基于物联网的校园一卡通建设

高雨桐

（陕西服装工程学院，陕西 咸阳 712046）

0 引言

随着互联网的迅速发展和互联网技术的广泛应用，信息技术对教育体制改革产生了巨大的影响。现代化的学校配备了现代化的教育设施，数字化校园是反映学习和管理信息化水平的重要指标。物联网技术的发展和智能IC卡技术的成熟，保证了校园一卡通系统的建立。校园一卡通结合管理信息系统和学校的结构，形成了一个数字文本空间和整个学校的公共环境。

1 物联网发展优势

从技术上讲，物联网虽然是一个新兴产业，但我国的科研能力和技术研发水平还是相当高的。早在1999年，中科院就开始了传感器网络的研究，成立了2 000多人的科研团队，在科研方面投入数亿元，在微传感器、传感器终端等多个领域取得突破，也形成了从材料、技术、设备、系统到网络的完整产业链。此外，在全球物联网体系中，在知识产权方面，中国还申请了通信技术专利，为中国未来的发展和物联网技术的突破奠定了坚实的基础。另外，中国政府非常重视物联网的发展，支持“加快物联网的发展和应用”产业项目。一些发达地区和城市在尝试构思和规划“物联网”产业的发展模式，在政府部门的大力支持下，“物联网”已不再是一个概念或科学名词，而成了真正的产业。例如在地方政府的大力推动下，我国在上海浦东国际机场建立了全球最大的大型物联网技术体系，国家宏观政策的支持和引领是中国物联网发展必不可少的政治优势。另外，中国互联网产业近年来发展迅速，网民数量位居世界前列，为物联网产业未来的发展提供了良好的市场基础。由于物联网产业的广泛应用和需求，其潜在的市场规模极其巨大。

随着我国教育投入力度的不断加大，学校在信息化建设方面取得了显著成效，学校与银行的合作已成为构建银行卡体系的重要组成部分。从长远来看，校园一卡通能够为双方带来经济、社会和管理效益。在教育领域，实行校园卡，与师生身份证相对应，表面上看，它类似于银行卡的日常使用，但其功能远大于银行卡。它不仅具有身份识别功能，还具有银行卡功能。在校园里办一张小小的IC卡，与银行卡连接后，可在校园内外及指定商圈内的银行网点存取款和消费。校园IC卡的推广和使用，大大方便了学生的生活，一卡在手，不必携带各类证件，还可融入学校其他信息基础设施，显著提高了校园信息化管理的水平[1]。

2 校园一卡通系统介绍

2.1 校园一卡通系统的结构和功能

校园一卡通系统的主要平台是数据中心和基于校园网的应用程序，功能包括身份认证、校务管理、消费管理等。校园卡芯片上可以存储持卡人的基本信息，根据校园卡上的身份数据可进行真实身份认证，用于财务管理、学生管理和图书借阅等各个领域，促进了学校数据交换，提高了学校信息管理水平。从理论上讲，校园卡具有钱包的功能，可以像餐卡一样充值，因此不需要现金。校园卡可用于访问信息，提供诸如在终端或个人平台上查看账户余额等功能。

2.2 物联网与一卡通之间的联系

校园一卡通的信息功能主要包括信息感知和信息存储与处理，除此之外，校园一卡通的数字网络集成已得到普及，校园中的每个系统连接都已成为其中的一部分。校园一卡通适用于校园消费管理网络，在学生生活消费、学生身份管理和其他方面发挥作用。校园一卡通可以取代各种凭证功能，教师和学生可以使用此卡进行校园内的日常活动[2]。

3 基于物联网的校园一卡通设计

3.1 系统设计关键技术研究

RFID技术是校园一卡通的常见技术。RFID技术是一种基于无线网络信号开发的新型通信技术，可以通过网络信号收集特定的目标数据。RFID技术具有高效而准确的数据收集功能，可以用于很多领域，可以准确地获取被测对象的基本信息。在体系结构设计中，RFID技术实现了跨平台的系统分布式使用，使用RFID技术开发的系统平台基于Java技术的系统框架，用于设计和开发应用程序，并且可以将容器和组件组合在一起。RFID系统基于RFID技术的MVC模型进行分层开发和设计，架构设计是可维护和可扩展的多用户业务系统，可有效提高校园一卡通系统的效率。

3.2 系统设计需求分析

校园一卡通系统的设计主要基于数字校园技术，并通过物联网技术，满足教学和师生信息系统管理的要求，可以实现信息资源集中控制。为了满足学校兼容应用程序和数据集成的需求，一卡通系统的设计应为学生提供娱乐和租赁设备所需的基本功能。根据业务需要，校园一卡通开发了完整的访问控制系统和考勤系统，以执行日常班级管理的基本功能。校园一卡通的管理系统是为满足学校财政资金管理和财务服务的需要而设计，系统可实现对个人身份的准确认证，通过身份认证可以访问系统平台上的数据，这样可确保数据的一致性、完整性和实时性。数据中心系统与主数据中心有效对接，以实现系统编号数据的联合使用，用于数据交换和同步。为了满足基本数据存储和用户使用要求，并确保系统数据的准确性和共享性，必须设计后端数据库。

4 校园一卡通的应用研究

4.1 消费功能

校园一卡通的主要目的是使学生在校园内的各种小型消费活动更容易。学生可以在卡中设置用于消费信贷的存储区域，即电子钱包，在学校的任何充值点使用电子钱包充值，可现金充值或使用自助式ATM充值。

4.2 机房管理

校园一卡通主要用于学生登录机房、在线收取费用和查询。教室的计算机使用时间由教务处根据教学需要设置，学生们在业余时间去校园申请卡片，可以在业余时间去计算机实验室练习或上网。

4.3 图书馆管理

基于扩容的图书馆管理系统主要包括图书存取、读者收费等功能。当学生进入阅览室时，他们将被传感器认证身份。还回图书时，管理员使用激光扫描仪搜索书号，同时处理信息。如果书籍损坏需要赔偿或罚款，则可以从电子钱包中扣费并同时上传系统由财务结算或存档。

4.4 访问控制

访问控制功能涉及面广，门禁功能覆盖范围广，可用于师资楼、图书馆、实验室楼、宿舍等场所。在学校或教学楼门口，可作为身份证或学生证；在学生宿舍，可以控制房门，查看挂失卡外的报警信号；房间门可设计非接触式IC锁开门操作。

4.5 金融商务

校园卡可以配备磁条，以实现银行卡的存取款、转账等，这些功能大大提高了校园卡的使用效率，并为学生提供了更多便利。例如，学生可以直接交学费，也可以在教务处和财务处的终端购书；家长可通过相关银行查询学费明细等。

4.6 考勤系统

考勤记录系统模块配备了电子记录和考勤设备，使用物联网和Internet技术进行远程控制和管理。通过一卡通系统的网络连接到数据中心，以实现智能化考勤系统，并通过数字方式提高了学校的管理效率。另外，考勤系统可以生成有关员工休假、出勤等动态数据的统计信息[3]。

5 结语

将物联网技术应用到校园一卡通系统中，解决了在构建传统数字校园时集成和共享数据资源的问题。基于物联网的校园一卡通系统，会自动识别教师和学生，并为其学习和生活提供便利。