物聯(lián)網(wǎng)+智能校園卡的一體化設(shè)計

朱黃錦 王禹博 蔡俊倫 濮方兗 俞玉婷

【摘 要】 針對校園卡資源閑置、使用繁瑣的問題，本項目致力于研究校園一卡通的功能完善。使其結(jié)合移動支付、AR、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等多種新型技術(shù)，并結(jié)合智能門鎖系統(tǒng)應(yīng)用，在提高效率的同時便于師生校內(nèi)外各種用途的使用。

【關(guān)鍵詞】 AR 大數(shù)據(jù) 物聯(lián)網(wǎng) 系統(tǒng)設(shè)計

進(jìn)一步升級校園卡的使用，便捷同學(xué)們的校內(nèi)校外生活。由于在使用過程中發(fā)現(xiàn)了校園卡用法煩瑣，導(dǎo)致其資源的浪費，促使我們想到利用“物聯(lián)網(wǎng)+校園卡”的模式升級校園卡，來解決這一問題。在解決其煩瑣流程的同時，為在校師生謀取最大福利。隨著全國高校在信息化和校園網(wǎng)建設(shè)上日漸完善，使智能校園卡信息管理系統(tǒng)有一個厚實的基礎(chǔ)，而智能卡技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)等高科技技術(shù)的發(fā)展，為智能校園卡信息管理系統(tǒng)提供了強有力的技術(shù)保證。實際應(yīng)用中仍然存在許多問題和擴大空間，接下來，就校園卡的應(yīng)用問題分析現(xiàn)狀：充值制度：雖然現(xiàn)在校園卡已經(jīng)可以綁定支付寶，可以通過支付寶進(jìn)行充值，但是需要在一臺刷卡機上刷一次才能算真正充值成功，相對來說比較麻煩，而且卡里余額過多而用不完也是一件麻煩的事情，因為校園卡里的錢只能充值而不能提現(xiàn)。其次由于校園卡的功能受限于其系統(tǒng)，不夠細(xì)致的系統(tǒng)導(dǎo)致了同學(xué)們對校園卡的資源浪費，我們將校園門鎖系統(tǒng)放入校園網(wǎng)子系統(tǒng)，將校園一卡通中增添門鎖功能。

1 ?智能校園卡設(shè)計總體思路

在隨著全國高校在信息化和校園網(wǎng)建設(shè)上日漸完善，使智能校園卡信息管理系統(tǒng)有一個厚實的基礎(chǔ)，而智能卡技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)等高科技技術(shù)的發(fā)展，為智能校園卡信息管理系統(tǒng)提供了強有力的技術(shù)保證。

現(xiàn)在還有很多學(xué)校師生所使用的都是類似IC卡的校園卡，實際應(yīng)用中仍然存在許多問題和擴大空間，接下來，就校園卡的應(yīng)用問題分析現(xiàn)狀：充值制度：雖然現(xiàn)在校園卡已經(jīng)可以綁定支付寶，可以通過支付寶進(jìn)行充值，但是需要在一臺刷卡機上刷一次才能算真正充值成功，相對來說比較麻煩，而且對于將要畢業(yè)的學(xué)生來說，卡里余額過多而用不完也是一件麻煩的事情，因為校園卡里的錢只能充值而不能提現(xiàn)。其次由于校園卡的功能受限于其系統(tǒng)，不夠細(xì)致的系統(tǒng)導(dǎo)致了同學(xué)們對校園卡的資源浪費，我們將校園門鎖系統(tǒng)放入校園網(wǎng)子系統(tǒng)，將校園一卡通中增添門鎖功能。為了迎接徐州地鐵的到來，為了方便學(xué)生出行，惠利學(xué)生，我們將在校園卡中添加地鐵子系統(tǒng)模塊。

師生在使用校園卡時，可以進(jìn)行免充值，直接綁定支付寶、微信進(jìn)行扣費，學(xué)生進(jìn)入宿舍無需再攜帶原有鑰匙，可以使用校園卡進(jìn)行開門，我們將開發(fā)一款校園卡專用APP，記錄其使用狀態(tài)，學(xué)生信息，賬戶流水等一系列基礎(chǔ)信息，建立一個大數(shù)據(jù)，根據(jù)學(xué)生在圖書館的借閱情況，來為學(xué)生推薦合適書籍，幫助學(xué)生更好地利用圖書館資源。與徐州軌道交通部門進(jìn)行洽淡，在校園卡中添加地鐵模塊，方便學(xué)生直接進(jìn)站刷卡，同時對持卡大學(xué)生給予折扣優(yōu)惠。為解決新生不能找到校內(nèi)具體地點的問題，我們將在校園卡背面設(shè)計一款學(xué)校專屬AR地圖，便于同學(xué)們尋找。

2 ?主要部分設(shè)計

本論文總體介紹了卡片的設(shè)計、智能門鎖的應(yīng)用、智能門鎖參數(shù)設(shè)置與門禁卡授權(quán)和APP的設(shè)計。

2.1卡片的設(shè)計

校園卡系統(tǒng)使用了Web Service技術(shù)，Web Service 是一種中間件技術(shù)，可以在各種的設(shè)備上執(zhí)行各類的應(yīng)用程序，而無需額外的，使用特定的第3方軟件或硬件來實現(xiàn)跨設(shè)備跨應(yīng)用的數(shù)據(jù)交互和對接。

一卡通系統(tǒng)基于數(shù)字化校園整體規(guī)劃進(jìn)行建設(shè)，是數(shù)字化校園的有機組成部分，可以被看作是同 OA 辦公系統(tǒng)、學(xué)工管理系統(tǒng)一樣的數(shù)字化校園組成部分，通過第三方接口，實現(xiàn)與圖書館、財務(wù)、教務(wù)等系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步和交換。對學(xué)工系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等有交易信息產(chǎn)生的接入系統(tǒng)，校園一卡通中產(chǎn)生的用戶交易信息通過共享數(shù)據(jù)集成的方式，融合到對應(yīng)的接入系統(tǒng)中，一卡通將卡信息同步到對接系統(tǒng)，對接系統(tǒng)通過卡片完成身份認(rèn)證，完成交易后將交易信息數(shù)據(jù)同步到校園一卡通系統(tǒng)中完成入賬和結(jié)算。

現(xiàn)階段，國內(nèi)外有許多混合開發(fā)模式（Hybrid App）的主流框架，包括AppCan，AppMobi，Titanium，PhoneGap 等。這些主流框架都基于瀏覽器的webkit 內(nèi)核，利用標(biāo)準(zhǔn)的 Web 前端技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，跨平臺實現(xiàn)在不同系統(tǒng)的移動終端上。移動開發(fā)工程師可以利用這些混合開發(fā)模式的主流框架快捷的開發(fā)移動應(yīng)用。

目前，PhoneGap 混合模式開發(fā)框架是唯一的一個支持 7 個平臺的開源移動框架;在開發(fā)移動應(yīng)用過程中，開發(fā)人員可以熟練使用成熟的前端開發(fā)框架來提高開發(fā)效率; PhoneGap 混合模式開發(fā)的產(chǎn)品成本較低，在市場上非常具有參考價值。

通過對比，本文決定選擇使用 PhoneGap 框架對移動校園系統(tǒng)進(jìn)行跨平臺開發(fā)。

2.2智能門鎖的應(yīng)用

感應(yīng)鎖一般包括以下幾部分：前臺管理電腦、感應(yīng)IC卡、讀卡器、門鎖、控制器。感應(yīng)鎖一般都配有IC卡，IC卡的內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜且難以被復(fù)制，所以感應(yīng)鎖的專一性較強，相對指紋鎖和電子密碼鎖，系統(tǒng)更為復(fù)雜，安全系數(shù)更高。

智能門鎖由7部分組成：門禁卡、讀卡天線、基于PSAM卡權(quán)限認(rèn)證、智能存儲與管理芯片、開鎖電動裝置、智能門鎖開或關(guān)裝置、開鎖機械裝置與鑰匙。

2.3智能門鎖參數(shù)設(shè)置與門禁卡授權(quán)

智能門鎖的參數(shù)設(shè)置與門禁卡授權(quán)是通過開發(fā)相應(yīng)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(luò)或其他技術(shù)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。

管理卡的主要特點如下：地址卡，存儲公寓門鎖與公寓物理地址的對應(yīng)信息。在門鎖安裝初期由管理人員完成對門鎖的設(shè)置，將周轉(zhuǎn)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(jìn)行有效期校驗的準(zhǔn)確性。區(qū)域卡，經(jīng)過授權(quán)并設(shè)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(quán)并設(shè)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。

2.4 APP開發(fā)

我們希望通過客戶端主要向用戶提供系統(tǒng)的相關(guān)信息內(nèi)容和應(yīng)用功能，以及用戶交互界面等。我們在設(shè)計和開發(fā)系統(tǒng)客戶端的過程中考慮的技術(shù)需求如下：

1、跨平臺性：移動校園系統(tǒng)最重要的技術(shù)需求就是實現(xiàn)跨平臺移植即一次開發(fā)就可應(yīng)用到不同操作系統(tǒng)，如 Android、IOS、Windows Phone 和 Symbian等等?？缙脚_性是本課題研究的重點內(nèi)容，所以在混合開發(fā)模式中我們選擇PhoneGap 框架來實現(xiàn)系統(tǒng)的跨平臺性。

2、原生功能和插件的調(diào)用與研究：在移動校園系統(tǒng)開發(fā)過程中，有些功能的開發(fā)需要使用本地設(shè)備的原生應(yīng)用和插件功能，比如學(xué)長幫忙和信息反饋等功能模塊需要調(diào)用本地設(shè)備的相機原生應(yīng)用;校園地圖功能模塊需要調(diào)用地理位置進(jìn)行地理定位;在 PhoneGap 框架上開發(fā)二維碼插件進(jìn)行應(yīng)用。因此，本項目對 PhoneGap 框架提供的原生應(yīng)用的 API 接口和插件使用進(jìn)行了研究，為用戶帶來接近原生 APP 功能的移動應(yīng)用。

3 ? 結(jié)語

智能校園卡信息管理系統(tǒng)是創(chuàng)立在學(xué)校的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境基礎(chǔ)上，對多個支付和管理相關(guān)的系統(tǒng)的集合。是通過在智能卡上應(yīng)用，無縫集成校園數(shù)字化應(yīng)用平臺，再通過學(xué)校的數(shù)字化平臺上的統(tǒng)一身份認(rèn)證和共享數(shù)據(jù)中心，把學(xué)校內(nèi)所有需要通過校園卡應(yīng)用的各類應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)集成一體，使校園卡能夠真正取代校園的各類證件，將各類跨系統(tǒng)的應(yīng)用對接成多功能卡式應(yīng)用系統(tǒng)，做到“手握?？?，通信校園”。我們希望在解決其煩瑣流程的同時，為在校師生謀取最大福利。

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