基于物聯(lián)網(wǎng)的校園一卡通建設(shè)

高雨桐

（陜西服裝工程學(xué)院，陜西 咸陽 712046）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息技術(shù)對(duì)教育體制改革產(chǎn)生了巨大的影響?，F(xiàn)代化的學(xué)校配備了現(xiàn)代化的教育設(shè)施，數(shù)字化校園是反映學(xué)習(xí)和管理信息化水平的重要指標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和智能IC卡技術(shù)的成熟，保證了校園一卡通系統(tǒng)的建立。校園一卡通結(jié)合管理信息系統(tǒng)和學(xué)校的結(jié)構(gòu)，形成了一個(gè)數(shù)字文本空間和整個(gè)學(xué)校的公共環(huán)境。

1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展優(yōu)勢(shì)

從技術(shù)上講，物聯(lián)網(wǎng)雖然是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，但我國的科研能力和技術(shù)研發(fā)水平還是相當(dāng)高的。早在1999年，中科院就開始了傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，成立了2 000多人的科研團(tuán)隊(duì)，在科研方面投入數(shù)億元，在微傳感器、傳感器終端等多個(gè)領(lǐng)域取得突破，也形成了從材料、技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。此外，在全球物聯(lián)網(wǎng)體系中，在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面，中國還申請(qǐng)了通信技術(shù)專利，為中國未來的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突破奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，中國政府非常重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，支持“加快物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用”產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。一些發(fā)達(dá)地區(qū)和城市在嘗試構(gòu)思和規(guī)劃“物聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，在政府部門的大力支持下，“物聯(lián)網(wǎng)”已不再是一個(gè)概念或科學(xué)名詞，而成了真正的產(chǎn)業(yè)。例如在地方政府的大力推動(dòng)下，我國在上海浦東國際機(jī)場(chǎng)建立了全球最大的大型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系，國家宏觀政策的支持和引領(lǐng)是中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展必不可少的政治優(yōu)勢(shì)。另外，中國互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，網(wǎng)民數(shù)量位居世界前列，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展提供了良好的市場(chǎng)基礎(chǔ)。由于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用和需求，其潛在的市場(chǎng)規(guī)模極其巨大。

隨著我國教育投入力度的不斷加大，學(xué)校在信息化建設(shè)方面取得了顯著成效，學(xué)校與銀行的合作已成為構(gòu)建銀行卡體系的重要組成部分。從長遠(yuǎn)來看，校園一卡通能夠?yàn)殡p方帶來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和管理效益。在教育領(lǐng)域，實(shí)行校園卡，與師生身份證相對(duì)應(yīng)，表面上看，它類似于銀行卡的日常使用，但其功能遠(yuǎn)大于銀行卡。它不僅具有身份識(shí)別功能，還具有銀行卡功能。在校園里辦一張小小的IC卡，與銀行卡連接后，可在校園內(nèi)外及指定商圈內(nèi)的銀行網(wǎng)點(diǎn)存取款和消費(fèi)。校園IC卡的推廣和使用，大大方便了學(xué)生的生活，一卡在手，不必?cái)y帶各類證件，還可融入學(xué)校其他信息基礎(chǔ)設(shè)施，顯著提高了校園信息化管理的水平[1]。

2 校園一卡通系統(tǒng)介紹

2.1 校園一卡通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

校園一卡通系統(tǒng)的主要平臺(tái)是數(shù)據(jù)中心和基于校園網(wǎng)的應(yīng)用程序，功能包括身份認(rèn)證、校務(wù)管理、消費(fèi)管理等。校園卡芯片上可以存儲(chǔ)持卡人的基本信息，根據(jù)校園卡上的身份數(shù)據(jù)可進(jìn)行真實(shí)身份認(rèn)證，用于財(cái)務(wù)管理、學(xué)生管理和圖書借閱等各個(gè)領(lǐng)域，促進(jìn)了學(xué)校數(shù)據(jù)交換，提高了學(xué)校信息管理水平。從理論上講，校園卡具有錢包的功能，可以像餐卡一樣充值，因此不需要現(xiàn)金。校園卡可用于訪問信息，提供諸如在終端或個(gè)人平臺(tái)上查看賬戶余額等功能。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)與一卡通之間的聯(lián)系

校園一卡通的信息功能主要包括信息感知和信息存儲(chǔ)與處理，除此之外，校園一卡通的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)集成已得到普及，校園中的每個(gè)系統(tǒng)連接都已成為其中的一部分。校園一卡通適用于校園消費(fèi)管理網(wǎng)絡(luò)，在學(xué)生生活消費(fèi)、學(xué)生身份管理和其他方面發(fā)揮作用。校園一卡通可以取代各種憑證功能，教師和學(xué)生可以使用此卡進(jìn)行校園內(nèi)的日常活動(dòng)[2]。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的校園一卡通設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究

RFID技術(shù)是校園一卡通的常見技術(shù)。RFID技術(shù)是一種基于無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)開發(fā)的新型通信技術(shù)，可以通過網(wǎng)絡(luò)信號(hào)收集特定的目標(biāo)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)具有高效而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)收集功能，可以用于很多領(lǐng)域，可以準(zhǔn)確地獲取被測(cè)對(duì)象的基本信息。在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的系統(tǒng)分布式使用，使用RFID技術(shù)開發(fā)的系統(tǒng)平臺(tái)基于Java技術(shù)的系統(tǒng)框架，用于設(shè)計(jì)和開發(fā)應(yīng)用程序，并且可以將容器和組件組合在一起。RFID系統(tǒng)基于RFID技術(shù)的MVC模型進(jìn)行分層開發(fā)和設(shè)計(jì)，架構(gòu)設(shè)計(jì)是可維護(hù)和可擴(kuò)展的多用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可有效提高校園一卡通系統(tǒng)的效率。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析

校園一卡通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要基于數(shù)字校園技術(shù)，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，滿足教學(xué)和師生信息系統(tǒng)管理的要求，可以實(shí)現(xiàn)信息資源集中控制。為了滿足學(xué)校兼容應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)集成的需求，一卡通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)為學(xué)生提供娛樂和租賃設(shè)備所需的基本功能。根據(jù)業(yè)務(wù)需要，校園一卡通開發(fā)了完整的訪問控制系統(tǒng)和考勤系統(tǒng)，以執(zhí)行日常班級(jí)管理的基本功能。校園一卡通的管理系統(tǒng)是為滿足學(xué)校財(cái)政資金管理和財(cái)務(wù)服務(wù)的需要而設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)人身份的準(zhǔn)確認(rèn)證，通過身份認(rèn)證可以訪問系統(tǒng)平臺(tái)上的數(shù)據(jù)，這樣可確保數(shù)據(jù)的一致性、完整性和實(shí)時(shí)性。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)與主數(shù)據(jù)中心有效對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)編號(hào)數(shù)據(jù)的聯(lián)合使用，用于數(shù)據(jù)交換和同步。為了滿足基本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和用戶使用要求，并確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和共享性，必須設(shè)計(jì)后端數(shù)據(jù)庫。

4 校園一卡通的應(yīng)用研究

4.1 消費(fèi)功能

校園一卡通的主要目的是使學(xué)生在校園內(nèi)的各種小型消費(fèi)活動(dòng)更容易。學(xué)生可以在卡中設(shè)置用于消費(fèi)信貸的存儲(chǔ)區(qū)域，即電子錢包，在學(xué)校的任何充值點(diǎn)使用電子錢包充值，可現(xiàn)金充值或使用自助式ATM充值。

4.2 機(jī)房管理

校園一卡通主要用于學(xué)生登錄機(jī)房、在線收取費(fèi)用和查詢。教室的計(jì)算機(jī)使用時(shí)間由教務(wù)處根據(jù)教學(xué)需要設(shè)置，學(xué)生們?cè)跇I(yè)余時(shí)間去校園申請(qǐng)卡片，可以在業(yè)余時(shí)間去計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室練習(xí)或上網(wǎng)。

4.3 圖書館管理

基于擴(kuò)容的圖書館管理系統(tǒng)主要包括圖書存取、讀者收費(fèi)等功能。當(dāng)學(xué)生進(jìn)入閱覽室時(shí)，他們將被傳感器認(rèn)證身份。還回圖書時(shí)，管理員使用激光掃描儀搜索書號(hào)，同時(shí)處理信息。如果書籍損壞需要賠償或罰款，則可以從電子錢包中扣費(fèi)并同時(shí)上傳系統(tǒng)由財(cái)務(wù)結(jié)算或存檔。

4.4 訪問控制

訪問控制功能涉及面廣，門禁功能覆蓋范圍廣，可用于師資樓、圖書館、實(shí)驗(yàn)室樓、宿舍等場(chǎng)所。在學(xué)?；蚪虒W(xué)樓門口，可作為身份證或?qū)W生證；在學(xué)生宿舍，可以控制房門，查看掛失卡外的報(bào)警信號(hào)；房間門可設(shè)計(jì)非接觸式IC鎖開門操作。

4.5 金融商務(wù)

校園卡可以配備磁條，以實(shí)現(xiàn)銀行卡的存取款、轉(zhuǎn)賬等，這些功能大大提高了校園卡的使用效率，并為學(xué)生提供了更多便利。例如，學(xué)生可以直接交學(xué)費(fèi)，也可以在教務(wù)處和財(cái)務(wù)處的終端購書；家長可通過相關(guān)銀行查詢學(xué)費(fèi)明細(xì)等。

4.6 考勤系統(tǒng)

考勤記錄系統(tǒng)模塊配備了電子記錄和考勤設(shè)備，使用物聯(lián)網(wǎng)和Internet技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理。通過一卡通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接到數(shù)據(jù)中心，以實(shí)現(xiàn)智能化考勤系統(tǒng)，并通過數(shù)字方式提高了學(xué)校的管理效率。另外，考勤系統(tǒng)可以生成有關(guān)員工休假、出勤等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)信息[3]。

5 結(jié)語

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到校園一卡通系統(tǒng)中，解決了在構(gòu)建傳統(tǒng)數(shù)字校園時(shí)集成和共享數(shù)據(jù)資源的問題?；谖锫?lián)網(wǎng)的校園一卡通系統(tǒng)，會(huì)自動(dòng)識(shí)別教師和學(xué)生，并為其學(xué)習(xí)和生活提供便利。