SUNYEAH数字化校园一卡通系统整体解决方案

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案例提供：珠海市盛远信息技术有限公司

校园一卡通系统建设背景及概况

1、系统建设背景

二十一世纪是信息化的世纪，信息化建设成为我们的首要任务，其中各级各类学校承担着为社会的发展、国家的未来培养高素质人才的重任。同时，现代教育技术和信息技术的高速发展也对学校(包括教学、后勤、科研管理等在内)的综合管理能力和水平提出了更高的要求。如何更好地整合学校的各类资源，消灭学校中存在的各类“信息孤岛”并切实防止新的“信息孤岛”的产生，形成全校范围内实时更新的数据空间和规范一致的共享环境，并通过相应的管理系统实现数据的查询与管理，为学校管理提供最直接可靠的信息来源和决策依据，切实提高学校的管理决策水平，这是国内各类学校在高速发展和信息化建设过程中所面临的普遍性问题。

校园一卡通系统的建设，将智能卡的强大功能和计算机网络的数字化理念融入校园中，将学校中原先相对独立的学籍管理、生活消费、身份认证、图书借阅、教务管理、上机管理等各个系统联为一体，动态掌握每一个持卡人的情况，极大地提高了学校的管理水平、提升了学校的形象。同时，校园卡取代了学校管理和生活中所用的各种证件和支付手段，极大地方便了教职工和学生们的生活，免除了他们携带各种证件的麻烦。与银行联网的校园卡还可以实现圈存、圈提、取现、消费等功能。

2、系统概况

为把合作学校建设成为先进的现代化校园，我们将全力协助校方在校园内建设实现“一卡通”应用系统，充分利用现代信息技术手段，高效、合理地应用校园网，促进学校各项管理工作再上新台阶。

“校园一卡通系统”建成后，其应用范围可覆盖整个校区。在学校范围内，凡有现金、票证或需要识别身份的场合均采用一张智能卡来完成。这种管理模式代替了传统的做法，集学生证、工作证、身份证、借书证、餐卡、钱包、存折等于一卡，实现“一卡在手，走遍校园”、“一卡通用、一卡多用”的目的。实现校门进出考勤、特定场所的身份识别一卡通，实现校内所有重要场所的出入门禁管理，包括校门、图书馆、学生宿舍楼等，提高了学校的安全管理水平。并根据学校的实际情况逐步实现商务消费一卡通：在各校区内，凡涉及到现金使用的任何一个消费网点，校园卡的账户都能通用，所有商户单位不论其性质与规模都可以授权收款、结算，商户资金可以实时到账。也可以同时实现学籍管理、图书借阅等日常管理一卡通用。它将为广大师生员工的工作、学习、生活带来方便，为学校的管理带来高效、方便与安全。它既实现了对师生员工日常活动的管理，又为教学、科研和后勤服务提供了重要信息。同时，“智能一卡通”系统又是数字化校园的重要组成部分，是数字化校园中信息采集的基础工程之一，对学校的管理和决策支持具有重大意义。

“校园一卡通系统”的建设，是学校信息化发展的必然趋势，是学校现代化管理的标志。它顺应了全国校园信息化、现代化建设的潮流，将管理、服务与世界水平相接轨，将极大地提升学校的社会形象。“校园一卡通系统”的建设，将有效促进学校数字化校园建设的进程，还将有效缓解校务管理和后勤服务的繁重业务，提高学校的管理水平及后勤的服务质量，成为广大师生员工工作、学习和生活中不可或缺的一部分。“智能一卡通系统”的建设，使学校的安全体系更加完善。

校园卡系统需求总体要求

sunyeah珠海盛远校园一卡通系统提出校园卡系统的总体要求为：

1、本着“规划为先、分步实施”的原则，目标要建成质量可靠、运行稳定、功能强大、数据安全性高的系统。要求智能一卡通系统不仅具有各种身份认证功能，如校门进出考勤管理、各种身份识别等，还要具备消费系统管理功能，如食堂消费、医务室就诊消费管理，要与学校管理信息系统结合起来，如要求具备和学校图书管理系统、学籍管理系统接口等。不仅要考虑IC卡的类型、功能适合身份认证及消费系统，更重要的是能适合未来的管理信息系统，要能给学校管理信息系统提供更完善的服务。

2、为保证不重复投资或造成一卡一通的不利局面，要求统一规划卡结构、一次发卡、一卡通用，并要求一卡通系统具备强大的可扩充功能。学校可以根据自己的需要建设相关的消费系统、充值系统以及与校园系统相关的系统接口，并在一卡通基础上可扩展虚拟财务管理系统、水控电控管理系统及其它应用系统。

3、要求系统必须具备高度的安全性和可靠性。

校园一卡通系统的设计原则

在设计SUNYEAH“校园一卡通”系统的过程中，我们不仅考虑了系统现有的应用需求和条件，同时也考虑了未来技术的发展以及相关应用的发展，突出遵循了以下几大原则：

1、整体性、前瞻性原则

2、先进性原则

3、个性化原则

4、可扩展性原则

5、系统的可控性原则

6、开放性原则

7、实用性原则

8、高安全可靠性原则

9、可维护性原则

系统设计及功能实现

1、卡片选型及规划设计

(1)感应卡概述

感应卡是从早期工业上使用的RF(RADIOFREQUENCY)感应识别技术，经过欧美发达国家近十年的研制、改进而产生的。它成功地将射频技术和IC卡技术结合起来，解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。它克服了磁卡、条码卡、光电卡等存在的信息外露、安全性低、寿命短、易磨损、易仿制的缺点，同时也克服了接触型IC卡抗污染差、磨损大等缺点。

感应卡由IC芯片、感应天线组成，并完全密封在一个标准PVC卡片中，无外露部分。通常由感应卡与读感器之间通过无线电波来完成工作。感应卡按其芯片可简单分为读写卡和只读卡，即感应IC卡和感应ID卡。感应IC卡系统因其优越的读写性能和可脱机的操作方式受到了用户的青睐。

(2)学生智能卡选型

一卡通系统应用的特定环境和条件是卡片选型的主要因素。由于持卡人在校园内，其工作、学习、生活都将依赖这张卡片进行各种支付交易、身份认证、信息查询等，所以卡片的使用频率会比较高，而且使用该卡片需要实现的功能很齐全(如校园消费、考勤、身份识别、学籍管理应用、图书借阅、机房管理)，并需要充分考虑智能卡的扩展功能应用。加之交易点比较多，交易方式差异性比较大，对安全性的要求也就比较高。因此，在卡片的选型时必须充分考虑以上特点。

综上所述，我们建议采用M1S50非接触式IC卡(即Mifare one S50)做为该系统智能卡的卡种选择。该类IC卡除了使用方便、感应速度快等优点外，16个扇区、8kBits的数据存储功能，更为系统应用功能拓展提供了强有力的支持。对于需要开辟扇区进行卡片功能应用的系统，该卡可以为其提供

多个扇区供其使用。相对于接触式IC卡、磁卡、光电卡等传统介质，本系统选用的非接触式IC卡具有以下几大优点：

可靠性高

操作方便，快捷

防冲突

可适合于多种应用

加密性能好

(3)卡样及功能设计

学生智能卡组成(两部分)

该学生智能卡由个性化PVC薄片、非接触式IC卡两部分组成，该组成部分采用“物理相互分离、逻辑一一对应”的方式实现一卡通的功能。

第一部分为已个人化的PVC薄卡片(背面带不干胶)，印有学生照片和学生基本信息：正面印刷学生照片、姓名、性别、学校名、学籍号、学籍号条码、有效期限等字样，背面印刷学生电子信箱和使用卡片的注意事项。

第二部分为非接触式IC卡，作为学籍卡、考勤卡及消费卡等功能：IC卡芯片中可记录学生广义的学籍信息，存储的可读写信息包括学生基本情况、学籍变更记录、学习成绩、奖励与处分记录、体检表、急救信息等。家长借助简易的浏览器具可以随时查阅，代替了成绩单。教师可以通过学生卡管理学生学籍，从而实现电子学籍管理。通过与公共交通系统的集成对接，该卡还可具有公交卡功能，此外该卡还可以根据需要具体定义所要记录的信息。

卡片功能设计

卡片功能主要包括身份认证、学籍管理、校园一卡通、交通卡、金融消费及其它应用。

身份验证

作为教育行政管理基本应用，可代替传统学生证。

还可在校内外作为全市统一的电子身份证明，在现代教育技术传播中心、科技馆、美术馆、少年宫等课外活动场所使用。

学籍管理

存储的可读写信息包括学生基本情况、学籍变更记录、学习成绩、奖励与处分记录、体检表、急救信息等。

家长借助简易的浏览器具可以随时查阅，代替了成绩单；教师可以通过学生卡管理学生学籍，从而实现电子学籍管理。

校园一卡通

门禁、考勤管理系统及增值服务――短信息系统：该系统实现以IC卡形式的学生进出校门、出入宿舍考勤，通过刷卡记录学生进出校门信息，并可将学生到校及离校、宿舍就寝信息以短消息的方式发送家长。

消费管理系统：以IC卡刷卡形式完成食堂、小卖部等处的消费。

机房管理系统：该系统借助IC卡进行机房上机管理。上机人员持卡先在入口的卡片读写器上打卡注册，然后可以任选一台微机或根据系统指定的微机登录。在使用机器的过程中，系统定时按照事先设定好的费率从学生的上机帐号内扣减金额，出门验卡后完成整个上机过程。

图书馆管理系统：该系统的主要功能包括图书采编、流通、典藏、期刊管理、公共查询、参考咨询与信息开发、联机编目、网上业务、馆际互借、电子阅览室管理等。与其他产品相互配合，形成全方位的图书馆自动化解决方案，使系统的科学性、完整性、开放性、实用性更为突出。

自助消费管理系统：该系统用于校内消费管理。在校园的某些指定地点配置IC卡自动售货机，全天候24小时开放。该设备可实现联网消费，也可脱机消费。一旦卡可以消费，则从该卡内扣除消费额，后台清算系统完成消费系统结算。

学生接送管理系统：为了确保学生的安全，学生进出校门必须要求家长进行接送。系统发行学生卡、家长卡并实现两者的一一对应。当进行学生接送时，学生、家长分别在接送机上刷卡，若两卡是合法一一对应，则接送机提示正常给予放行；若两卡不具备一一对应关系，接送机将会给出声光告警，防止非法冒充接送。

电子巡更管理系统：该系统有助于学校对巡逻人员的管理。系统采用便携式巡更器(手持式读卡器)在每一个巡逻地点安装一张智能卡。当巡逻人员到达巡逻点时，使用便携式巡更器读取巡逻点所安装的智能卡信息，每收集一个巡逻点的智能卡信息，即把到达该巡查点的时间、地理位置等数据自动记录在巡查器上，系统将会记录该巡逻点已经巡逻完毕。巡查员完成巡查后，把便携式巡查器通过数据通讯器将巡查员的所有巡查记录传送到计算机，系统管理软件立即显示出该巡查员巡查的路线、到达每个巡查点的时间、名称及漏查的巡查点，并按照要求生成巡检报告。

会议签到管理系统：该系统可以非常方便地实现学校对相关会议管理及会议签到的管理。校内与会人员只需在会议签到器的感应区内出示校园卡，便可完成会议签到操作。而对于会议召集方、管理方来说，省去了大量人工签到统计和管理工作，方便了会议人员的统计和查询工作。

水控管理系统：该系统可以实现宿舍、公共浴室等处的自来水用水管理以及开水、自助饮水机等饮用水的自助用水管理。用水者持IC卡放置在刷卡区，显示屏显示卡内存款额，水同时流出，显示屏同时显示扣款过程，取卡或按停止键停止流水，显示屏显示此次用水消费额。

自动查询管理系统：该系统可实现校园卡持卡人对自身相关信息的统计查询，方便持卡人对自身及周边相关情况的了解，可使持卡人更积极主动地进行自身管理及安排学习、生活和工作。

其它应用：学生通过学生卡交纳学费、杂费、书本费和其它经教委批准的合理项目收费，交纳运行教育信息网的费用。特别是统一和集中的收费，交费人只要同意就能完成，甚至不需要对卡进行操作，交费更安全方便。这对年纪小的学生和其家长来说是非常方便的。

2、系统主干网络设计

(1)设计背景

“校园一卡通”系统作为中学校园管理信息系统集成平台之一，必将通过学校校园网成为覆盖全校范围的网上应用系统。由于访问必须通过校园公网，因此为防止非法侵入，应提供安全措施，要求对指定用户验证、地址过滤，并且数据应该加密，形成一个私有的加密通道，从而建立校园公网之内的虚拟专用网；同时，在服务器前端应对黑客入侵有保护措施，系统具备高可管理、高安全性、易维护等优势。

(2)设计思想

在学校网络管理部门的支持和配合下，在校园网上划分出VLAN的基础上，采用VPN技术建设智能一卡通虚拟专网作为智能一卡通系统的网络平台。智能一卡通系统各类终端设备通过网络服务器直接接入校园网一卡通专网，校园卡管理中心以一卡通专网为通道直接管理各类终端设备，负责全局配置参数的设定、更改，以及黑名单等信息的管理，对接入的各种子系统设备进行状态监控。

(3)网络拓扑图

智能一卡通系统数据库和网络都采用标准三层架构，即数据层、应用层和客户层，做到数据与业务彻底分离。具体网络拓扑图如下：

3、系统功能实现

(1)一卡通硬件环境

一卡通系统硬件环境包括综合管理主机、应用接入前置机、IC卡管理前置机、消费管理前置机、管理工作站、证卡打印机、IC卡读写器、IC卡消费终端POS、IC卡考勤门禁机、网络转换器(网桥)、交换机、UPS、485工业总线布线等。

(2)一卡通校园卡管理中心

一卡通中心平台系统

一卡通中心平台系统作为整个一卡通应用系统的主控中心和应用核心，对各应用系统起着统一支撑、管理和服务的功能。整个一卡通管理中心平台系统由后台数据中心、业务主控平台系统、卡管理及服务平台系统、数据交换平台、信息平台、业务应用平台等部分组成。其中业务主控平台系统主要负责提供整个系统的组织结构管理、数据库维护及管理、人员信息管理等功能。卡管理及服务平台系统主要负责提供整个系统卡片规划、洗卡、发卡、挂失、解挂、换卡、补卡、销卡、销户等功能，实现整个系统统一的密钥管理、卡片安全管理、卡片规划管理、卡片应用管理。数据交换系统主要实现一卡通系统与第三方系统之间的数据交换，信息平台主要为各类信息系统提供技术及内容支撑，业务应用平台主要为各类应用子系统提供数据存储处理、流程控制等支撑及管理功能。

该部分平台软件安装在校园卡前置机中，以服务或过程的形式供各管理子系统、应用子系统调用处理。

一卡通中心管理系统

在校园一卡通中心平台系统的统一支撑及管理下，该系统主要负责完成系统设备维护、系统数据管理、系统安全管理、人员信息采集及维护、卡片初始化、发卡、挂失/解挂、补卡、学生毕业销卡、帐务处理等工作。

在学校IC卡中心机房放置一卡通校园前置机和安装系统管理中心模块，平时主要完成对系统设备维护、数据维护、操作员授权。校园卡服务中心主要放置各业务管理终端(系统管理、卡户管理、充值管理、综合帐务处理等)，平时完成一卡通系统相关的业务管理。

根据学校应用的实际要求，对于卡的发行、更换、故障处理、权限调整等管理主要由学校后勤室和财务室完成，故在后勤室、财务室安装卡务管理终端和发卡器等终端设备，为师生提供的校园卡服务。

与校园卡管理中心相关的硬件设备包括校园前置机、校园卡管理工作站、IC卡发卡器等；软件模块包括系统管理中心、卡户管理(包括持卡人管理、卡务管理两部分)、综合帐务处理模块。

(3)一卡通应用子系统

一卡通应用系统种类繁多，学校日常的基本应用包括消费管理子系统、考勤管理子系统、门禁管理子系统、现金充值管理系统、机房管理系统、幼儿接送管理系统、巡查管理系统、图书借阅管理功能、学籍管理功能等。可根据具体项目的需求情况选择不同的应用模块。

消费管理子系统

由消费管理工作站、消费POS机、消费管理软件及相关通信线路组成。学校的餐厅、超市、俱乐部、体育馆等处的POS消费终端可以通过485网络或校园网连接至同一管理终端进行集中管理。

充值管理子系统

当持卡人卡内余额不足时，在此模块为其充值，此模块自动建立本地数据库，在校园网中断时仍能正常运行。

本地数据库：充值工作是校园一卡通中消费管理的经常性工作。为避免校园网络异常中断时不能充值，给师生的正常消费带来不便，本子系统在第一次运行时自动建立本地数据库，在每次运行时自动与中心数据库进行数据交换，保持信息同步。当校园网络中断时，根据本地数据库信息仍可正常为持卡人进行充值。

出入考勤管理系统

学生的安全管理是学校管理工作中非常重要的一部分，通过出入考勤门禁管理系统，学校可以对学生进出学校、出入学生宿舍进行考勤门禁管理，可以实时掌握学生行踪、动态掌握学生的出入情况。本系统由考勤管理工作站、考勤机、网桥等部分组成。

根据学校的实际管理需要，一般在学校的校门及宿舍出入口设置考勤门禁刷卡点，学生出入都要进行刷卡，系统可以实时显示刷卡学生的人员信息及刷卡合法性提示信息，所有刷卡记录都保存在系统服务器中，班主任、管理老师及学校相关领导可以通过管理软件对出入情况、迟到早退情况、旷课逃学等进行方便的管理查询。

根据具体学校的应用情况，在每个校门、宿舍门口都放置N进N出的考勤机。考勤机通过485或者TCP/IP两种方式与考勤工作站相连，考勤工作站再通过门卫管理室的交换机接入校园网并与一卡通前置机(服务器)进行数据交换和共享。

机房管理系统

该系统是一套基于Windows2000/NT平台的图形用户界面(GUI)，系统采用服务器/客户机(C/s)方式，方便地实现多用户端、多机房统一管理。系统功能齐全，可基本实现机房管理规范化、自动化及信息化。该系统主要包括上机管理(教学任务外的业余上机)、排课管理(教学大纲任务)、帐务管理、设备管理、档案日志管理、查询统计、系统功能、远程监控等几大子系统，具有稳定实用、操作简便等特点。

电子巡更管理系统

该系统采用智能卡做为巡更点信息介质，将保安的巡更工作完全置于系统的监控之下，是智能一卡通系统的一个子系统。对于有电子巡更系统需求的学校，我们建议采用离线式感应卡的方式来实现其巡更的功能要求。采用便携式巡更器(手持式读卡器)，在每一个巡逻地点安装一张智能卡。当巡逻人员到达巡逻点时，使用便携式巡更器读取巡逻点所安装的智能卡信息，每收集一个巡逻点的智能卡信息，即把到达该巡查点的时间、地理位置等数据自动记录在巡查器上，系统将会记录该巡逻点已经巡逻完毕。巡查员完成巡查后，把便携式巡查器通过数据通讯器将巡查员的所有巡查记录传送到计算机，系统管理软件立即显示出该巡查员巡查的路线、到达每个巡查点的时间和名称及漏查的巡查点，并按照要求生成巡检报告。

系统由智能卡巡更管理软件、数据通讯器、巡更读卡设备与巡更卡组成，其组成结构图如下：

学生接送管理系统

该系统主要置于学校大门口、上下班车等处，主要实现家长接送学生时与学生同时刷卡匹配的功能，以及实现对学生、教师、家长进出校门管理。

教职员工考勤管理系统

该系统主要置于学校办公楼、大门口、食堂等处，主要实现对教师、员工的考勤管理。

门禁管理系统

该系统主要用于学校网络中心、教师办公室等处，主要实现对重点部位的安防门禁管理。

会议签到管理系统

本系统由会议签到管理工作站PC、会议签到机、签到管理软件及相关通信线路组成。会议签到机可以脱机移动，方便拿到会议场地。参加会议的人员进入会议场地时刷卡签到，数据暂时保存在会议签到机中。会后，将会议签到机与会议签到管理工作站PC相连，通过会议签到管理软件采集会议签到机中的刷卡数据，进行统计分析，并打印报表。

自助查询管理系统

多媒体自助查询系统通过在校园内安装触摸屏自助查询机、个人查询管理软件，查询机接入校园网与中心后台实时连接通讯。持卡人可在查询机上通过刷卡并输入身份认证密码查询到相关的卡信息、消费明细、充值明细、账户信息等。同时，该系统还提供持卡人自助挂失、解挂功能，对挂失解挂同样需要输入持卡人身份认证密码，中心后台自动进行合法性判断。

该系统网络结构比较简单，多媒体查询机为一台电脑终端，人机对话界面为工控触摸屏，该触摸屏查询终端安装在校园内公共场所，直接接入一卡通网与中心后台相连。有别于Web查询系统，多媒体自助查询系统是一卡通系统对内的服务窗口。Web查询系统主要是针对外来(非校园内或一卡通网内)接入的数据访问而设计，是一卡通对外的窗口。持卡人通过触摸查询终端相应的选项，即可实现自己需要的功能要求。其网络示意图如下：

WEB查询管理系统

该系统是SUNYEAH校园一卡通系统的组成部分，是一卡通系统对外的窗口。学生本人或学生家长在家里通过万维网进入学校校园网，进而访问权限范围内的校园一卡通系统数据。它主要是负责查询个人的交易，包括消费、充值、预充值、补卡充值等。根据学校需求，今后还可以扩展查询其它方面的信息，例如学生的考勤、学籍成绩、选修课编排等，既方便学生对个人学习的查询安排，又可以促进家长对子女在校情况的了解，极大地加强了学校数字化校园的建设。