新一代一卡通系统下高校基于人脸识别应用

◆孙博

新一代一卡通系统下高校基于人脸识别应用

◆孙博

（哈尔滨新中新电子股份有限公司 黑龙江 100000）

一卡通系统解决问题的实质是以卡代证、以卡代币（以及在线支付）、一卡多用，实现统一身份认证、统一支付和结算。本文介绍了新一代一卡通系统下高校基于人脸识别应用，供相关读者参考。

一卡通；高校；人脸识别

1 校园一卡通系统简介

一卡通系统解决问题的实质是以卡代证、以卡代币（以及在线支付）、一卡多用，实现统一身份认证、统一支付和结算。一卡通系统解决的问题是面向覆盖范围内的卡片应用系统、单一设备、关联系统、用户、设备等提供互通共享问题、统一服务问题、统一支付与结算问题、统一用户管理问题、统一账务问题、统一安全问题、统一身份认证问题、统一卡务问题。涉及技术领域：货币电子化、电子身份、SAAS、信息安全、多卡应用、软件集成、多种机具等。是一个具有管理功能的电子化银行系统，同时具有电子身份管理和身份识别认证的功能。

2 校园一卡通发展进程

随着电子技术、软件技术的迅速发展和高校应用服务的不断深入，以多部门应用、IT环境虚拟化、大数据、行业卡整合、电子支付、近身服务、互联网+等功能服务体系为主要特点的新一代校园卡系统将逐渐成为一卡通校园服务发展的潮流。

之前：以卡代币、方便结算

解决以卡代币，代替传统券票，应用于食堂、超市、浴室等消费场所。

第一阶段：统一介质，统一支付、结算和认证。

之前是由各个部门独立建设，独立发卡，互不相连。随着校园网的发展，统一介质，统一支付、结算和认证的设计成为主流。

第二阶段：数据集中，网络支付、自助服务。

第一阶段以人工服务为主，兼有少量的公共自助设备。随着个人脑的普及、互联网的发展，网络支付、自助服务成为发展趋势。

第三阶段：移动支付、移动服务。

第二阶段以电脑为终端。随着智能手机的普及、移动业务的发展，移动服务成为普遍的需求。

第四阶段：专业化运营

第三阶段是终端个人化普及化、应用系统成熟化的结果，到一定阶段，服务的提升会有瓶颈。专业化运营能够突破这个瓶颈。

3 校园一卡通技术展望

新一代的校园一卡通系统建设内容以建设蓝图为依据，重点围绕身份管理、支付结算管理、认证管理、运维监控及数据服务进行建设，针对第三方接入管理建设开放平台实现一卡通系统的灵活扩展应用，最终建设一个以数据资源中心为支撑，由身份管理平台、支付平台、卡管平台、开放平台及运维监控平台为核心，各种应用开放共存的一卡通生态圈。

在未来的校园中，丰富的自助服务和多样化的支付将成为新一卡通系统的亮点，师生通过不同形式的自助终端可以享受到无处不在的自助服务，全新的在线支付形式与传统卡支付的结合为学校师生提供多样化的支付选择，应用场景覆盖师生校园学习与生活的方方面面。新的一卡通系统在支付与结算系统方面进行了全新的改造与部属，实时结算极大提高了商户的资金利用率，也为管理人员提高了工作效率，使用感受更加人性化与友好。

4 新一代一卡通特点

新一代“校园一卡通系统”，结合国内高校一卡通建设、应用情况及一卡通技术发展趋势，围绕电子支付和身份识别基本职能，以面向师生服务为目标，打造标准统一、管理规范、形式多样、功能丰富、安全可靠的技术领先的“智慧校园卡”服务体系。

4.1 介质变化

打破传统卡认证模式，加入卡片、二维码、指纹、手环、虹膜、车牌、人脸等新介质，实现介质认证互通（图1）。

图1 介质认证互通

4.2 方式变化

4.2.1拥有多样化的认证方式

打破传统的卡认证模式，加入二维码等等新的介质载体，并实现介质互通。师生在出入各门禁通道及需身份认证的场合时更加灵活，避免卡丢失或忘带卡的意外。

4.2.2持卡用户享受丰富的支付体验

新的校园一卡通规划中，支付会以在线联机支付为主，辅以传统的卡支付。师生在校园内各种消费场所（食堂、超市、开水房、澡堂等）均可使用在线支付，支持二维码扫码支付、手机在线支付、NFC支付及第三方支付等。

5 建设背景

重视教育，才能赢得未来，教育是国家强大的基石。建设一个安全、高效、便捷舒适的校园环境，一直是教育部和社会各界人士关注的焦点。但是传统依托人力的管理方式存在诸多的弊端。随着机器深度学习的发展，人脸识别技术趋于成熟，已经具备了商业化应用的条件。因此，建设‘数字化’、‘信息化’校园成为当下校园建设的主旋律。

6 现状痛点

（1）庞大的师生数量，如果有效精准的实现门禁信息管理，如大门口、重要实验室、图书馆、学生宿舍、体育场馆等；

（2）教室上课，根据学生名单点到，学生代签到，替课，学生姓名生僻字，点到浪费时间；

（3）校园人流量大，访客众多，如果实现高效的访客管理；

（4）考勤容易出现代打卡，学生替课、代签到。

7 建设效果

（1）人脸识别技术实现精细化门禁管理，不同场所可对人脸权限进行控制；

（2）课堂签到智能化，不再依赖人工点名；

（3）访客信息快速读取登记并授权门禁，实现刷脸通行；

（4）人脸识别打卡，告别代打卡。

7.1 人脸识别系统

随着校园的逐步对外开放，社会人员大量涌入，致使学校管理难度加大，校园安全防范任务也越来越重，入室伤人、行窃、非法传销等案件频现于新闻媒体，我们发现，在让校园更开放以满足学校融入社会的同时，需要更加关注校园本身的安全防范措施建设。

随着科学技术的不断发展和成熟，以门禁业务为核心的人员管理系统，可以帮助高校在人力防范的基础上，对学校重要场所进行全方位、全天候的管理，最大限度地减少各种安全隐患。

人脸识别系统通过面部特征的扫描，与校园卡，二维码、指纹、车牌等实现介质互通。师生在出入各门禁通道或就餐付费等需要身份认证的场合时更加灵活，带来更好的体验。

7.1.1系统拓扑（图2）

图2 系统拓扑

7.1.2适用场景

适用学校大门、教学楼宇、宿舍楼宇、图书馆、实验室等需要身份认证的场所。

（1）多种验证模式

在原有支持刷校园卡及扫码的基础上，增加人脸识别功能，三种模式可组合使用，

（2）活体检测

无须配合的情况下完成活体检测，防3D打印、电子屏、面具、头套类黑客攻击。

（3）识别速度快

可以在1秒内可以完成识别。

（4）识别方便

基于深度学习的人脸检测创新算法，特有的多点和多角度人脸识别检测，可有效地检测和跟踪人脸；无论场景中是单人或多人，还是侧脸、半遮挡、模糊等情景中，均能进行精准检测。

（5）嵌入式软硬一体设计

集成摄像头、ARM嵌入式芯片和触摸屏一体机设备，部署灵活，性能稳定。

（6）解决痛点

7.2 人脸识别身份认证

人脸识别系统与其他需要身份认证的系统对接，通过人脸识别完成身份认证，实现用户对其他子系统的功能需求（图3）。

图3 人脸识别系统与其他需要身份认证的系统对接

7.2.1人员通道管理

（1）门禁、宿管、考勤、迎宾

（2）访客管理

（3）陌生人预警

7.2.2视频监控

（1）人员识别

（2）行为分析

（3）轨迹分析

7.2.3车辆管理

（1）停车缴费管理

（2）车辆信息识别

7.3 应用场景

人脸通道机（图4）；人脸考勤（图5）；访客预约（图6）。

图4 人脸通道机

图5 人脸考勤

图6 访客预约