經(jīng)調(diào)查：部分高校已經(jīng)采用了校園卡系統(tǒng)，但功能單一，存在缺陷。如就餐刷卡，簽到刷卡，消費刷卡等都是分開的，必須辦理多張卡，而且卡片類型不同，保存方式也不同，十分繁瑣，不能實現(xiàn)“一卡多用”。不利于在校學(xué)生的使用。而各中小學(xué)校園卡使用率幾乎為零。我校沒有使用校園卡系統(tǒng)。因此考勤、學(xué)生管理、收費、成績報告、投票等日常管理均為人工操作，既耽誤了時間，又不能避免錯誤，且易造成損失。經(jīng)過討論，我們?nèi)吮憬Y(jié)組研究該課題。
　　
　　一、研究目的
　　
　　將信息技術(shù)以及電子控制技術(shù)結(jié)合運用在實際生活中，解決生活中的實際問題。即通過研發(fā)智能校園卡系統(tǒng)為學(xué)校師生提供自動化、精確無誤、快速便捷的考勤、學(xué)生管理、宿舍門禁、校園消費、成績報告、投票、郵件簽收、圖書館體育館管理登記等功能，并真正做到一卡多用，為老師、學(xué)生提供便利。節(jié)省時間，避免錯誤，而且希望將多項功能實現(xiàn)“一卡通”。避免了手持多卡，?？▽Ｓ玫穆闊?br/>　　
　　二、研究思路
　　
　　通過調(diào)查提出問題并設(shè)計新的使用功能，編寫程序，制卡，實際應(yīng)用，公開測試，展示成果等。
　　
　　三、研究方法
　　
　　通過調(diào)查、對比、請教專家、座談、公開測試、社會宣傳、網(wǎng)絡(luò)宣傳等方法完成研究。
　　
　　四、研究過程
　　
　　1　在各大高校進行深入調(diào)查，了解目前有關(guān)校園卡系統(tǒng)的功能和使用情況。
　　2　對現(xiàn)行的校園卡系統(tǒng)的功能缺陷、不足進行客觀分析，提出改進設(shè)想。
　　3　請教專業(yè)老師，了解目前各大銀行所使用的銀行卡管理系統(tǒng)，并做深入研究。
　　4　學(xué)習非接觸IC卡——Mifare卡有關(guān)知識。
　　5　利用計算機語言編寫校園卡程序，實現(xiàn)一些基本功能。
　　6　在班級內(nèi)小范圍進行公測，由同學(xué)們、老師們發(fā)現(xiàn)問題并對問題進行修改。
　　7　進一步完善程序，實現(xiàn)了考勤、校園支付、校園投票、成績查詢功能，并輔助開發(fā)了飯費交納系統(tǒng)等實用功能，完全可以實現(xiàn)一卡多用。
　　8　再次公測，進一步美化程序，使程序更具人性化。
　　9　總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，并撰寫論文
　　在校園內(nèi)公開介紹我們自主研發(fā)的智能校園卡系統(tǒng)，并邀請全校師生體驗。
　　10　研究過程分析
　　通過了解和構(gòu)想，我們制定出初步計劃，即：自我構(gòu)建及實習；走入銀行；制作調(diào)查問題；對數(shù)據(jù)進行分析；設(shè)計校園卡內(nèi)部程序(重中之重)；校園卡的外形設(shè)計。我們通過調(diào)查問卷得知，大多數(shù)學(xué)生多知道何為校園卡，并且對校園卡的熱情很是高漲，都希望擁有一個屬于同學(xué)們自主的個性校園卡，經(jīng)過我們多方面的努力，最后研究出校園卡成品，但在這個過程中我們遇到了極大的阻礙。
　　一是程序設(shè)計：銀行中的卡片，程序復(fù)雜多樣，是由多個高級專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程師共同完成。我們與之差距極大，但是我們既自己的所能，用最簡單易懂的程序來完成校園卡制作，雖然幾經(jīng)失敗，并且功能不是很全面，但是，保證了使用的美觀與方便。
　　二是使用范圍：由于校園卡的制作成本較高，我們并不能大規(guī)模的使用校園卡，所以，我們就以本班為單位進行校園卡的小規(guī)模使用，幸運的是，我們的試行很順利。
　　三是外形設(shè)計：我們畫出卡樣，但發(fā)現(xiàn)我們根本無法進行印刷，導(dǎo)師為我們請到了廣告公司的專業(yè)人士，講解了色彩的分辨率與色彩的搭配，我們接下來還會設(shè)計異性卡，它的外形不再拘泥于方方正正，可有多種形態(tài)，更加時尚，如：小汽車、蘋果、男生、女生。
　　11　校園卡的制作和原理
　　卡片選用非接觸性MIFARE1卡(與市政交通一卡通、北京市中小學(xué)學(xué)生卡原理相同)，目前大多數(shù)校園卡都是Mifare卡。我們用的是Mi，fare 1 S50，存儲容量是1k字節(jié)。
　　選用理由：
　　(1)MIFARE1卡具有極高的安全性，每個扇區(qū)無論讀/寫都必須先通過密碼認證。
　　
　　(2)每張卡具有全球唯一的卡片序列號，沒有相同的兩張MIFARE1卡片，能夠?qū)崿F(xiàn)一卡多用。
　　(3)并且該卡便于讀寫。操作快捷便利。無接觸通信使讀寫器在10 cm范圍內(nèi)就可以對卡片操作，無需插拔。壽命高(數(shù)據(jù)保存期可達lO年以上，可讀寫100000次以上，卡片抗靜電保護能力達2 kV以上)，防污防水，適合學(xué)生使用。
　　(4)非接觸式IC卡的外形尺寸符合國際標準ISO 7810對ID-1型卡的規(guī)定(85.72 mm×54.03 mm×0.76 mm)，其制造工藝是在四層PVC薄膜(兩層嵌入薄膜和兩層覆蓋薄膜)之間粘合一個非接觸式IC卡模塊及耦合元件而構(gòu)成。
　?、購S商塊
　　廠商塊是存儲器第1個扇區(qū)(扇區(qū)O)的第1個數(shù)據(jù)塊(塊0)，它包含了IC卡廠商的數(shù)據(jù)。基于保密性和系統(tǒng)的安全性，這一塊在IC卡廠商編程之后被置為寫保護，因此該塊不能再復(fù)用為應(yīng)用數(shù)據(jù)塊。
　　其中：第0～3個字節(jié)為卡片的序列號；第4個字節(jié)為序列號的校驗碼；第5個字節(jié)為卡片的容量“Size”字節(jié)：第6～7個字節(jié)為卡片的類型號字節(jié)，即TagType字節(jié)；其他字節(jié)由廠商另加定義。
　　例如，一張MIFARE 1卡扇區(qū)O中的塊0(block 0)存儲的16個字節(jié)的內(nèi)容為420A7E00368804004481740630373937H，則其序列號為420A7E00H，序列號的校驗碼為36H，容量字節(jié)Size為88H，卡片類型號TagType為0400H。
　　②數(shù)據(jù)塊
　　所有的扇區(qū)都包含三個數(shù)據(jù)塊(扇區(qū)0只有兩個數(shù)據(jù)塊和一個只讀的廠商塊)，每個塊有16個字節(jié)。數(shù)據(jù)塊可以被以下的訪問控制位(actess bits)配置為讀寫塊或值塊。
　　a　讀寫塊：用作一般的數(shù)據(jù)保存，可用讀/寫命令直接讀/寫整個塊，例如在食堂消費時采用輸入飯菜金額的方式扣款。
　　b　值塊：用作數(shù)值塊，可以進行初始化值、加值、減值、讀值的運算，系統(tǒng)配用相應(yīng)的函數(shù)完成上述功能，有效的命令包括加/減/恢復(fù)/發(fā)送命令。例如在食堂消費時對于定額套餐采用輸入餐號的方式加以扣款，以及用于公交/地鐵等行業(yè)的檢票/收費系統(tǒng)。
　　值塊有一個固定的數(shù)據(jù)格式，可以進行錯誤檢測和糾正并備份管理。
　　值塊只能在值塊格式的寫操作時產(chǎn)生。值塊格式如表3.6所示。其中，值(VALUE)表示一個帶符號的4字節(jié)值，這個值的最低一個字節(jié)保存在最低的地址中，取反的字節(jié)以標準的2的補碼的格式保存。為了保證數(shù)據(jù)的正確性和保密性，值被保存了三次，兩次不取反保存，一次取反(帶下劃線者)保存。
　　
　?、蹍^(qū)尾塊
　　每個區(qū)都有一個區(qū)尾(sector trailer)，它包括以下兩點：
　　a　密鑰A(第0～5字節(jié)，共6B)和密鑰B(第10～15字節(jié)，共6B，可選)，讀密鑰時返回邏輯0。
　　b　存取控制位(access bits，第6～9字節(jié)，共4B)：訪問這個扇區(qū)中4個塊的條件，存取控制位也可以指出數(shù)據(jù)塊的類型(讀寫或值)。
　　密鑰A的缺省值為AOAlA2A3A4A5H，密鑰B的缺省值為BOBlB2838485H，存取控制位的缺省值為FF078069H。
　　如果不需要密鑰B，那么塊3的最后6B可以作為數(shù)據(jù)字節(jié)。
　　用戶數(shù)據(jù)可以使用區(qū)尾的第9字節(jié)，這個字節(jié)具有與字節(jié)6、7和8一樣的訪問權(quán)限。
　　(5)智能IC卡與普通磁卡的對比
　　讀卡器由高頻模塊和耦合元件發(fā)送電磁場。以提供非接觸式IC卡所需要的工作能量以及發(fā)送數(shù)據(jù)給卡，同時接收來自卡的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至計算機。
　　讀寫器和IC卡之間的工作關(guān)系如下：
　?、僮x寫器發(fā)射激勵信號(一組固定頻率的電磁波)。
　?、贗C卡進入讀寫器工作區(qū)內(nèi)，被讀寫器信號激勵。在電磁波的激勵下，卡內(nèi)的LC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存，當所積累的電荷達到2V時，此電容可以作為電源為其他電路提供工作電壓，供卡內(nèi)集成電路工作所需。
　?、弁瑫r卡內(nèi)的電路對接收到的信息進行分析，判斷發(fā)自讀寫器的命令，如需在EEPROM中寫入或修改內(nèi)容，還需將2V電壓提升到15V左右，以滿足寫入EEPROM的電壓要求。
　?、躀C卡對讀寫器的命令進行處理后，發(fā)射應(yīng)答信息給讀寫器。
　　⑤讀寫器接收IC卡的應(yīng)答信息。
　　程序采用Microsoft Visual Basic 6.0編寫，數(shù)據(jù)庫使用Microsoft Access 2007制作。
　　卡面設(shè)計我們以我校的古典教學(xué)樓為背景，表現(xiàn)出了北京師大附中的古樸與典雅，綠色代表我們90后的勃勃生機，漫天的飛鴿好像知道我們心中的夢——放飛夢想，讓青春自由翱翔，背景為我們1班的全家福。代表我們1班的團結(jié)與合作，積極與進取，若干年后，當我們不經(jīng)意間再拿起校園卡，暖意不禁上揚，回憶起往事的一幕幕，才發(fā)現(xiàn)稚嫩的我們是如此的灑脫與單純，就讓我們把那份美好永遠保存在這張小小的卡片上。
　　
　　五、研究結(jié)論
　　
　　1　校園卡有助于學(xué)校對學(xué)生的管理，例如每次接水都須刷卡進行，有助于水的節(jié)約與利用，對于學(xué)生的生活有了質(zhì)的管理，不再是依靠值周人力來管理，可以用機器來進行。
　　2　整個校園智能卡系統(tǒng)完全自主研發(fā)，可以實現(xiàn)自動化，精準無錯誤的考勤、學(xué)生管理、收費、個人成績報告、投票等功能，并真正做到一卡多用，為老師、學(xué)生提供便利。
　　
　　
　　六、進一步設(shè)想
　　
　　1　繼續(xù)研發(fā)更多功能
　　即將研發(fā)更多功能，與CMIS、綜合素質(zhì)評價、選修課系統(tǒng)等數(shù)據(jù)庫結(jié)合，并與市政交通一卡通合一(需簽約)，這些功能在不斷地研究過程中完全可以實現(xiàn)。
　　2　可能面對的困難
　　(1)繼續(xù)開發(fā)新功能可能需要大量時間、人力、財力的支援，可能需要請更多專家進行指導(dǎo)。
　　(2)在整個校園實行比較困難。這需要一個龐大的數(shù)據(jù)庫，許多臺同樣的刷卡機，制作大量IC卡等。今后可與學(xué)校電教中心協(xié)商，調(diào)用學(xué)生學(xué)籍CMIS數(shù)據(jù)庫作為校園卡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。
　　
　　專家點評
　　選題源于生活學(xué)習中的現(xiàn)象?，F(xiàn)實生活中“卡”給人們帶來了簡捷、快速、方便，但各式各樣單一功能的卡也給人們造成許多困難。在相關(guān)專家指導(dǎo)下，作者學(xué)習了有關(guān)銀行卡的知識，參觀了解了銀行卡的制作過程。在此基礎(chǔ)上探索研究多功能的校園卡，經(jīng)過挫折和失敗，試制出具有部分功能的校園卡。仿制而又創(chuàng)新是本項目的特點。
　　建議：若校園卡能識別學(xué)生的真?zhèn)尉透攥F(xiàn)實意義。但難度加大，可能是初中生力所不能及的。
　　<img src="https://img.resource.qikan.cn/qkimages/gkjj/gkjj201005/gkjj20100509-4-l.jpg?auth_key=1734955805-1115537187-0-621f31f96759d0915c46b8e4a0277a95" hspace="15" vspace="5" align="center\