智慧校園環(huán)境下一卡通系統(tǒng)建設(shè)研究分析

摘要：智慧一卡通利用智慧校園中RFID技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)支付技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等建設(shè)的新型校園一卡通系統(tǒng)，是高校智慧校園建設(shè)不可或缺的一部分。該文以湖州師范學(xué)院智慧一卡通建設(shè)為例，設(shè)計(jì)了智慧一卡通系統(tǒng)架構(gòu)模型、軟件架構(gòu)模型、組件化設(shè)計(jì)模型。智慧一卡通為學(xué)校提供統(tǒng)一聚合支付平臺(tái)和身份認(rèn)證等，豐富了卡的應(yīng)用，打通了數(shù)據(jù)壁壘，保證了資金的安全性。

關(guān)鍵詞：智慧校園;智慧一卡通;架構(gòu)模型;聚合支付

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）01-0173-02

1 智慧校園一卡通研發(fā)現(xiàn)狀

校園一卡通作為智慧校園的基礎(chǔ)工程和重要組成部分，系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)要求高、技術(shù)集成應(yīng)用難點(diǎn)多、各種資源投入量大、研發(fā)延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。必須在深入調(diào)研縝密論證的基礎(chǔ)上，吃透需求把握特點(diǎn)，弄清問(wèn)題科學(xué)破解、整體設(shè)計(jì)穩(wěn)步推進(jìn)。綜合分析評(píng)估，智慧一卡通研發(fā)和應(yīng)用中面臨的主要問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)有：

1）系統(tǒng)的封閉性：這個(gè)問(wèn)題目前高校普遍存在，高?，F(xiàn)有各信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用軟件可能與校園卡應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)上不兼容;不同部門的各類信息系統(tǒng)一般都是獨(dú)立開發(fā)采購(gòu)招標(biāo)，各自為政，邏輯上接口互不兼容，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法共享，每個(gè)系統(tǒng)都封閉存在，必須建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底層架構(gòu)和數(shù)據(jù)字典。

2）數(shù)據(jù)的重復(fù)性：同樣的信息往往都需要在多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中重復(fù)錄入，造成關(guān)鍵數(shù)據(jù)不統(tǒng)一。如學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、證件類型、證件號(hào)碼及有關(guān)的學(xué)籍信息，可能需要分別在學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等各類應(yīng)用系統(tǒng)中進(jìn)行重復(fù)的導(dǎo)入錄入工作，并且各自獨(dú)立地進(jìn)行后期數(shù)據(jù)更新與維護(hù)，比如學(xué)生轉(zhuǎn)專業(yè)、學(xué)籍變更等。這不僅造成相關(guān)資源的巨大浪費(fèi)，形成大量錯(cuò)誤或自相沖突的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用與管理決策也將產(chǎn)生極大的困擾。

3）信息的安全性：校園是知識(shí)和人才聚集的場(chǎng)所，信息的流動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)的開放性和相關(guān)知識(shí)的權(quán)屬性對(duì)校園卡的安全性提出了很高要求，加之學(xué)生掌握的各類信息技術(shù)及對(duì)信息使用的開放性訴求，使校園卡應(yīng)用的安全問(wèn)題較之一般單位和用戶更趨復(fù)雜，若處理不好將直接影響和制約各類信息系統(tǒng)在校園的廣泛應(yīng)用。

4）資金安全的高可靠性：校園內(nèi)每天發(fā)生著大量的資金支付與結(jié)算事務(wù)，由于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的廣泛應(yīng)用，巨量的資金流在校內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)雙向交互，而目前網(wǎng)絡(luò)欺詐犯罪又十分猖獗。校園卡作為校園通用的支付工具，在如何及時(shí)管理和掌控資金動(dòng)向、保障學(xué)校和師生正常的資金應(yīng)用需求、確保師生資金財(cái)產(chǎn)安全等方面面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

5）保留原有一卡通應(yīng)用的習(xí)慣性：由于受業(yè)務(wù)分割或者利益區(qū)割的影響，多數(shù)傳統(tǒng)校園卡的應(yīng)用管理模式是，學(xué)生拿到卡后要到不同的部門分別注冊(cè)、登記，掛失后又要到不同的部門去補(bǔ)辦手續(xù)、重建數(shù)據(jù)，程序不勝其煩，甚至許多關(guān)鍵的信息有可能就此丟失，給學(xué)生使用或?qū)W校管理造成諸多不便與難題。在這其中要順利推廣智能一卡通的應(yīng)用，不僅要進(jìn)行信息系統(tǒng)的升級(jí)遷移，而且必須同步推進(jìn)觀念的轉(zhuǎn)變更新與利益的協(xié)調(diào)整合。

2 智慧一卡通建設(shè)目標(biāo)

結(jié)合學(xué)校原有一卡通系統(tǒng)，最大限度保留校園前期建設(shè)投資，在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，新建聚合支付、商務(wù)消費(fèi)、預(yù)付水表、無(wú)線門禁、有線門禁、第三方對(duì)接等應(yīng)用，利用智慧校園中RFID技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)支付技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等的應(yīng)用，推進(jìn)校企合作的開展，例如智慧城市服務(wù)和管理、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)學(xué)研模式方面的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)智慧校園技術(shù)在人、財(cái)、物領(lǐng)域的全方位應(yīng)用。產(chǎn)學(xué)研一體化將在專業(yè)的建設(shè)、教學(xué)、學(xué)生就業(yè)等方面發(fā)揮著積極作用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生、教師、學(xué)校、企業(yè)多重雙贏，同時(shí)使學(xué)校在數(shù)字化校園應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)中真正掌握主動(dòng)權(quán)，最終實(shí)現(xiàn)“自我建設(shè)、自助擴(kuò)展、自行優(yōu)化”的目標(biāo)。

1）師生的基本信息管理：校園一卡通上記錄了在校學(xué)生、教師的基本身份類別與個(gè)人基本情況，校園一卡通可以作為識(shí)別在校教工、學(xué)生身份的工具，某些場(chǎng)合可以作為學(xué)生證、校園出入證使用。

2）身份認(rèn)證（宿舍、實(shí)驗(yàn)室等門禁和考勤管理）：學(xué)生宿舍（研究生樓、留學(xué)生樓等）、智慧教室、實(shí)訓(xùn)中心、琴房等實(shí)驗(yàn)室教室需要對(duì)教師和學(xué)生的身份進(jìn)行鑒別的時(shí)候可借助校園一卡通的強(qiáng)大功能來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別，可以刷卡進(jìn)入也可以人臉識(shí)別進(jìn)入這些特定的場(chǎng)合。例如學(xué)校實(shí)訓(xùn)中心目前可能只允許教科院教師學(xué)生進(jìn)入，圖書館線上某些資源庫(kù)可能只允許人文分院的教師查閱，這些情況都可以通過(guò)校園一卡通的設(shè)置來(lái)限制進(jìn)出和限制線上資源查詢下載等。

3）聚合支付平臺(tái)：聚合支付是與校外各類支付渠道（支付寶、微信支付、網(wǎng)銀、銀聯(lián)、快捷支付等）實(shí)現(xiàn)了有機(jī)集成，支持主掃和被掃，支持學(xué)校多收款賬號(hào)、多商戶管理。第三方支付或銀行負(fù)責(zé)清算，通過(guò)聚合支付的清分功能與商戶結(jié)算。

4）泛載一體化身份認(rèn)證：校園實(shí)體卡、虛擬卡（二維碼）、生物特征（人臉識(shí)別和指紋識(shí)別）等，不論是電子支付還是身份識(shí)別和訪問(wèn)控制，師生都可以選擇其中的任何一種方式來(lái)進(jìn)行身份認(rèn)證，獲取對(duì)應(yīng)的身份信息和權(quán)限。校園一卡通的終端設(shè)備全面支持虛擬卡（二維碼）的主掃和被掃，全面支持人臉識(shí)別。校園內(nèi)的其他應(yīng)用系統(tǒng)都可以調(diào)用學(xué)校的開放接口來(lái)獲取對(duì)應(yīng)的校園卡、虛擬卡（二維碼）、人臉識(shí)別等的身份認(rèn)證信息。

5）能耗管理平臺(tái)：采取建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)軟件，校園已有網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)高校分類用能、用水在線計(jì)量;校內(nèi)重點(diǎn)用能、用水建筑在線計(jì)量等各種能耗的計(jì)量。通過(guò)節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)，可為學(xué)校完善相關(guān)用能、用水管理制度，進(jìn)行能耗審計(jì)、能源公示，提高用能、用水運(yùn)行效率、提升管理水平和為節(jié)能、節(jié)水改造提供條件和科學(xué)的依據(jù)。

結(jié)合校園實(shí)際，系統(tǒng)采用IC卡的安全加密技術(shù)，用一張校園卡逐步替代以前的各種證件和票據(jù)，包括學(xué)生證、工作證、圖書證、上機(jī)證和現(xiàn)金等，實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證、電子錢包、信息管理等功能，在校園內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享。全校的各種收費(fèi)實(shí)行統(tǒng)一管理，簡(jiǎn)化工作流程，減少現(xiàn)金流動(dòng)。對(duì)學(xué)生繳納的學(xué)雜費(fèi)、校內(nèi)外各種考試報(bào)名繳費(fèi)、發(fā)放給學(xué)生的各類獎(jiǎng)學(xué)金、各類補(bǔ)助、教工子女的醫(yī)藥費(fèi)報(bào)銷等都通過(guò)校園一卡通劃撥，簡(jiǎn)化工作流程，減少現(xiàn)金流動(dòng)，保證資金安全，提高工作效率;整合各種信息，實(shí)現(xiàn)資源共享。建立統(tǒng)一共享的信息平臺(tái)，打通各個(gè)部門之間信息流通的梗阻，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息共享共用。如財(cái)務(wù)處可以使用教務(wù)信息、學(xué)生的獎(jiǎng)懲信息等決定學(xué)生補(bǔ)助、獎(jiǎng)學(xué)金數(shù)量，教務(wù)處通過(guò)調(diào)用財(cái)務(wù)處的繳費(fèi)情況信息決定是否允許學(xué)生辦理注冊(cè)、領(lǐng)取教材等手續(xù)。

3 智慧一卡通建設(shè)模型

3.1 軟件架構(gòu)模型

智慧一卡通系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用服務(wù)器、設(shè)備接入和應(yīng)用接入服務(wù)器、終端設(shè)備等幾部分組成，軟件架構(gòu)分層模型如圖1所示。

3.2 組件化設(shè)計(jì)模型

高內(nèi)聚，低耦合的組件化設(shè)計(jì)為業(yè)務(wù)重用和通用接入提供基礎(chǔ)，組件化設(shè)計(jì)模型如圖2所示。

4 智慧一卡通設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）安全性設(shè)計(jì)：智慧一卡通有可信的計(jì)算服務(wù)，為各類網(wǎng)關(guān)提供密碼驗(yàn)證服務(wù)、為WEB Service提供首次確認(rèn)服務(wù)（包括移動(dòng)智能終端）、對(duì)各類需要授信的系統(tǒng)提供授信驗(yàn)證、為各類應(yīng)用系統(tǒng)提供許可驗(yàn)證服務(wù)等。全面參照ISO 8583協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信，系統(tǒng)設(shè)置設(shè)備通信網(wǎng)關(guān)、代理服務(wù)網(wǎng)關(guān)及前置服務(wù)網(wǎng)關(guān)，以支持現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備、其他系統(tǒng)應(yīng)用及銀行和運(yùn)營(yíng)商等。智慧一卡通有多重安全審計(jì)，平臺(tái)提供操作員、商戶、持卡人員等的登錄日志、操作日志，提供全面記錄卡機(jī)交易過(guò)程、終端設(shè)備與平臺(tái)通信過(guò)程、交易流水入庫(kù)過(guò)程等的系統(tǒng)運(yùn)行日志，并對(duì)各類事件進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。智慧一卡通與其他系統(tǒng)對(duì)接安全，授權(quán)使用，保障認(rèn)證、交易、通訊、數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)各方面安全。

2）規(guī)范化設(shè)計(jì)：規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)才能更好地推動(dòng)定制化、個(gè)性化，智慧一卡通網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范、卡機(jī)交換規(guī)范、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范、財(cái)務(wù)處理規(guī)范。

3）無(wú)關(guān)性設(shè)計(jì)：主要表現(xiàn)在應(yīng)用不捆綁（可以采用他方應(yīng)用自主開發(fā)應(yīng)用）;終端不捆綁（支持他方終端）;密鑰不捆綁（用戶掌握密鑰）;卡片不捆綁（自主加密發(fā)卡）。

4）一致性設(shè)計(jì)——介質(zhì)泛載融合：主要體現(xiàn)在有形卡和人體生物特征統(tǒng)一; 電子現(xiàn)金錢包、電子賬戶錢包、虛擬校園卡統(tǒng)一;校內(nèi)使用和校外使用統(tǒng)一（網(wǎng)銀、微信支付、支付寶、市民卡錢包、翼支付等運(yùn)營(yíng)商錢包）。支持多類卡種，支持生物識(shí)別，支持網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)支付。

5）數(shù)據(jù)應(yīng)用設(shè)計(jì)：基于校園卡應(yīng)用系統(tǒng)框架下的專題數(shù)據(jù)分析和展現(xiàn)，為全校數(shù)據(jù)分析夯實(shí)基礎(chǔ)。如圖3為某一階段校園卡充值來(lái)源統(tǒng)計(jì)。

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【通聯(lián)編輯：代影】

收稿日期：2021-05-04

基金項(xiàng)目：湖州師范學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目成果（編號(hào)2020XJKJ16）

作者簡(jiǎn)介：張愛(ài)華（1985—），女，江西吉安人，實(shí)驗(yàn)師，研究生，主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)。

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