實現(xiàn)。

通過校園一卡通管理系統(tǒng)取代以前學(xué)校使用的一些證件，減少了證件的數(shù)量、降低了丟失證件的風(fēng)險，實現(xiàn)系統(tǒng)化的數(shù)字身份。所有證件信息都整合在一張校園卡里，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，也便于統(tǒng)一管理。

二、校園卡一卡通系統(tǒng)模塊功能

（一）消費(fèi)模塊。

該模塊主要是基于校園內(nèi)各項消費(fèi)而設(shè)計的，主要包括校園食堂、超市、等消費(fèi)行為設(shè)計的，實現(xiàn)方便、快捷的一卡通消費(fèi)服務(wù)。信息管理系統(tǒng)主要的功能是實現(xiàn)校園一卡通的基本操作功能，如注冊、注銷、充值、交易等功能，也包括校園卡丟失管理的掛失、補(bǔ)卡和解掛等功能。

（二）校園考勤管理模塊。

校園考勤管理可實現(xiàn)學(xué)生、教師、工作人員的考勤、會簽。通過考勤機(jī)進(jìn)行持卡人的身份識別和認(rèn)證，然后根據(jù)考勤機(jī)對持卡人的考勤結(jié)果分析統(tǒng)計表，并且可以將統(tǒng)計表打印出來。

（三）門禁管理模塊。

門禁管理模塊是確認(rèn)進(jìn)入校園人員的身份，如果是學(xué)生就可以順利進(jìn)入圖書館、學(xué)生宿舍、實驗實訓(xùn)室等地方。門禁管理模塊主要有：學(xué)生，通過學(xué)生自己的校園一卡通打開大門，進(jìn)入宿舍，進(jìn)入圖書館等特殊場所；管理員，使用一卡通的權(quán)限打開門禁，讓學(xué)生自由進(jìn)出；宿舍和圖書館管理員等通過定時設(shè)置或者手動操作將大門關(guān)閉；門禁警報系統(tǒng)，如門禁警報系統(tǒng)監(jiān)測到無法識別的卡，門禁警報系統(tǒng)將發(fā)出警報聲，并直接通知管理員。

（四）機(jī)房上機(jī)管理模塊。

該模塊實現(xiàn)對機(jī)房學(xué)生信息確認(rèn)、上機(jī)時間、上機(jī)費(fèi)用等進(jìn)行管理，提高機(jī)房管理人員的工作效率。上機(jī)管理模塊包含三個身份：機(jī)房管理人員、操作人員、學(xué)生。三個身份分別設(shè)定他們的權(quán)限：機(jī)房管理人員可以添加用戶、刪除用戶、值班教師管理、學(xué)生上機(jī)、結(jié)算等基本信息和數(shù)據(jù)；操作人員可以學(xué)生注冊、賬戶充值、值班教師工作記錄；學(xué)生可以修改登錄密碼、查看上機(jī)記錄、查看上機(jī)狀態(tài)、余額查詢。另外還有圖書管理模塊學(xué)籍、成績模塊、管理模塊等。

三、基于校園一卡通的學(xué)生綜合管理應(yīng)用

校園一卡通各個模塊包括很多的數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)分析模塊需要對數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析，如教務(wù)系統(tǒng)成績數(shù)據(jù)、學(xué)生消費(fèi)數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)源層里包含一卡通DB、待擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫、其他數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)處理層包含數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)控制日志、ETL（抽取、轉(zhuǎn)換、加載）；數(shù)據(jù)倉庫層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲，元數(shù)據(jù)和邏輯模型；數(shù)據(jù)服務(wù)層負(fù)責(zé)連接各子系統(tǒng)，實現(xiàn)查詢、提供報表、貧困生預(yù)測、可視化圖標(biāo)等。

（一）貧困生數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用。

數(shù)據(jù)分析是通過校園一卡通數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)給出分析結(jié)果，采用以下的形式來表現(xiàn)。貧困生的數(shù)據(jù)分析可以通過數(shù)據(jù)表查看學(xué)生消費(fèi)情況，學(xué)生平均消費(fèi)、總體平均消費(fèi)、消費(fèi)金額差等一些數(shù)據(jù)。可以輸入學(xué)生姓名或者學(xué)號對學(xué)生的個人消費(fèi)情況進(jìn)行查詢。系統(tǒng)管理員可查詢?nèi)W(xué)生的總體數(shù)據(jù)分析情況，根據(jù)學(xué)生實際情況預(yù)測貧困生。數(shù)據(jù)挖掘設(shè)定以下6個屬性：是否貧困、消費(fèi)金額、是否獨(dú)生子女、是否獲得獎學(xué)金、是否貸款、是否勤工助學(xué)。提取學(xué)生信息表如表1所示：

表1 學(xué)生信息表

Apriori算法適合事務(wù)數(shù)據(jù)庫挖掘，將學(xué)生信息表里的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為事務(wù)數(shù)據(jù)庫。轉(zhuǎn)化后的關(guān)系如表2所示：

表2 屬性與項目代碼對應(yīng)表

將對應(yīng)表里的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為0-1矩陣，“是”用“1”表示，“否”用“0”表示。 如是否貧困生，如果是則A=1，不是則A=0。其他5項屬性以同樣的方法表示。矩陣表如表4-3所示：

表3 矩陣表

利用Apriori算法對轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可知各項屬性之間的關(guān)聯(lián)程度，設(shè)置支持度為5%，可以得到以下幾條關(guān)聯(lián)規(guī)則：

1、獨(dú)生子女家庭非貸款的貧困生，參加勤工儉學(xué)，消費(fèi)＜360,置信度為36%；

2、非獨(dú)生子女家庭，貸款且參加勤工助學(xué)的貧困生，消費(fèi)＜360,置信度為52%；

3、非獨(dú)生子女家庭的貧困生貸款，獲得獎學(xué)金，消費(fèi)＜320,置信度為46%；

根據(jù)這些產(chǎn)生的規(guī)則，可以看出一些客觀規(guī)律。比如規(guī)則1和2，可以看出消費(fèi)金額相差不大，但是規(guī)則2置信度較高，且有貸款，按照補(bǔ)助政策會偏向于給符合規(guī)則2同學(xué)。

（二）校園一卡通實現(xiàn)學(xué)籍預(yù)警管理。

考勤預(yù)警：學(xué)生來到大學(xué)以后學(xué)習(xí)的自覺性降低，對學(xué)習(xí)的態(tài)度不夠認(rèn)真，處在放松的狀態(tài)，學(xué)生經(jīng)常逃課、曠課，給教學(xué)管理帶來了嚴(yán)重影響。上課教師對學(xué)生進(jìn)行點名，使用校園一卡通刷卡點名節(jié)省時間，且是否遲到、早退都存儲在數(shù)據(jù)管理中心。當(dāng)學(xué)生的在同一門課的曠課節(jié)數(shù)達(dá)到一定的次數(shù)時，對學(xué)生提出警告。在警告后的學(xué)生能準(zhǔn)時上課，起到學(xué)籍預(yù)警效果。警告后仍無效，則取消學(xué)生該門課程的考試資格，根據(jù)學(xué)校規(guī)定，并將該門課程的成績錄入為缺考，不給補(bǔ)考機(jī)會。成績預(yù)警：學(xué)生在校學(xué)習(xí)的主要目的是學(xué)習(xí)技能和知識，成績只是學(xué)生學(xué)習(xí)情況的表現(xiàn)形式，對學(xué)生在校學(xué)習(xí)情況的一個總結(jié)。提取學(xué)生學(xué)習(xí)成績情況，可按學(xué)生未通過一定學(xué)分或者科目的要求查詢學(xué)生，對達(dá)到一學(xué)期期末掛科較多的學(xué)生反饋給輔導(dǎo)員，與學(xué)生家長保持溝通，告知學(xué)生在校學(xué)習(xí)和生活情況。學(xué)校、家長、學(xué)生一起共同重視學(xué)習(xí)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到較好的警示效果。

四、結(jié)語

“數(shù)字化校園”必定成為高校發(fā)展的趨勢，校園一卡通很好的促進(jìn)數(shù)字化校園的形成。校園一卡通管理系統(tǒng)的建立與使用，給學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活帶來便捷，對學(xué)校的管理提高效率，利用信息化減少工作量、提高準(zhǔn)確性和工作效率。與此同時合理、有效利用系統(tǒng)功能，為學(xué)校的一些政策決策提供科學(xué)依據(jù)，學(xué)校政策的制定更加科學(xué)，保證學(xué)生在校能夠?qū)W有所成，為社會做出貢獻(xiàn)。