构建智慧一卡通，助推智慧校园建设

马 峻，车红岩

（1.兰州财经大学 信息中心，甘肃 兰州 730020；2.兰州财经大学 创新创业学院，甘肃 兰州 730020）

当前，部分高校已经初步完成了数字化校园建设任务，但还有相当多高校正在数字化校园的道路上艰难探索。面对智慧校园的前景和学校的现状，如何从程度不高的数字校园建设阶段直接转入智慧校园建设阶段，如何实现学校信息化的跨越式发展，已成为很多西部高校信息化主管领导思考的课题。

一、高校信息化发展进入“智慧校园”阶段

随着大数据、云计算、智能终端、移动互联、物联网、社交网络、虚拟现实等新技术新设备在高校中的广泛应用，我国高校信息化建设逐步从数字化校园建设阶段进入智慧校园建设新阶段。

智慧校园是高校信息化建设同当前先进技术融合创新的新阶段，是对数字校园建设的进一步深化与提升，是“互联网+”思维在校园中的具体应用，是高校应对“互联网+教育”挑战的必然选择。[1]相对数字校园，智慧校园建设具有以下特点：

1.技术领域方面

数字校园阶段数据的来源主要是各种业务系统，对数据的处理方式相对单一、简单。大数据时代使人们面对的数据量呈井喷式增长，物联网、移动互联、智能终端、社交网络、虚拟现实等技术成为获得各种结构化、半结构化及非结构化海量数据的主要途径，云计算、大数据分析等新兴技术已成为智慧校园最重要的信息处理手段，这些新技术的蓬勃发展为智慧校园建设提供了技术条件。

2.业务处理方面

数字校园建设侧重提高学校教务、科研、学工等管理工作的信息化水平。通过研发、购买各种管理信息系统，将每个业务流程数字化，各业务系统间的信息共享通过第三方软件简单地集成、整合，最终实现统一门户、统一身份认证、单点登录等需求性功能。智慧校园更加注重校内全业务的信息化，与快速发展的信息技术深度融合、创新，各种业务数据开放共享，通过大数据理论分析内在联系，提高综合管理水平，强调人性化服务。受益人群从少数管理者延伸到校内外广大教师、学生，为教育教学、学习生活推送有价值的信息，提供优质信息服务。

3.建设模式方面

智慧校园建设是个系统工程，涵盖的业务系统范围广泛，突显用户个性化的需求，建设过程不可能由单方完成，将会更多采用学校总体规划下的多方参与建设模式，在智慧校园基础平台上针对某些特定需求开发特定的应用，即开发碎片化的“微服务”或“微应用”。

4.管理模式方面

智慧校园建设涉及学校多部门的利益，网络信息中心或信息化办公室在推进智慧校园建设过程中将显得越来越力不从心，信息化建设管理模式应向CIO（首席信息官）体系转变，保证学校各信息化项目落到实处。[2][3]

智慧校园的最终目标是最大限度地提高教育信息化和智能化水平，建设先进、全面、深入、稳定、安全的，教学、科研、管理和校园生活服务平台，推动学校进行制度创新、管理创新，实现决策科学化和管理规范化，推进智慧化的教学、智慧化的科研、智慧化的管理、智慧化的生活以及智慧化的服务的实现进程，[4]逐步实现Any One、AnyPlace、AnyTime、AnyWhere、AnyDevices的5A 体验。[5]

二、智慧校园背景下校园一卡通的变革

校园一卡通在高校中的发展历程大致可以分为三个阶段：第一阶段基本只有金融消费功能，学校为了规范餐厅消费管理，使用一卡通代替现金支付模式，一方面促进了财务管理的规范化，另一方面交易过程高效、卫生。第二阶段随着系统的完善，一卡通具有金融消费和身份认证双重功能，师生不仅可以通过一卡通餐厅消费，也可借阅图书、出入门禁，一卡通系统成为学校数字校园建设的重要组成部分，一卡通系统解决了数字校园进程中最关键、最底层的信息采集问题，同时部分实现了校园内各部分各机构以及与外单位之间的信息一体化。[6]第三阶段从2016年初开始，校园一卡通同物联网、大数据、云计算、移动互联等新技术相结合，管理、服务功能向“智慧”方向发展，不但为管理者提供决策支持，也将为用户提供个性化的定制服务。

智慧校园环境下的校园一卡通系统积极引入最新技术，将“互联网+”思维与传统一卡通结合，融会贯通，焕发出新的活力生机，从设计理念到建设模式等方面都发生了根本变革，成为集金融服务、校务管理、公共服务、决策支持为一体的新型智慧校园系统项目。[7]本文将这种校园一卡通称之为“智慧一卡通”。

1.设计理念的变革——从重管理转向重服务

传统校园一卡通应用从功能上讲主要分为身份认证类应用和消费管理类两种，身份认证类应用通过读取校园卡内用户信息执行角色授权应用，实现 “以卡代证”，典型应用场景有会议签到、考勤管理、门禁管理、图书管理等；消费管理类应用是指校园卡具有电子钱包的功能，用户通过圈存机等终端设备为校园卡进行充值，充值后即可在餐厅、浴室、超市、图书馆、电子阅览室等场所通过终端消费机完成消费功能，用户避免了携带现金与人工收费的麻烦。

从功能上看，传统校园一卡通的产生是为了提高学校的综合管理水平，不论是身份认证还是消费管理功能，都是为了提高在不同的场景下学校的管理工作效率，倾向于站在学校管理者的角度提出项目需求，从这个角度上讲，校园一卡通只方便了少数行政管理人员的工作，轻视了占学校大多数的教师和学生的用户体验。

移动互联、智能终端等新技术、新设备给一卡通带来了新的发展机遇，迫使软件提供商立足新技术重新考量校园一卡通的作用和地位。只有那些着眼于终端用户的需求，设计友好、使用方便、用户认同度高的软件才能获得更大的市场份额，校园一卡通的设计理念从重管理转向重服务。

智慧一卡通设计引入SOA（面向服务架构）的思想，将各种应用需求定义为“服务”，在提供基础应用平台的前提下，开发更加周到的扩展服务，如通过支付宝、微信支付等手段为用户提供银校转账服务；通过开发一卡通APP或微信服务号实现“智能保修”、“校车预约”服务；通过采集ZigBee、WiFi、消费机等各类用户数据，进行数据分析，描绘用户的行为轨迹，给出合理的消费和学习建议。

不同的软件提供商推出不同的一卡通服务解决方案，但几乎均引入“大数据分析”、“决策支持”等概念和技术手段，从不同维度刻画用户的特征，为用户提供各种富有特色的“服务”，校园一卡通从功能单一的应用系统变成“善解人意”的智慧一卡通。

2.建设模式的变革——从“建设系统、维护系统”转变为“建设平台，扩展服务”

传统校园一卡通项目建设期间的主要技术力量是软件提供商，校方信息化部门起辅助配合作用，建设完毕后，通过培训、学习，一卡通系统逐渐移交校方人员，系统进入后期运行维护阶段，这一时期的主要技术力量是学校自己的技术部门，软件提供商退居其次。系统维护阶段的主要任务往往是定期、不定期巡检，及时发现并排除运行过程中发生的软硬件故障，保证系统的安全可靠，很少追加新的功能。

智慧一卡通建设初期的需求调研更加周密谨慎，建议召开多轮由多部门和专家组成的项目论证会议，目的是要搭建一个安全、可靠、稳定性强、可扩展的总业务支撑平台，之后基于该基础平台开发具体应用，系统的健壮性、灵活性、可重用性很大程度上取决于该平台的设计。项目建设过程相对漫长，各种功能、应用以服务的形式，作为支撑平台的组件可以灵活开发接入。扩展服务往往是针对某些特定场合而开发的碎片化应用，开发过程多采用工程师驻场开发模式。系统运行维护阶段从单一的排查故障转变为迭代式的开发服务过程。

3.研发模式的变革——从独自开发到校企合作、共同研发

数字校园建设阶段，除个别学校具有自己开发的能力外，大多数高校运行的校园一卡通是通过产品外包形式由软件提供商开发。厂商为了降低研发成本，销售给各高校的产品总是千篇一律，仅在部署时根据具体用户的特点和要求略做调整，个性化的开发较少。同时，厂商之间具有排他性，一旦占领某高校市场，其他厂商几乎不可能涉足。

技术的发展使一卡通建设不再一家独大，成熟的智慧一卡通系统将先由某一厂商主导搭建安全、开放的基础业务支撑平台，再由学校和多家厂商基于该平台共同参与开发各种碎片服务，这种研发模式将更加重视学校个性化需求、定制化服务，软件提供商再也不能一货卖百家，厂商间的竞争也从单一的一卡通产品转向谁更能提供优质的服务。校企合作、共同研发将成为智慧一卡通研发的主流模式。针对某一特定应用，校企双方工程师共同参与，学校与厂商的角色从买卖双方转变为长久共生关系，一方面有助于厂家深入了解高校用户的具体需求，一方面有助于快速提高学校信息化队伍的自身研发能力，促进高校信息化建设水平。

三、智慧一卡通体系架构

针对高校智慧校园的建设背景及新技术、新设备的出现，校园一卡通也应该与时俱进，走向“智慧”，参照高校智慧校园体系架构，设计智慧一卡通基本架构，如图1所示：[8][9]

图1 智慧一卡通体系架构

1.智慧感知层

智慧感知层是智慧一卡通平台的数据采集层，通过运用Network Camera、RFID、移动终端、传感设备等技术手段，采集校内人员、设备、环境等多种要素的实时数据，是分析预测用户行为、监测管理设备、智能推送便捷服务的基础数据源。

2.数据传输层

数据传输层保证智慧一卡通系统各类数据的安全传输。智慧感知层采集到的各类数据，通过3G/4G、WiFi、WSN、RS485等通信网络，汇集传输进入校园局域网或一卡通专网，最后进入数据中心层；应用服务层数据也可通过数据传输层传输到各种终端设备，为师生提供安全可靠的互联网络服务。

3.数据中心层

数据中心层由一卡通数据平台、数据交换引擎、公共数据平台三部分组成。一卡通数据平台主要存储与智慧一卡通相关的所有信息，如卡户信息、交易信息、身份识别信息等。公共数据平台存储与一卡通相关联的各类校内应用系统的综合数据，进行数据过滤、清洗和双向传递，实现各关联系统与公共数据平台之间的数据交换和共享，通过构建该平台，制定统一的信息交换标准，公开统一的数据交换接口，为将来的应用系统集成打下坚实的基础，为大数据分析提供保障。数据交换引擎是校内现有各业务系统与公共数据平台间数据交换的桥梁，用于与已建系统如教务管理系统、科研管理系统、网络远程教育系统、教育资源共享平台等的数据对接。

智慧一卡通数据中心的三部分设计，既是为了保证智慧一卡通的独立运行，也是今后应用延伸的考量，随着智慧一卡通应用领域和范围的拓展，将以智慧一卡通系统为基础，构建智慧校园综合应用平台，使学校信息化建设平滑过渡到智慧校园阶段。

4.业务平台层

业务平台层是系统的核心部分，负责一卡通系统运行时的系统管理、流程管理、数据管理工作，也是业务处理中心，处理与各类终端设备和外部服务之间的通信、系统同数据库的交互、业务逻辑封装、业务调用、OLAP、数据分析、数据挖掘、决策支持等工作。

业务平台层可运行在已搭建的私有云数据中心，采用SOA架构部署，以组件方式实现。基于组件化的业务平台部署方式具有更多的灵活性、可扩展性，能够更加方便地进行组件升级和组件维护。

5.应用服务层

应用服务层汇聚了智慧一卡通的各种应用服务，主要分为基础服务和智慧服务两大部分，基础服务类提供传统一卡通的各种应用服务，包括消费支付（如餐厅消费系统）、访问控制（如门禁控制系统）、金融充值（如圈存领款系统）、校务管理（如会议考勤系统）、综合服务（如一卡通门户系统）等功能；智慧服务类应用一方面以基础服务类应用产生的数据为基础，一方面以业务平台层为支撑，为各类用户有针对性地提供各类智慧应用，包括智慧管理、智慧科研、智慧教学、智慧服务、智慧决策等。

6.数据展示层

数据展示层通过PC、移动互联终端 （如手机、iPad等）、自助设备（如圈存机、查询机）等终端设备，将智慧一卡通各种数据和应用友好地展示给用户，方便用户使用，数据展示层应基于用户角色和权限设计。

7.数据标准规范体系

数据标准规范涉及智慧一卡通各层，也是今后智慧校园建设的基础，为实现全校范围内教育信息资源交流与共享提供必要条件，对推进项目建设有着重要的意义。数据标准需要保证信息在采集、处理、交换、传输的过程中有统一、科学、规范的分类和描述，能够使信息更加有序流通、最大限度地实现信息资源共享，使学校信息系统得到协同发展，发挥信息资源的综合效益，因此所采用的信息标准必须与国家、部委制定和颁布的信息标准相兼容。

8.安全运维管理体系

运维监控平台针对应用服务器和在用设备进行监控，应用服务器监控内容包括服务器磁盘、内存、CPU、操作系统、各配套软件；设备监控平台将对校园卡系统所属服务器、控制器和各类终端设备按类别进行分类、编号，进行7×24小时监控。通过定时、主动轮询机制，依据接收到的反馈信息判断系统和设备是否处于正常工作状态，并在图形化界面中实时显示运行情况。

四、构建智慧一卡通，助推智慧校园建设

快速发展的信息技术同校园需求相融合，催生了教育信息化的新阶段——智慧校园。智慧校园以各种应用服务为载体，将校园工作、学习和生活环境融合在一起，形成一体化环境。[10]在智慧校园的美好前景中，将基于角色为师生提供个性化的服务项目；将为用户提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口；信息服务将会引入到学校的各个应用与服务领域，实现互联、共享和协作。

智慧校园建设是一个基础工程，涉及高校的方方面面，建设过程不可能一蹴而就，建议以智慧一卡通建设作为突破口，分清轻重缓急，有步骤有计划地实施。智慧一卡通作为最重要的组成部分，将会在智慧校园建设中起到强有力的助推作用。

1.校园一卡通是数字校园的重要组成

从一卡通的发展历程来看，其功能随着技术的提高逐渐丰富，作为教育信息化的重要组成，为各个高校的信息化建设起到了引领、助推作用，甚至在有些高校，信息化搞得好不好首先看一卡通的建设使用情况，它的发展也代表教育信息化从弱到强的过程。可以预测，在“互联网+”的时代背景下，立足新技术的智慧一卡通必将在教育行业发挥更加重要的管理和服务作用。

2.智慧一卡通的应用符合智慧校园的理念

正如本文开始所讲，智慧校园背景下的智慧一卡通，从设计理念、建设模式到研发模式各方面有了深刻的变革。智慧一卡通不再一味是学校用来管理受众的工具，更重要的是能放下身段，作为服务的提供者，向师生推送更有价值的学习和决策信息，为师生提供便捷、可靠、友好的综合服务，符合智慧校园以人为本的教育环境建设理念。智慧一卡通的建设，也将摒弃过去“建设-维护”的老旧模式，取而代之的是首先建设健壮、稳定的航空母舰似的大的基础平台，再循序渐进地建设基于特定环境的个性化应用和服务，这种建设模式，也与智慧校园分步实施、逐步健全的建设思路相一致。智慧校园背景下的智慧一卡通技术研发，也将更加注重学校使用者的第一感受，校企合作、共同研发将是学校与企业间合作的主要方式，只有通过这种方式，企业才会在日新月异的技术大潮中真正懂得用户想要什么，智慧一卡通的研发也将健全智慧校园的服务。

3.智慧一卡通的建设会提高受众的信息化水平

发展的技术只有落实到具体的应用环境中才能让受众感同身受。智慧一卡通的建设，将会为学校中高层决策者提供决策支持功能，通过大数据分析能力，让决策者在浩如烟海的智慧一卡通应用数据中找到学生学习、生活、消费、娱乐等各方面的联系，通过亲自应用先进的信息技术，让决策者更加清醒地认识到高校信息化是学校快速发展的强劲动力，学校如果轻视信息化建设，很可能被其他兄弟院校赶超。智慧一卡通的建设，将促进师生等各类人群接触学校信息化建设的最新成果，提高他们应用新技术的能力，从而促生更加符合本校的业务需求。通过智慧一卡通建设，也会促进学校信息化建设部门的自身建设，提高自身的专业能力和技术水平。

4.智慧一卡通建设项目能争取到第三方的支持

智慧一卡通实现的功能涉及金融、通信等领域，智慧一卡通建设可能会吸引银行、电信运营商等企业的目光，在能提升学校信息化水平、不伤害师生利益的前提下，可以争取第三方企业的技术和资金支持，尤其是欠发达地区的高校，让这些企业参与学校智慧一卡通建设，乃至智慧校园的建设中，可以加快学校信息化水平，达到双赢的目的。

五、结束语

与新技术紧密结合产生的智慧一卡通，作为智慧校园的重要组成部分和校园基础数据的重要来源，将在高校信息化建设中发挥越来越重要的作用。智慧校园建设，尤其是落后地区高校的智慧校园建设，可以以智慧一卡通建设作为抓手和突破口，先构建安全可靠的智慧一卡通平台，再开发基于本校特色的应用、服务，循序渐进，提升学校的整体信息化水平。智慧一卡通建设，不仅会在学校信息化环境建设方面，而且在提高教学、科研、管理、生活、服务水平，培养信息化人才等方面发挥巨大的作用。

[1]蒋东兴,付小龙,袁芳,蒋磊宏.高校智慧校园技术参考模型设计[J].中国电化教育,2016(9)：108-114.

[2]吴旻瑜,刘欢,任友群.“互联网+”校园：高校智慧校园建设的新阶段[J].远程教育杂志,2015(4)：8-13.

[3]蒋东兴,刘臻,沈富可,金永灿,付小龙.高校智慧校园建设呼唤CIO体系[J].中国教育信息化,2016(7)：1-5.

[4]王伟林,陈松.智慧校园开启智慧服务[J].中国教育网络,2014(10)：53-55.

[5]刘乐群,史君华,刘路路.“互联网+”时代智慧化校园建设探索[J].计算机教育,2015(24)：131-133.

[6]陈娟.基于RFID技术的移动校园一卡通业务应用的研究[D].南京邮电大学,2012.

[7]田丽.智慧校园环境下的校园一卡通建设[J].华东师范大学学报(自然科学版),2015(S1)：530-535.

[8]王曦.“互联网+智慧校园”的立体架构及应用研究[J].中国电化教育,2016(10)：107-111.

[9]蒋东兴,付小龙,袁芳,吴海燕,刘启新.大数据背景下的高校智慧校园建设探讨[J].华东师范大学学报(自然科学版),2015(S1)：119-125.

[10]蒋家傅,钟勇,王玉龙,李宗培,黄美仪.基于教育云的智慧校园系统构建[J].现代教育技术,2013(2)：45-46.