基于物联网技术的一卡通系统设计

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摘 要： 物联网是在因特网的基础上，利用射频识别技术、全球定位系统等技术构造的一个覆盖全球万事万物的实物互联网。在RFID和因特网的基础上，物联网可以将数量庞大的物品建立起信息连接，实现对物品的管理。总结物联网技术在一卡通系统中体现出来的优势。运用该系统，可以实现在全校范围内的内部消费、门禁点开门、刷考勤、身份认证等功能，代替校内的所有证件，给校园管理带来便利，大幅提升校园管理的效率。

关键词： 物联网；一卡通系统；射频识别

中图分类号：TP393.18 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220067－02

0 引言

物联网是在计算机因特网（Internet）的基础上，利用RFID、EPC编码、数据通信等技术，构造的一个覆盖全球万事万物的实物互联网。

本文基于物联网技术和RFID技术，研究设计出了一套适合校园使用的RFID一卡通系统。该系统可以实现在全校范围内的内部消费、身份认证、查询服务等功能，代替了学生和教职工在校内的所有证件。本文主要论述该系统的方案设计和架构。

1 一卡通系统建设的意义及目标

一卡通，是高校现代化管理的方式，依托校园网络，充分利用一卡通强大功能，全面构建“一卡通”，加强学校规范化管理，方便全校师生学习、工作和生活，是数字化校园建设中有机的、重要的组成部分。同时“一卡通系统”服从于数字化校园的整体应用规划，并可与各种MIS、OA系统融合，从而形成全校区的数字化网络环境，实现教育的信息化和现代化。

2 一卡通系统架构设计

信息技术领域是当今发展最快、最活跃的领域，因此，在进行系统的设计过程中，我们根据实际情况进行整体规划，通盘考虑网络系统、应用系统的建设和未来技术及应用发展的各种因素，保证系统的连贯性和技术要求的一致性。

我们在系统设计时，通过各种方法使得一卡通系统能够高效、准确地处理各种消费数据；具备更高的安全性，能够保护学院、商户、持卡人多方面的财产以及利益；能够方便地将更多的应用系统接入到一卡通中，使其实现更广泛的校园卡应用；能够最大限度地贴合学院已经形成的工作流程和习惯，能够满足不同用户的不同需求。

设计的系统架构建设设计图如图1所示。

3 一卡通系统方案设计

3.1 数字化校园系统层次结构

在系统的总体建设中，我们对硬件、软件、数据中心三者进行了需求分析。该系统的架构是基于数字化校园的整体设计思想的系统架构，它不仅满足当前一卡通应用的要求，还将满足今后校园建设的技术要求。

3.1.1 软件体系架构。我们建设的一卡通系统基本实现了卡通、库通、网通，系统软件体系架构采用1＋N＋1模式，即“1个平台＋N个子系统应用＋1个统一门户”。搭建好该平台后，今后可以根据需要增加用户应用子系统而不需要改变平台，充分体现了系统良好的可扩展性和系统容量。

具体来说，软件系统总体将一卡通系统的功能进行仔细划分，根据与学校实际环境和应用的关联程度，将公用模块和基础模块抽取出来组成稳定的核心平台，结合“数据集中，统一交换”的思想，将系统分为了平台、数据层等几部分。

3.1.2 系统硬件架构。系统的系统硬件架构如图2所示。

3.2 网络拓扑图

一卡通系统主要实现学校管理和校内消费服务两大功能。相应地，系统也就分为了两大部分，即校园管理系统与校内消费服务系统，这两部分互相依赖、相辅相成。对于校内消费服务而言，所有的卡片交易均会被发送到一卡通平台服务器，由服务器安全认证系统来验证交易的合法性，并对不同的交易进行不同的处理。系统网络拓扑图如图3所示。

3.3 系统通讯方案设计

为了确保系统的通讯数据的安全，我们对系统的通讯方案进行如下设计：1）独立POS终端通过IP组网来实现与服务器的通讯。2）系统的平台服务器安装在网络中心机房，要求保证供电及网络的可靠。3）自助终端及充值设备通过专用的通道与平台服务器进行连接。4）平台服务器通过专线与营帐系统通讯，通过传输密钥对通讯数据进行安全加密。5）POS终端产生的交易数据会通过网络发送到平台服务器，然后进行认证，认证通过后，主机记帐，成功后沿交易信息原路返回至POS终端。

3.4 系统的权限管理

分层与分组，是权限管理的主要方法。该系统按管理职能的分级分组进行权限的划分，操作人员对系统的访问被控制在被指定的范围内。

3.5 系统的数据备份及恢复策略

数据库的备份主要是为了提高数据库系统的可靠性，该系统我们采用了双机热备份方式，其中一台承担服务业务，另外一台机器随时对前一台