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校园智能卡应用系统的构想
作者：陈琪，金文
来源：RFID世界网
日期：2010-12-02 10:15:59
摘要：介绍了智能卡及其应用系统的特点和工作过程, 提出了建设校园智能卡应用系统的设计目标和设计原则, 对校园智能卡应用系统的基本功能进行了分析.
随着国家教育规模的不断扩大，在校学生人数迅速增加，各项管理工作的业务量在急剧增大。 由于各项管理工作相互之间缺乏必要的信息共享与信息交流，大量的基本信息被多次重复地输入各个独立的局部管理系统中。 这样既增大了工作量，又容易造成信息的不一致,还造成在很多场合无法使用已存储的信息，也使管理工作水平难以提高。
目前，各高等院校校园网的建设工作正在逐步展开。 随着校园网的建成，各类信息的传输、储存及处理都可以在计算机网络上完成。 这样，作为信息系统基本要素之一的信息采集就成为一个瓶颈。因为校园网的使用者是在校学生和教职工，人数达几千人甚至上万人。 他们活动的时间和空间相对集中，校园网要在教学、科研、图书借阅、生活及娱乐等多方面为他们提供服务，就需要对他们的身份进行鉴别，对其权限进行识别，对服务的项目和结果进行记录，对各种有偿服务进行收费等。 所有这些都需要投入很多的人力和时间，不利于充分发挥校园网的作用，影响了校园网的高效运行。 近年来，以现代信息技术和电子技术为基础，智能卡技术得到了迅速发展，为解决这一类问题提供了极好的机遇。
1 智能卡的特点
智能卡又称IC 卡( In tegrated Circu it Card) ，是将一个专用集成电路芯片镶嵌在一块标准大小的塑料片上制成。 该集成电路芯片由微处理器和存储器组成，自带卡内操作系统，具有运算和存储能力，并可通过计算机系统对其存储的信息进行加密，有读写安全保护机制。IC 卡具有存储容量大、保密性好的特点，是计算机硬件技术与软件技术高度结合的产物。
IC 卡卡面印有持卡人的姓名、性别、所属部门等多项个人基本信息及其照片，以及发卡部门和时间。 卡内除了存储持卡人的个人基本信息外，还存有IC 卡的生产和发行代码，用户的类别、权限、密码、注册信息和有效期、存款余额等信息。
与磁卡、条码卡、穿孔卡相比，IC 卡具有极好的安全性，其芯片本身为安全性提供了较好的保护措施。 对持卡人身份的验证可在IC 卡内部完成，对卡内信息的访问需在核对密码之后方可进行，使信息有可靠的安全保证，同时可明显减轻网络的负担。
借助计算机网络，通过“网——卡结合”的方式，将IC 卡作为个体信息的记录媒体，计算机系统作为群体信息的记录媒体，实现一卡多用。 这样，既方便了使用者和系统管理人员，又可使校园网络发挥更大的作用，进一步推动学校管理的现代化。
2 智能卡应用系统的基本组成及工作过程
智能卡应用系统的基本组成如图1 所示。
3 校园智能卡应用系统的设计目标与设计原则
3. 1 设计目标
校园智能卡应用系统是以校园网络为基础，以IC 卡为个人信息载体，以IC 卡读写器作为局域网的前端设备，直接与持卡人进行信息交换。 它具有使用人员多、服务项目广、运行速度快及安全性能高的特点。 因此，校园智能卡应用系统的设计目标是:
(1) 建设一个先进、实用、有一定规模的校园网络系统。 其服务对象包括教学、科研、图书馆、行政管理等各个部门;
(2) 在各个部门之间实现信息共享;
(3) 实现快速的身份鉴别和服务、收费信息的自动采集;
(4) 用智能卡代替现行的学生证、图书借阅证、餐卡、上机卡，并建立个人资金帐户管理系统,实现一卡多用。
3. 2 设计原则
IC 卡应用系统的建设涉及到学校的管理方式、信息技术、网络技术等多方面的问题，必须严格按照软件工程的思想进行开发，才能保证开发的成功，保证系统能够正常运行。 在开发过程中要坚持几原则:
(1) 校园智能卡应用系统的建设应参照有关网络建设的规范，结合学校的实际情况和发展规划进行;
(2) 注意采用计算机、网络、数据库等方面的先进技术和产品，这是保证系统性能的重要前提;
(3) 保证系统功能的实用性，切实满足使用要求;
(4) 建立完善的安全机制，提供必要的容错能力，保证系统的可靠性和安全性;
(5) 为便于系统的扩展，应有良好的互联性与开放性。
4 校园智能卡应用系统的功能
根据系统设计的总体要求，校园智能卡应用系统由发卡与授权管理、个人帐户管理、学籍管理、选课与成绩管理、实验室管理、图书馆管理、食堂管理及医务室管理八个子系统组成(见图2) 。
将持卡人的姓名、性别、所属部门或班级等各项基本信息及其照片输入计算机管理系统，照片可采用数码照相的方法获得，亦可由普通照片扫描获得。 制卡设备将有关信息写入卡内的芯片，并印刷在卡面上。 同时根据领卡人的情况进行授权(如教师、本科生及研究生等) ，并记录IC 卡的生产和发行代码。 持卡人丢卡后可挂失。
4. 2 个人帐户管理子系统
对每张卡均建立一个资金帐户，持卡人可存入任意数额的资金，亦可支取现金。 系统对所有帐户进行管理，可完成资金存入支出的账务处理、数据统计等。 设立个人资金帐户，既可使持卡人在校内的各种付费更加方便(如学费、餐费及医疗费等) ，又可加强对各种校内收费的管理。
4. 3 学籍管理子系统
每个学生持卡进行注册并交纳学费，系统将有关信息存入数据库并写入智能卡。 使用注册后的智能卡方可进行选课、进实验室和计算机房、图书馆借阅图书、食堂用餐及医务室就诊等。
4. 4 选课与成绩管理子系统
每个学生持已注册的智能卡进行选课。 根据每个人所在的专业和年级，限定其选课范围。 用所选课程以及指定的必修课建立该学生的成绩单，学期末将成绩和学分记入成绩单。系统可对全校学生的成绩进行多种方式的统计与分析，供各级领导和教师参考。
4. 5 实验室管理子系统
在教学过程中，学生要经常进入实验室和计算机房，其中一些是计时收费的。 可在这些地点设置系统的终端，每个学生持已注册的智能卡进入，输入密码后方可使用并自动计时;离开时，根据实际使用时间和收费标准，自动通过个人帐户管理子系统进行结算。 当使用过程中帐户内的资金减少到最低限额时，系统将给出提示。 可对有关设备的使用情况作记录,进行有关数据的统计与分析，供有关部门进行设备使用情况分析，确定设备维护与采购计划之用。
4. 6 图书馆管理子系统
图书借阅是高等院校图书馆中一项工作量很大的日常工作。 将智能卡与图书馆信息管理系统结合，可极大地提高图书管理的水平和服务质量。 学生和教职工持智能卡借阅，系统可快速准确地记录借阅信息。 在图书丢失、损坏需要赔偿，或超期借阅需要罚款时，系统将自动通过个人帐户管理子系统进行结算，既快速准确，又可严格执行规章制度。
4. 7 食堂管理子系统
在食堂就餐时将智能卡插入各服务窗口的读写器中，工作人员输入饭菜的价格，则系统自动从个人资金帐户中减去相应的金额。 可准确及时地进行数据统计和分析，彻底解决了使用现金或饭菜票带来的卫生问题。 也避免了饭菜票的流失，堵塞了管理上的漏洞。
4. 8 医务室管理子系统
在医务室就诊时，可自动完成挂号和各项交费，并可进行教职工和学生健康情况的统计。
5 结论
以校园网为基础，采用IC 卡技术，可以充分发挥校园网的作用，实现自动的数据采集与身份鉴别，并实现信息共享，这是建立现代化、高效率管理系统的有效手段。
目前，各高等院校校园网的建设工作正在逐步展开。 随着校园网的建成，各类信息的传输、储存及处理都可以在计算机网络上完成。 这样，作为信息系统基本要素之一的信息采集就成为一个瓶颈。因为校园网的使用者是在校学生和教职工，人数达几千人甚至上万人。 他们活动的时间和空间相对集中，校园网要在教学、科研、图书借阅、生活及娱乐等多方面为他们提供服务，就需要对他们的身份进行鉴别，对其权限进行识别，对服务的项目和结果进行记录，对各种有偿服务进行收费等。 所有这些都需要投入很多的人力和时间，不利于充分发挥校园网的作用，影响了校园网的高效运行。 近年来，以现代信息技术和电子技术为基础，智能卡技术得到了迅速发展，为解决这一类问题提供了极好的机遇。
1 智能卡的特点
智能卡又称IC 卡( In tegrated Circu it Card) ，是将一个专用集成电路芯片镶嵌在一块标准大小的塑料片上制成。 该集成电路芯片由微处理器和存储器组成，自带卡内操作系统，具有运算和存储能力，并可通过计算机系统对其存储的信息进行加密，有读写安全保护机制。IC 卡具有存储容量大、保密性好的特点，是计算机硬件技术与软件技术高度结合的产物。
IC 卡卡面印有持卡人的姓名、性别、所属部门等多项个人基本信息及其照片，以及发卡部门和时间。 卡内除了存储持卡人的个人基本信息外，还存有IC 卡的生产和发行代码，用户的类别、权限、密码、注册信息和有效期、存款余额等信息。
与磁卡、条码卡、穿孔卡相比，IC 卡具有极好的安全性，其芯片本身为安全性提供了较好的保护措施。 对持卡人身份的验证可在IC 卡内部完成，对卡内信息的访问需在核对密码之后方可进行，使信息有可靠的安全保证，同时可明显减轻网络的负担。
借助计算机网络，通过“网——卡结合”的方式，将IC 卡作为个体信息的记录媒体，计算机系统作为群体信息的记录媒体，实现一卡多用。 这样，既方便了使用者和系统管理人员，又可使校园网络发挥更大的作用，进一步推动学校管理的现代化。
2 智能卡应用系统的基本组成及工作过程
智能卡应用系统的基本组成如图1 所示。
图1 系统的基本组成
3 校园智能卡应用系统的设计目标与设计原则
3. 1 设计目标
校园智能卡应用系统是以校园网络为基础，以IC 卡为个人信息载体，以IC 卡读写器作为局域网的前端设备，直接与持卡人进行信息交换。 它具有使用人员多、服务项目广、运行速度快及安全性能高的特点。 因此，校园智能卡应用系统的设计目标是:
(1) 建设一个先进、实用、有一定规模的校园网络系统。 其服务对象包括教学、科研、图书馆、行政管理等各个部门;
(2) 在各个部门之间实现信息共享;
(3) 实现快速的身份鉴别和服务、收费信息的自动采集;
(4) 用智能卡代替现行的学生证、图书借阅证、餐卡、上机卡，并建立个人资金帐户管理系统,实现一卡多用。
3. 2 设计原则
IC 卡应用系统的建设涉及到学校的管理方式、信息技术、网络技术等多方面的问题，必须严格按照软件工程的思想进行开发，才能保证开发的成功，保证系统能够正常运行。 在开发过程中要坚持几原则:
(1) 校园智能卡应用系统的建设应参照有关网络建设的规范，结合学校的实际情况和发展规划进行;
(2) 注意采用计算机、网络、数据库等方面的先进技术和产品，这是保证系统性能的重要前提;
(3) 保证系统功能的实用性，切实满足使用要求;
(4) 建立完善的安全机制，提供必要的容错能力，保证系统的可靠性和安全性;
(5) 为便于系统的扩展，应有良好的互联性与开放性。
4 校园智能卡应用系统的功能
根据系统设计的总体要求，校园智能卡应用系统由发卡与授权管理、个人帐户管理、学籍管理、选课与成绩管理、实验室管理、图书馆管理、食堂管理及医务室管理八个子系统组成(见图2) 。
图2 校园智能卡应用系统功能图
将持卡人的姓名、性别、所属部门或班级等各项基本信息及其照片输入计算机管理系统，照片可采用数码照相的方法获得，亦可由普通照片扫描获得。 制卡设备将有关信息写入卡内的芯片，并印刷在卡面上。 同时根据领卡人的情况进行授权(如教师、本科生及研究生等) ，并记录IC 卡的生产和发行代码。 持卡人丢卡后可挂失。
4. 2 个人帐户管理子系统
对每张卡均建立一个资金帐户，持卡人可存入任意数额的资金，亦可支取现金。 系统对所有帐户进行管理，可完成资金存入支出的账务处理、数据统计等。 设立个人资金帐户，既可使持卡人在校内的各种付费更加方便(如学费、餐费及医疗费等) ，又可加强对各种校内收费的管理。
4. 3 学籍管理子系统
每个学生持卡进行注册并交纳学费，系统将有关信息存入数据库并写入智能卡。 使用注册后的智能卡方可进行选课、进实验室和计算机房、图书馆借阅图书、食堂用餐及医务室就诊等。
4. 4 选课与成绩管理子系统
每个学生持已注册的智能卡进行选课。 根据每个人所在的专业和年级，限定其选课范围。 用所选课程以及指定的必修课建立该学生的成绩单，学期末将成绩和学分记入成绩单。系统可对全校学生的成绩进行多种方式的统计与分析，供各级领导和教师参考。
4. 5 实验室管理子系统
在教学过程中，学生要经常进入实验室和计算机房，其中一些是计时收费的。 可在这些地点设置系统的终端，每个学生持已注册的智能卡进入，输入密码后方可使用并自动计时;离开时，根据实际使用时间和收费标准，自动通过个人帐户管理子系统进行结算。 当使用过程中帐户内的资金减少到最低限额时，系统将给出提示。 可对有关设备的使用情况作记录,进行有关数据的统计与分析，供有关部门进行设备使用情况分析，确定设备维护与采购计划之用。
4. 6 图书馆管理子系统
图书借阅是高等院校图书馆中一项工作量很大的日常工作。 将智能卡与图书馆信息管理系统结合，可极大地提高图书管理的水平和服务质量。 学生和教职工持智能卡借阅，系统可快速准确地记录借阅信息。 在图书丢失、损坏需要赔偿，或超期借阅需要罚款时，系统将自动通过个人帐户管理子系统进行结算，既快速准确，又可严格执行规章制度。
4. 7 食堂管理子系统
在食堂就餐时将智能卡插入各服务窗口的读写器中，工作人员输入饭菜的价格，则系统自动从个人资金帐户中减去相应的金额。 可准确及时地进行数据统计和分析，彻底解决了使用现金或饭菜票带来的卫生问题。 也避免了饭菜票的流失，堵塞了管理上的漏洞。
4. 8 医务室管理子系统
在医务室就诊时，可自动完成挂号和各项交费，并可进行教职工和学生健康情况的统计。
5 结论
以校园网为基础，采用IC 卡技术，可以充分发挥校园网的作用，实现自动的数据采集与身份鉴别，并实现信息共享，这是建立现代化、高效率管理系统的有效手段。
