物联网+智能校园卡的一体化设计

朱黄锦 王禹博 蔡俊伦 濮方兖 俞玉婷

【摘 要】 针对校园卡资源闲置、使用繁琐的问题，本项目致力于研究校园一卡通的功能完善。使其结合移动支付、AR、大数据、物联网等多种新型技术，并结合智能门锁系统应用，在提高效率的同时便于师生校内外各种用途的使用。

【关键词】 AR 大数据 物联网 系统设计

进一步升级校园卡的使用，便捷同学们的校内校外生活。由于在使用过程中发现了校园卡用法烦琐，导致其资源的浪费，促使我们想到利用“物联网+校园卡”的模式升级校园卡，来解决这一问题。在解决其烦琐流程的同时，为在校师生谋取最大福利。随着全国高校在信息化和校园网建设上日渐完善，使智能校园卡信息管理系统有一个厚实的基础，而智能卡技术、网络安全技术、数据库应用技术等高科技技术的发展，为智能校园卡信息管理系统提供了强有力的技术保证。实际应用中仍然存在许多问题和扩大空间，接下来，就校园卡的应用问题分析现状：充值制度：虽然现在校园卡已经可以绑定支付宝，可以通过支付宝进行充值，但是需要在一台刷卡机上刷一次才能算真正充值成功，相对来说比较麻烦，而且卡里余额过多而用不完也是一件麻烦的事情，因为校园卡里的钱只能充值而不能提现。其次由于校园卡的功能受限于其系统，不够细致的系统导致了同学们对校园卡的资源浪费，我们将校园门锁系统放入校园网子系统，将校园一卡通中增添门锁功能。

1  智能校园卡设计总体思路

在随着全国高校在信息化和校园网建设上日渐完善，使智能校园卡信息管理系统有一个厚实的基础，而智能卡技术、网络安全技术、数据库应用技术等高科技技术的发展，为智能校园卡信息管理系统提供了强有力的技术保证。

现在还有很多学校师生所使用的都是类似IC卡的校园卡，实际应用中仍然存在许多问题和扩大空间，接下来，就校园卡的应用问题分析现状：充值制度：虽然现在校园卡已经可以绑定支付宝，可以通过支付宝进行充值，但是需要在一台刷卡机上刷一次才能算真正充值成功，相对来说比较麻烦，而且对于将要毕业的学生来说，卡里余额过多而用不完也是一件麻烦的事情，因为校园卡里的钱只能充值而不能提现。其次由于校园卡的功能受限于其系统，不够细致的系统导致了同学们对校园卡的资源浪费，我们将校园门锁系统放入校园网子系统，将校园一卡通中增添门锁功能。为了迎接徐州地铁的到来，为了方便学生出行，惠利学生，我们将在校园卡中添加地铁子系统模块。

师生在使用校园卡时，可以进行免充值，直接绑定支付宝、微信进行扣费，学生进入宿舍无需再携带原有钥匙，可以使用校园卡进行开门，我们将开发一款校园卡专用APP，记录其使用状态，学生信息，账户流水等一系列基础信息，建立一个大数据，根据学生在图书馆的借阅情况，来为学生推荐合适书籍，帮助学生更好地利用图书馆资源。与徐州轨道交通部门进行洽淡，在校园卡中添加地铁模块，方便学生直接进站刷卡，同时对持卡大学生给予折扣优惠。为解决新生不能找到校内具体地点的问题，我们将在校园卡背面设计一款学校专属AR地图，便于同学们寻找。

2  主要部分设计

本论文总体介绍了卡片的设计、智能门锁的应用、智能门锁参数设置与门禁卡授权和APP的设计。

2.1卡片的设计

校园卡系统使用了Web Service技术，Web Service 是一种中间件技术，可以在各种的设备上执行各类的应用程序，而无需额外的，使用特定的第3方软件或硬件来实现跨设备跨应用的数据交互和对接。

一卡通系统基于数字化校园整体规划进行建设，是数字化校园的有机组成部分，可以被看作是同 OA 办公系统、学工管理系统一样的数字化校园组成部分，通过第三方接口，实现与图书馆、财务、教务等系统之间的数据同步和交换。对学工系统、图书管理系统等有交易信息产生的接入系统，校园一卡通中产生的用户交易信息通过共享数据集成的方式，融合到对应的接入系统中，一卡通将卡信息同步到对接系统，对接系统通过卡片完成身份认证，完成交易后将交易信息数据同步到校园一卡通系统中完成入账和结算。

现阶段，国内外有许多混合开发模式（Hybrid App）的主流框架，包括AppCan，AppMobi，Titanium，PhoneGap 等。这些主流框架都基于浏览器的webkit 内核，利用标准的 Web 前端技术进行开发，跨平台实现在不同系统的移动终端上。移动开发工程师可以利用这些混合开发模式的主流框架快捷的开发移动应用。

目前，PhoneGap 混合模式开发框架是唯一的一个支持 7 个平台的开源移动框架;在开发移动应用过程中，开发人员可以熟练使用成熟的前端开发框架来提高开发效率; PhoneGap 混合模式开发的产品成本较低，在市场上非常具有参考价值。

通过对比，本文决定选择使用 PhoneGap 框架对移动校园系统进行跨平台开发。

2.2智能门锁的应用

感应锁一般包括以下几部分：前台管理电脑、感应IC卡、读卡器、门锁、控制器。感应锁一般都配有IC卡，IC卡的内部构造复杂且难以被复制，所以感应锁的专一性较强，相对指纹锁和电子密码锁，系统更为复杂，安全系数更高。

智能门锁由7部分组成：门禁卡、读卡天线、基于PSAM卡权限认证、智能存储与管理芯片、开锁电动装置、智能门锁开或关装置、开锁机械装置与钥匙。

2.3智能门锁参数设置与门禁卡授权

智能门锁的参数设置与门禁卡授权是通過开发相应的管理系统完成。由于智能门锁的管理系统与公寓门锁在物理上是分开的，不存在利用网络或其他技术手段完成信息的直接传递，所以，在智能门锁系统中使用的卡片分成两大类：管理卡与门禁卡。

管理卡的主要特点如下：地址卡，存储公寓门锁与公寓物理地址的对应信息。在门锁安装初期由管理人员完成对门锁的设置，将周转公寓的区域信息与地址信息存入到门锁的存储器中。时钟卡，在门锁安装初期，管理人员可以利用时钟卡刷新门锁的时钟与物理时间一致，以保证在门禁卡完成开门动作时进行有效期校验的准确性。区域卡，经过授权并设置有效期，可以打开一定区域内智能门锁。超级通卡，经过授权并设置有效期，可以打开本系统发布的所有门锁，只在特殊情况下使用。

2.4 APP开发

我们希望通过客户端主要向用户提供系统的相关信息内容和应用功能，以及用户交互界面等。我们在设计和开发系统客户端的过程中考虑的技术需求如下：

1、跨平台性：移动校园系统最重要的技术需求就是实现跨平台移植即一次开发就可应用到不同操作系统，如 Android、IOS、Windows Phone 和 Symbian等等。跨平台性是本课题研究的重点内容，所以在混合开发模式中我们选择PhoneGap 框架来实现系统的跨平台性。

2、原生功能和插件的调用与研究：在移动校园系统开发过程中，有些功能的开发需要使用本地设备的原生应用和插件功能，比如学长帮忙和信息反馈等功能模块需要调用本地设备的相机原生应用;校园地图功能模块需要调用地理位置进行地理定位;在 PhoneGap 框架上开发二维码插件进行应用。因此，本项目对 PhoneGap 框架提供的原生应用的 API 接口和插件使用进行了研究，为用户带来接近原生 APP 功能的移动应用。

3   结语

智能校园卡信息管理系统是创立在学校的互联网环境基础上，对多个支付和管理相关的系统的集合。是通过在智能卡上应用，无缝集成校园数字化应用平台，再通过学校的数字化平台上的统一身份认证和共享数据中心，把学校内所有需要通过校园卡应用的各类应用系统统统集成一体，使校园卡能够真正取代校园的各类证件，将各类跨系统的应用对接成多功能卡式应用系统，做到“手握校卡，通信校园”。我们希望在解决其烦琐流程的同时，为在校师生谋取最大福利。

【参考文献】

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