高校一卡通系统设计分析

顾董伟

摘 要：本文以我校校园一卡通系统设计与开发为研究背景，分析校园一卡通系统的架构、主要功能和相关技术，为高校推进校园一卡通项目建设以及信息化建设提供参考，在一定程度上为后人对校园一卡通的应用和研究起到铺垫作用。

关键字：校园一卡通；数字化校园；数据库

1 系统总体设计分析

“校园一卡通系统”作为整个数字化校园的核心应用项目，务必要符合数字化校园的全局性设计思想。因此，一卡通系统不仅仅是消费系统，还要具备管理功能，要与学校管理信息系统结合起来，给学校管理信息系统提供完善的服务。

数字化校园一卡通系统将基于数字化基础平台提供信息资源共享、校内身份认证、校内各类收费及消费、校内经费管理结算、综合信息查询等功能。我校的数字化校园一卡通的总体建设目标是：以数字化校园一卡通项目建设为契机，制定学校信息化标准、构建数字化基础平台、优化业务处理流程，并在数字化基础平台上，实现全校资源信息按需共享、全校师生统一身份认证、校园一卡通（取代以前的各种证件，包括学生证/工作证、借书证、医疗证、就餐卡、出入证等）、校园信息门户（信息门户和各种查询终端渠道提供信息服务），规范并支撑后续应用系统的开发运行，方便用户随时了解自己的情况和周围的信息，积极主动地安排自己的学习、科研和生活，从而带动全校信息化、规范化管理的进程，为学校管理提供决策支持。

2 系统主要技术分析

2.1 网络结构

目前，学校校园网的规模初步成形，所有的信息系统运行在这个网络，与用户有着良好的交互。整体网络架构主要采用3层交换模式，其中网络中心统一出口连接到INTERNET及其它外部系统：

·网络中心核心交换机（1层）到各个大楼节点主要为骨干光纤

·根据大楼距离及其它实际情况考虑在大楼比较集中的区域部署汇聚层交换机（2层）

·核心交换机或者汇聚交换机到办公桌面（3层）根据情况部署光纤或者标准5类线

作为校园信息化的基础平台，应该包括如下两方面：

·一方面是要确保与在线的校园网安全衔接。

·另一方面保证一卡通作为信息门户的一种方式，方便地对原校园网重要数据库进行访问。

出于安全方面的考虑，学校的“一卡通”系统需要与校园网通讯但需要通过各种技术手段，充分保证一卡通网的安全。比较下来，有两种实施方案：

·比较理想模式，如果线路资源丰富，可以考虑部署一卡通专网，在专网上部署一卡通设备，其特点是安全性高、系统运行性能高、可维护性强，不足之处是投入较大。

·高性价比模式，线路资源不富余，在一卡通与校园网其它系统共用一个网路，保证一卡通信息的安全，非法用户不能有任何访问一卡通网的机会。一卡通核心网路包含IC卡管理中心。

2.2 数据库服务器设计与部署

本项目推荐一卡通工程项目及其相关应用软件在结构上将采用多层体系结构，运行Linux的PC SERVER采用互为备份方式，共享一个存储阵列。系统数据库使用ORACLE10g ，通过多层体系结构，减少客户机与主机数据库的连接，降低网络的负担，提高服务器的处理能力和数据库的效率，保证系统的负载均衡机制，最有效的运用系统资源，降低客户端对服务器的冲击。

两台主机可以各自完成自己的工作或共同完成一项工作并均衡负载。而当其中一台主机所管理和使用的部分资源发生故障时，如网络通讯中断、应用死机，集群中的另一台服务器将自动接管所有被停止的资源和服务，继续提供完整的应用和数据库服务，直到故障服务器恢复正常后，将自动重新接管回属于自己的资源和服务，使集群系统恢复到分享资源，共同服务的互为备份的工作方式，保证业务系统的正常运行。

此种工作模式的好处是：在正常工作情况下，系统资源能合理分配，全部运用于生产系统，效率较高。当一台发生故障时，通过集群的其他节点，合理地承担任务。尽可能避免主机系统承受能力和系统性能下降问题。无论是部件损坏、连接线脱落、主机断电、操作系统崩溃、或应用宕机，集群系统均可启用备份资源进行接管，加上高性能企業服务器和存储系统的高可靠性，可以保证系统7x24永不停顿地工作。

考虑本系统的特殊性，保存了全校师生的身份信息、金融服务信息，其数据安全必须保证，如前数据库服务器方案所述，本项目推荐性价比很高的内置硬盘、双机热备方案，即两台服务器同时相同容量的内置硬盘，相当于在两台服务器之间做数据库镜像，可最大限度的保障数据、应用的安全。

2.3 校园卡功能设计

采用MIFARE one非接触式加密IC卡制作，IC卡部分作校园应用，磁卡部分满足金融服务与支付能力；校园卡有多个区域，其区域和功能有：持卡人特征信息区，使用期限可进行定义；持卡人电子钱包区，存放交易情况；持卡人其他专用信息区，存放专用信息；校园卡具有多个（根据所选择的系列不同可达16个、64个等）独立应用区，各区又有独立的密码体系和访问条件，除银行信息、电子钱包、一卡通共用信息等专用扇区需要特殊管理外，校园卡其它扇区将全部开放，方便利用该卡自行扩展使用。

“校园卡”不仅具有校园消费及校园管理的能力，同时预留金融支付及金融服务功能，能满足师生教学和辅助教学、医疗保健保险、后勤保障管理以及今后扩展应用的金融服务等四个方面的应用需求。

校园卡可以与原有的各部门专业管理系统对接。各需对接的系统工作站通过授权，可以调用校园卡自身具有的信息和“一卡通”共用数据库表中人员信息及其它有关信息进行有效性校验、认证，很方便实现数据共享。

3 未来功能扩展设计分析

第一就是升级更加安全的CPU卡[1]、增加更多种多样的充值方式、增加多样化的自助服务设备、通过技术手段提高维护效率；第二是扩展金融服务：

其一：自助现金充值[2]

人工充值由于受人员和工作时间的限制往往局限性较大，导致充值排队的现象，给持卡人带来了一些不便。银行圈存机的方式较大地解决了人工充值的工作时间和窗口分布的限制，大大提高了充值的方便性。但是往往仅限于某一个指定的银行卡，如工商银行接口的话只支持工商银行的储蓄卡才能够圈存使用。为了更好地解决此限制，提出自助现金充值机的方案，通过自助设备的方式实现人工自助现金充值到校园卡[3]。该方式使用起来较为方便，只需要使用纸质人民币插入到自助充值机的现金模块中去，即可自动识别，并将金额充值到校园卡片中去。

该机器配置的点钞机是由人民银行认定的，并可后期升级识别假钞。

其二：支付宝充值、移动充值[4]

参考文献

[1]胡杰.兼容M1的CPU卡嵌入式软件系统的研究与实现[D].北京：北京工业大学，2014

[2]廖叶.校园一卡通自助充值系统的设计与实现[J].《经营管理者》，2015（27）

[3]乔禹，于磊磊，吴丛丛，郭顺强，刘维强.基于校园一卡通的自助服务平台的设计与实现[J].《现代工业经济和信息化》，2015（13）：86-87

[4]高进.校园卡手机平台应用[J].《市场周刊：理论研究》，2015（6）：27-29