数字化校园环境下的一卡通系统设计

摘 要：校园一卡通系统是以IC卡为信息载体，可以在学校范围内实现消费和管理的智能化网络系统。广大学生和教职工可以利用一张IC卡实现身份认证、刷卡消费、缴纳学费、管理学籍等诸多网上实时的操作功能。校园一卡通系统的使用不仅极大地方便了学生和教职工，消除了他们平时需要携带使用多种类型的证件，大量现金以及多种有价证券的烦恼，而且能够极大提高学校的管理效率和水平。堵塞各种漏洞，真正做到收、支两条线，从而提高校园的网络化、信息化管理水平。

关键词：校园；一卡通；系统设计

中图分类号：TP393.18

随着校园数字化、信息化建设的不断发展深入，广大院校纷纷建成了功能完备的校园网，为校园一卡通的建设奠定了良好的基础。一卡通系统具有消费管理、学籍管理、储蓄管理等多种服务功能于一体，取代了原来学校生活和管理中使用的各种个人有效证件和现金支付手段，实现了校园内部各类数据的统一和规范性，促进学校管理走向信息化、网络化。

1 校园一卡通系统设计目标

校园一卡通系统是为了在学校范围内实现统一的信息管理环境，促进学校的信息化发展，提高学校的综合管理水平。为此应实现以下设计目标：（1）能够在学校范围内实现身份认证、个人信息管理、消费管理、储蓄管理、存取款等功能。可以和校内原来部署的应用软件系统、信息管理系统以及校外银行系统有良好的对接。（2）具有异常信息的处理能力，在设计过程中应充分考虑各类异常情况的发生，保证广大师生员工个人信息及银行帐户信息的安全。（3）充分利用现有银行系统已经建立的后台帐务系统，使用其已有的核心业务功能，例如资金清算、记帐、对帐等。通过利用成熟系统的现有功能可以提高校园一卡通系统的整体可靠性。（4）能够确保信息传输的安全性。校园一卡通系统的各个组成部分，如网络环境、数据库平台、系统软硬件，以及系统的各个使用环节，如数据存储、数据传输、数据处理等都必须遵守相关银行及国家计算机信息系统安全保护等级标准（GB17859-1999），以确保系统整体的安全性[1]。

2 校园一卡通系统基本需求

校园一卡通系统在设计时应充分考虑到系统最根本的需求，即能夠实现对信息的互通共享，实现对数据的集中控制。因此，在系统设计过程中需全盘考虑使用统一的网络平台，统一的数据库管理系统、统一的数据交换系统、统一的身份认证机制等。从信息管理的角度来看，在设计时应考虑校园卡作为个人身份ID，能够实现在全校范围内对学生和教职工基本信息的充分共享。从系统的扩展性和灵活性方面考虑，在设计时应采用模块化的设计思想，系统接口应具有标准和通用的特性，便于系统以后的扩展与升级[2]。

3 校园一卡通系统架构

校园一卡通系统不但具有身份认证、消费管理等功能，而且还应该与学校内部的信息管理系统统一起来，使用共同的数据中心平台和数据库，实现与其它信息管理系统的互通。为此，校园一卡通系统的建设应该包含相关的身份认证系统、数据交换系统、综合门户系统、第三方系统接口等内容。

系统架构采用三级平台结构：数据中心作为一级平台；银行、财务等各管理中心作为二级平台；各应用系统为三级平台。其中，一级平台是信息共享和数据交换的核心；二级平台实现银行系统、校内卡务管理中心、各终端机的互连互通，完成用户的各种银行业务和信息管理功能；三级平台完成与校园卡相关的各种应用功能。

4 校园一卡通系统设计原则

安全性是校园一卡通系统设计过程中应考虑的最重要原则。该原则可以通过技术和管理等方面的手段，保证系统的安全、可靠运行。具体内容包括IC卡、读卡终端、应用服务器等硬件设备，以及数据的网络传输、存储、管理等运行机制。此外，在设计过程中还应密切注意科技的发展，不断采用新的安全标准对系统进行评估，保证系统的安全性需求。

开放性是校园一卡通系统设计时需要考虑的另一个重要原则。在设计上应规划出多种不同的标准及非标准的接口，以供如图书管理系统、财务管理系统等第三方应用系统接入，接口规范可以根据学校的需要提供一种或多种，如应用程序动态接口、Web-Service等。

5 校园一卡通系统详细设计

5.1 数据库平台选择。在数据库平台的选择过程中可以从不同角度来考虑。如考虑到稳定性，可以使用当前性能最为稳定的Oracle 10g数据库。如考虑性价比，可以使用性价比较高的SQLServer数据库。操作系统同样也可以从不同角度来考虑。性能稳定的有UNIX，性价比较高的有LINUX，与SQLServer数据库搭配较好的有Windows Server系列操作系统

5.2 转储数据方案设计。对系统要转储的数据表是否转储、保留天数、转储方式（全量、增量），转储后是否删除原始数据等这些参数进行配置。考虑到学生放假问题，则系统规定原始表至少要保存6个月的数据。转储时间可分为自动设置和手动设置两种。

5.3 系统安全体系设计。系统架构采用三级平台结构，涉及到的网络结构类型有多种，如校园网、VLAN虚拟局域网、RS-485总线网等。因此，在设计过程中需要从数据存储、数据通讯、系统密钥、网络访问、应用系统等多方面采取相应的安全措施，保证系统的安全运行[3]。

5.4 第三方接入方案。一卡通系统作为数字化校园的重要组成部分，它的主要功能之一就是信息管理。因此，必须为第三方应用软件提供标准、统一的接口。第三方应用软件与一卡通系统对接后，可以实现信息的统一管理、工作的协同进行以及信息的同步处理。对接时可以采用基于TCP/IP网络来传输数据。应用软件可以使用应用服务层、Web-Service层提供的多种接口实现，如数据库视图映射、协议通讯包、Web-Service应用、传统DLL接口、卡操作接口等[4]。

5.5 系统运行结构设计。系统运行特点是采用电子钱包的方式，在运行过程中支持的运行模式有两种：脱机模式、联机模式。这种系统运行结构设计方式灵活，可以为移动式收费提供技术支持。设计有终端设备的权限集中控制管理功能，从而保证终端设备在接入时具有相应的合法性。具体实现是通过数据通讯网关，7*24小时不间断地对联机终端设备进行数据采集，从而保证数据的可靠性和安全性。

5.6 一卡通系统对突发事件的处理方案。为了使一卡通系统数据库在突然发生故障时，能够在第一时间恢复数据，保证数据的一致性和完整性，在系统设计过程中应充分考虑相关的数据容错处理方案。具体实现方法可采用诸如中心数据库双机热备、异地数据库NAS备份、二级缓存机制等措施[5]。

6 结束语

校园一卡通系统作为数字化校园的核心应用项目，能够实现全校范围内信息的互联互通，多种信息的共享。该系统不仅具有消费功能，还具有完备的信息管理功能。它的投入使用必将为提高学校数字化生活水平和信息化管理水平起到极大的促进作用。

参考文献：

[1]白书弟.王玉.对数字化校园网络体系结构的研究[J].中国科技博览，2008（18）：20-21.

[2]林葱.蔡秀珊.校园一卡通系统的总体设计和实现[J].科技情报开发与经济，2007（3）29-30.

[3]张菲菲.校园卡系统的安全性研究和应对策略[J].硅谷，2013（24）：23-24.

[4]魏德志.林丽娜.数字化校园一卡通的设计和实现[J].电脑知识与技术（学术交流），2007（04）：32-33.

[5]卢璐.姚水林.基于校园网的一卡通系统设计和应用[J].科技情报开发与经济，2006（24）：29-30.

作者简介：马永生（1980-），男，江苏连云港人，信息中心管理员，讲师，研究生，研究方向：计算机应用技术。

作者单位：江苏省连云港财经高等职业技术学校，江苏连云港 222003