1 前言

1.1 本研究的目的与意义

数字化校园建设是学校一项基础性、长期性和经常性的工作，是学校建设和人才培养的重要组成部分，其建设水平是学校整体办学水平、学校形象和地位的重要标志。当前信息技术飞速发展，对高等教育产生了巨大冲击，从教育环境、教育模式到教育理念、教育目标，都在这场冲击中发生着变革。根据自身发展的需要，顺应信息技术的发展潮流，采用先进的信息技术来构建数字化校园，加快信息化建设的步伐是高校占领信息制高点的一个有力的举措，也为各个高校信息化建设提供了机遇和条件。数字化校园建设是实现跨越式发展的研究型基础性工程，特别是数字化学习环境建设实现了学校教育跨越地域和时空，为实现大联合提供了无限发展空间；数字化校园工程又是建设开放性一流大学的标志性工程，是学校改革与发展战略不可缺少的组成部分；数字化校园建设不仅仅是实现教学、科研、管理及服务手段的现代化，更重要的是人才培养的观念和教育理念的异常深刻变革。以高性能校园网为基础，实现电子教务管理、电子校务管理、科研管理、教学资源管理、后勤与服务管理的全面整合，达到信息化增值服务的目的，是信息经济条件下高等院校发展的大势所趋，也是我国高校向世界一流大学迈进的必由之路。

为了实现数字化校园的建设的目标，本文提出“校园一卡通”解决方案，并对校园一卡通系统的几个问题作出分析。

校园一卡通管理系统是利用高科技产品—非接触式IC卡作为载体，结合电子技术、非接触IC卡技术、单片机技术、计算机网络技术及数据库技术等诸多高新科技，使其具有电子身份识别和电子钱包的功能，替代校园传统的日常生活所需的教师工作证、学生证、借书证、食堂就餐券、医疗证、各种体育娱乐设施使用证等证件和现金交易，达到证件、考勤和消费、娱乐、餐饮等收费的全电子化和智能化，真正实现“一卡在手，走遍校园”。同时，它在校园网中起着通行桥梁的作用，通过与其它的各个管理系统模块的信息连接，将整个校园网有机、高效地带动起来，使得校园各个方面的工作因IC卡的高效、简便而更加顺利。

本研究的主要目的包括以下三个方面：

（1）系统建成后的校园卡可以代替教职员工和学生在校内的所有个人证件，包括学生证、工作证、图书证、医疗证、临时证等，应用于需要身份识别的各个MIS系统。

（2）可以通过设在非接触式IC芯片内的电子钱包实现餐饮、校内购物、上机上网、医疗等校内的各种消费。

（3）将我校的原有业务和管理体系各自相对独立的现象得到有效整合，减少资源浪费和重复建设。

“校园一卡通”系统的建设，可以将数量庞大、流动频繁的师生群体进行科学地管理，将为我校实现财务统一管理提供科学的、现代化的手段做到减员增效、节省资源。是高校师生员工工作、学习和生活中不可或缺的一部分。

1.2 国内外研究文献综述

研究表明，IC卡是集成电路卡（Integrated Circuit Card）的英文简称，在有些国家或地区也称之为聪明卡、智能卡、灵巧卡、智慧卡甚至微电路卡、微芯片卡等。将一微电子芯片镶嵌于符合ISO 7816标准的PVC（或ABS等）塑料丛片中，封装成外型尺寸与磁卡类似的卡片形式，即制成一张IC卡。

IC卡问世于1976年，随着IC卡技术的飞速发展，己经形成一涉及全球众多著名电子巨头的新兴技术产业。国际标准化组织与国际电工委员会组成的联合技术委员会（JTC I）为之制定了一系列国际标准、规范，极大地推动了IC卡的研究和发展。

目前，IC卡的应用己遍布全球。据统计，仅1997年，全球就发行IC卡9亿枚，2000年为36亿枚；2003年的预测则63亿枚；我国的IC卡应用起步较晚，1994年才开始，1998年、1999年的年发行量已分别达8000万和1.2亿枚，2001年超过了2亿。小小卡片与相关设备组成系统，就能为人类提供非常丰富的服务功能，产生意想不到的奇迹，创造出巨大的经济效益和社会效益。

由于IC卡具有巨大的技术、应用优势，我国政府己认识到发展IC卡产业对加速我国国民经济信息化的重大作用；目前，己有大多数行业与国外有关公司有基于引进制卡、读卡设备及应用先进技术的合作协议，并成立了有关实体，加速了我国IC卡的应用。

当前，一卡通系统的应用现状是：很多软件公司都开发了自己的产品，但受公司实力、市场拓展等诸多因素的限制，这些产品大多数是局限于单一功能，并不能做到一卡通，从而给单位的升级、管理造成很多不便，造成设备和投资的浪费；而市场上多数的所谓“一卡通”产品实际上是一卡多应用的系统，国内较成熟的应用主要在公交方面，如公共汽车、地铁、出租车和停车场等。这些“一卡多用”系统往往存在以下问题：

（1）各为其政，应用无互补性，各应用系统缺乏充分的可扩展性，难以维护和升级；（2）系统建设不切合实际，盲目进行网络建设，甚至重复建设，系统性能价格比低；

（3）缺乏完善、规范和统一的电子化安全策略和应用安全机制，系统间兼容性极差；

（4）大多数系统采用单一线路，系统性能稳定性较差；

（5）系统自适应性不强，若客户的业务管理流程有较大改变，系统重置将非常麻烦；

（6）各系统无统一归口管理、统一规划和统一发卡，提高了系统间管理和协调成本。

目前，我国大多数高等院校也存在“一卡多用”的现象，所以，不论是院校还是社会中的一些基础设施建设都应实现真正的“一卡通”系统，这样才能使整个社会实现最终的现代化。

1.3 本研究的主要内容

本文主要针对在实现一卡通的过程中的一些重要问题进行分析，其中包括一卡通系统的特点、一卡通发展的现状、一卡通的可行性分析、需求分析、系统的开发和设计，以及在系统实施的过程中可能遇到的问题等等。

本文着重研究一卡通系统总体规划与设计，包括系统总体结构、认证系统、中心业务系统、中心管理系统中的卡功能、财务清算功能、交易数据数据传输接口等。各个应用子系统的结构和特点，包括食堂售饭系统、门禁考勤管理系统、学籍管理系统、校医院管理系统、上机管理系统、图书馆管理系统等。

2 数字化校园概述

校园一卡通系统以学校校园网为载体进行建设，是集身份识别、校内消费、校务管理、金融服务为一体的新型数字化校园核心应用项目，它不仅是数字化校园系统的重要的有机组成部分之一，是数字化校园的基础工程，是教育信息化建设的基础支撑点之一，也是我校“数字化校园”建设的切入点。校园一卡通系统完成后，我校将会形成一个跨平台、跨数据库的可自我发展的数字化校园信息平台。

2.1 数字化校园与“一卡通”的关系

“数字化校园”是在传统校园的基础上，利用先进的信息化手段和工具，将现实校园的各项资源数字化，形成的一个数字空间，使现实校园在时间和空间上延伸。它是用层次化、整体化的观点来实施校园信息化建设，将校园网上信息进行更好的组织和分类，让用户在网上快速发现自己需求的信息，为师生提供网上信息交流环境，让管理人员科学地、规范地管理自己的数据，并将这些信息方便地发布出去。
“一卡通”技术是以校园网为载体，以电子和信息技术为辅助手段，集身份识别、校务管理以及各项校园服务等应用项目为一体的完整系统。将“一卡通”与校园数字化相互连接，使数字化校园得以形成。因而“一卡通”是数字化校园系统的重要的有机组成部分之一，是数字化校园的基础工程，是教育信息化建设的基础支撑点之一，也是“数字化校园”建设的切入点。校园一卡通系统完成后，将会形成一个跨平台、跨数据库的可自我发展的数字化校园信息平台。这样，以网络为基础，从环境、资源、到活动的全部数字化校园网络及其应用系统构成整个校园的神经系统，完成校园的信息传递和服务。在数字化校园里，可以通过对“一卡通”的研究用现代化手段，方便地实现学校的教学、科研、管理、服务等活动的全部过程，从而达到提高教学质量、科研水平、管理水平的目的。

2.2 校园一卡通系统的特点

（1）统一认证系统—为数字化校园提供基础平台

在数字化校园的发展过程中，越来越多的学校看到了统一认证平台的重要性，很多著名的高校，如北大、清华等，都开发了自己的统一认证系统。“一卡通系统”正是建立在统一认证的基础上的，以统一认证系统作为一卡通系统的核心，避免了学校的重复投入，也降低了学校实施一卡通系统的风险，并将一卡通系统真正定位在数字化校园的基础平台上。

通过统一认证系统，一卡通系统可以和其他校园内的系统，比如图书馆管理系统等实现无缝的集成。如果学校采用其他的一卡通系统，必然要遇到上面所说的问题，靠要替换原来的系统来解决问题，必定要增加成本。所以以统一认证系统作为“一卡通系统”的核心，无疑增加了“一卡通系统”的竞争力。

（2）稳定、高效—先进的集群、分布式技术

现有的成熟的一卡通系统产品大部分都是提供单一的应用服务器，加上不少的消费上位机，或者加上银行和校园的前置机，这样的架构，实际所有的应用都是放在一台中心服务器上处理的，增加了单节点的风险，一旦应用服务器故障，将出现无法挽回的损失。而且系统的性能主要取决于服务器的性能，校方想要系统性能更加优越，只能增加服务器的硬件投入。

“校园一卡通系统”从一开始设计的时候就考虑到了这个问题，既可以使用单一的应用服务器，也可以为了避免单节点风险，而设置为以集群方式工作，这样一方面消除了单节点风险，另一方面提供了负载均衡，在硬件低投入的情况下实现更高的效率。

通过分布式技术，一卡通应用可以轻松的跨越多个校区，在各个校区之间实现数据的实时传递、共享。

（3）灵活、可控— B/S 多层架构、模块化、组件化设计

系统采用模块化组件化的设计思想，各个子系统功能模块都可以随意的组合，从而贴近用户的需求，根据用户量体裁衣，既保证了实现所有的功能，又确保不会过于系统庞大，加大用户的负担。

同时系统实现采用的是B/S架构，使得用户的系统维护使用成本大幅度下降，并且保证了系统数据的集中核心管理，避免系统内部不统一的情况，也加强了系统的安全性。B/S结构也降低了整个系统实施的成本，系统中数量最多的客户机可以使用相对较低的配置。

系统的多层架构模型，也使得系统的升级更为容易和灵活。

（4）健壮、可靠—实时、准实时、脱机各种模式并存

普通的校园一卡通系统大多采用 485 网和相应 POS 实现消费系统，这些系统在实施的时候常常给学校造成一定的困难，比如 485 网需要重新布线，这势必牵涉到学校的方方面面，给教师、学生的生活工作带来不便，如果涉及几个不同的校区，则需要架设几个 485 网，这个工作量更不可想象。

而“校园一卡通系统”针对校园内复杂的应用环境，融合了的多种交易模式，只在食堂采用 485 网络和准实时的交易系统，挂失解挂以及帐户余额数据实时下载，交易数据准实时上传，在各种突发情况下保证食堂售饭系统的稳定性。

在其他的各种消费网点，“校园一卡通系统”直接采用以太网 POS 设备，利用学校网络基础建设的冗余资源，直接接挂系统，避免了大范围的施工，降低了系统实施的难度，同时以太网设备可以实现实时或脱机的交易方式，给学校的管理带来了便利。

（5）兼容、扩展—摆脱硬件、机具、卡片的依赖性

现有的大多数校园一卡通系统都是包括硬件软件的一整套解决方案，而且两者紧密捆绑缺一不可，大量的系统功能都集成到系统硬件中，客户采用了他们的软件系统，就必须采购他们的硬件设备，在以后的升级扩展的时候也必须依赖于一卡通厂商。

“校园一卡通系统”则在设计的时候充分为客户着想，将软件、硬件之间做成通用接口，用户可以根据自己的情况，选择使用何种一卡通硬件、机具或者卡片，这样给用户带来了更大的自由空间。

同时，“校园一卡通系统”由 Java 语言开发，天生具有跨平台性，针对市面上的几乎所有的操作系统，如 Linux、SCO Unix、Windows 等，都不需要做任何的改动；公司自行研发的Magic中间件同时将数据库和系统应用分割开，所有的应用和数据库无关，用户可以根据需要选择数据库，如Oracle、SQL Server等。

2.3 校园一卡通系统的发展和研究现状

随着社会信息化时代的到来，校园的管理与资金的流通也将进入信息化的革命。在校园日常生活当中使用卡已成为一种必然的趋势，学校内各部门根据自己的需求，分别建立本部门的管理卡应用系统，由于其采取的技术与规格不统一，造成了各种校园卡应用系统无法兼容的问题，为学校的统一管理造成了很大困难。

以我所在的东北农业大学各系统为例，就存在多个独立系统，具体情况如下：

表2-1 东北农业大学各系统现状

处所	消费方式	机器配置	人员配置
食堂	划卡	服务器2台/个刷卡机若干	刷卡若干人存款 2人＃
图书馆	划卡	服务器2台/个刷卡机若干	付款 2人/室存款 2人＃
校车	付款	—— ＊	2人＃
浴池	付票	—— ＊	2人＃
开水房	付票	—— ＊	2人＃
体育馆	付款	——	若干人＃
超市	付款	收款机 1－2台/室	2－3人

注：＊表示工作较低；＃表示人力资源的浪费

2.4 存在的问题和相应的解决办法

对于以上现状，总结高校网络系统现行存在的问题如下：

（1）由于卡应用的快速发展，校内各单位逐步建立起自己的卡应用系统，造成了目前学生身上持有学生证卡、食堂饭卡、图书馆借阅卡等多张卡，给学生用卡带来了不便；

（2）原有系统不仅造成“卡多为患”的现象，而且增加了学校的管理成本；

（3）校园网建立较晚，使学校各单位管理不能统一，比较混乱；

（4）目前许多学校都有多种卡应用系统在使用，这些卡系统分别由学校内各部门根据自己的需求，从不同的厂家独立引进并在本部门所辖范围内使用。由于各个部门采用系统的技术与规范不统一，造成了各种卡应用系统无法兼容，资源不能合理配置和共享。

（5）当原有系统系统需要升级和维护时，每个部门都会招自己的系统开发商来升级维护。这样，就会造成重复浪费。

对于这些问题的解决办法就是建立完善的、真正的“校园一卡通系统”：采用统一的认证系统以避免重复投入；采用分布式技术，使服务器负载均衡，降低风险；使用B/S系统架构，使维护工作变得统一、简便、成本小。

目前IC卡应用系统的日渐成熟为校园卡系统的建立提供了技术保障，校园内实现一卡管理已成为校园管理发展的必然趋势。而“一卡通”正是这一信息化革命的产物——变量信息及移动信息。

3 校园一卡通系统分析

系统分析是咨询研究的最基本的方法，我们可以把一个复杂的咨询项目看成为系统工程，通过系统可行性分析和系统的需求分析可以准确地诊断问题，深刻地揭示问题起因，有效地提出解决方案和满足客户的需求。

3.1 系统的可行性分析

3.1.1 技术可行性

（1）一卡通系统，安全系数高，读取和写入区可以任意选择；

（2）一卡通系统的卡片及相关设备的性能与价格比高；

（3）快捷、方便，每次读写操作不超过0.1秒；

（4）校园卡具备较高的安全性，采用加密卡，能够实现卡与读写器加密存储等。

3.1.2 经济可行性

采用这套系统后，将降低学校在管理方面的费用，减少或合并学校原来的管理组织。以学校浴池为例，原有3-4人管理，现在采用一卡通系统后，仅须一个管理员即可。这样一来，可以大大减少人员开支，降低人工费用。

校园一卡通系统将有效缓解我校的校务管理的繁重的业务，提高学校的管理水平，做到提高效率，减少业务开支。

3.1.3 组织可行性

这套系统采用后，必然带来现有不同数据库之间的整合。现在学生系统被分成几个独立的部分，如食堂、图书馆等。还有些没开发的系统，如浴池、体育馆及校车。这套系统将把食堂、图书馆、浴池、体育馆、校车以及即将建成的游泳馆组成有机整体。

当系统由原来的多系统变成一系统后，必然会减少校财务方面工作量。因为采用系统统一管理后，有利于财务科方面汇总和运算，以前财务科需要把各个部门的收入调过来进行汇总，现在只需直接核对、核算即可。

3.2 系统的需求分析

3.2.1 功能需求

校园一卡通的目的就是使学生在学校发生的各类信息，通过一个总系统和一个有效功能卡得以解决。并且各类信息既能及时传递、分别管理又互不干扰。可用于校园内购物消费、公寓管理、医疗、保险管理等。

3.2.2 可靠性需求

校园卡不同的扇区可独立地控制，供不同功能的系统使用，能满足学校的要求。以及满足对个人对信息及时记录、解读和修改的需要，由于电子加密技术的日臻完善和成熟，校园卡还可为学生的身份识别和对学生进行管理等功能。

3.2.3 安全性需求

校园卡具备较高的安全性，采用逻辑加密卡，采用CPU卡，能够实现卡与读写器之间的相互认证，数据加密存储等。

4 校园一卡通系统总体设计

4.1 校园一卡通系统的开发原则

（1）面向师生原则

该系统主要使用者是全体师生，系统开发是否成功要看是否在真正意义上给师生带来方便，符合师生需求。

（2）整体性原则

系统整体性主要表现在功能目标的一致性和系统结构的有机化。要统一规划，分布实施。并坚持继承和发展相结合的原则。

（3）相关性原则

该管理信息系统由图书馆、食堂等多个子系统组成。整个系统又汇总到校财务，因此，这是一个不可分割的总体。各子系统应相互联系，相互作用，构成一个有机整体。

4.2 校园一卡通系统总体规划

学校数字化建设是一个巨大的系统工程，为了保证建设工作的健康发展，必须运用适当的规划。由于各高校在投资规模、信息化基础、管理体制、教育技术应用水平和网络技术人才等多方面存在许多差异，所以就建设规划来说，各校应该有所不同。数字化校园建设必须具备先进的理念；必须具有良好的信息化环境，具体可表现为四个方面即人员索质、网络设施、应用平台、宽带接入；必须要有明确的口标。建设数字校园的实施规划要点包括：总体规划，分步实施；强化应用，讲求实效；资源共享，多快好省；结合校情，创建特色。其中分步实施要考虑：先稳固基础设施，后构建应用系统；先制订技术标准和管理规范，后实施系统建设；认真规划、适时构建数字校园的基础服务系统；合理选择、适时推进应用系统的建设。综合以上观点，各高校需要结合自身特点，制订信息化建设的具体口标、实施规划和步骤，积极稳妥地推进数字校园的建设。数字校园的阶段性口标确定后，如何结合自身条件和特点选择适当的实施规划和措施是高校信息化建设成败的关键。

校园一卡通在学校的应用主要分为两个方面：财务管理和其他管理。

（1）在财务管理方面又分为消费跟充值两个项目。其中的消费可细分为：

a. 超市：购物划价消费。

b. 校医院：划价消费。

c. 浴池：洗浴计时消费和购物划价消费。

d. 校车：固定消费。

（2）其他管理方面主要是：实验室管理及图书馆管理。如（图4-1）

其他管理
图书馆
身份验证
实验室
财务管理
图书借阅
身份验证
学校

充值
消费

食堂
游泳馆
购物划价消费
运动记时消费
体育馆
伙食划价消费
上网积时付费
图书馆
借阅超时付费
购物划价消费
购物划价消费
运动记时消费
购物划价消费
超市

划价消费
校医院

校车
固定消费
洗浴记时消费
浴池
购物划价消费
图4-1 校园一卡通组织结构图

4.2.1 系统概述

系统在统一认证平台的基础上，使用 IC 卡作为载体（ IC 卡上印有持卡人的身份标识），在校园内实现真正意义上的“一卡通”。 IC 卡消费方式可以是通过卡内的电子钱包实现脱机的消费，或者通过后台帐户实现联机的实时交易。

4.2.2 系统总体结构

系统采用多层结构和流行的 Browser / Server 结构，通过应用服务器分别对缴费系统、门禁系统、考勤系统、售饭系统、其他及卡管理中心、消费系统、图书馆系统、银行转账系统、其他这样的两大网络进行端对端的服务管理。系统结构图如（图4-2）：图4-2 系统总体结构图

4.2.3 统一认证系统

作为数字化校园的基础平台，提供个人基本信息的维护管理功能，并能和其他系统实现平滑集成，达到整个校园数字平台的统一编码，统一认证，统一授权管理的目的。

4.2.4 中心业务系统

中心数据库服务器用于存放整个系统的核心数据，包括人员基础信息，交易数据，结算清算数据等；中心数据库是整个系统的核心，必须保持其稳定性和强大的处理能力。

通过磁盘列阵及磁带机的交互作用，一卡通局域网分别对银行前置机、统一认证系统、校园前置机进行管理控制

中心数据库如（图4-3）：

一卡通中心管理系统在统一认证的基础上对校园内所有的 IC 卡进行管理，并能从整体上对一卡通系统平台进行监控管理；交易管理模块可以对校园卡的帐户和交易情况进行查询统计，并和各个子系统关联，可以打印各种财务报表。

4.2.6.1 卡管理功能

主要完成校园卡个人化信息打印、授权发行、存值、挂失、解挂补办卡、退卡、回收卡等操作。具有用户卡管理、用户卡发卡授权（用户基本信息写卡授权）、用户卡注销（包括单卡注销、成批注销）、用户卡挂失与认领、用户卡查询、黑名单管理等功能。

中心业务系统首先作用于卡管理终端。其次，卡管理终端分别对卡片打印机、扫描仪、读卡器进行作用管理。以实现读卡、卡片打印、扫描等校园网个人化信息的功能。卡功能结构如（图4-4）：

4.2.6.2 财务清算结算功能

完成一卡通系统中的财务清算结算功能，包括校园中的商户、卡用户、一卡通财务帐户的清算结算。

中心业务系统首先作用于财务管理终端。其次，财务管理终端分别对报表打印机、读卡器进行作用管理。以实现报表打印、读卡等财务清算结算功能。

财务清算结算功能结构如（图4-5）：

4.2.6.3 交易数据传输接口

用于校园一卡通系统接受各个消费点的交易数据信息，并将交易数据传输至后台的交易核心；同时该接口可以用于一卡通系统的扩展，兼容现有的消费交易系统。

5 应用子系统功能结构设计

5.1 食堂售饭系统

食堂售饭系统采用准实时的交易方式，消费终端和上位机之间保证严格的实时交易通讯，上位机和中心服务器之间进行准实时通讯，挂失、解挂及帐户余额变化实时下载，交易数据准实时上传；这样保证了在任何情况下都不会影响到正常消费。

5.1.1 食堂售饭系统结构图

中心业务系统通过TCP/IP远程作用于应用服务器。其次，应用服务器分别对下一级的子应用服务器进行作用管理。通过485通讯学生及教职员工就可以通过划卡来实现消费功能。食堂售饭系统结构如（图5-1）：

图5-1 食堂售饭系统结构图

5.1.2 食堂售饭系统特点

（1）上位机的数量不受限制，上位机之间互相独立，一个上位机出现问题时不影响其他上位机。

（2）网点间的干线采用校园网免受雷击破坏。

（3）在校园内任何一处消费网点都能做到卡片立即结算，反应时间小于一秒。

（4）采用脱机汇报制度，脱机 POS 机用最新的黑名单进行控制。

（5）系统采用脱机限额、密码消费限额机制来保护持卡人的利益。

（6）系统具有自动对账机制，从 POS 机到上位机，从上位机到应用服务器，相互之间的流水同步都采用不同的流水号进行自动对账。

（7） POS 机键盘操作可以用编码、现金、定额方式操作。

5.2 门禁考勤管理系统

门禁系统是指基于现代电子与信息技术，在建筑物内外的出入口安装自动识别系统，从而对人（或物）的进出实施放行、拒绝、并记录出入情况等操作的智能化管理系统。门禁管理系统可以选择配置一控二、一控四门禁控制器，可连接各种通讯格式、外型的读卡器，做到美观、安全。可有效的控制人员的出入，并且记录所有出入的详细情况，来实现出入口的方便、安全管理，包含发卡、出入授权、实时监控、出入查询及打印报表等；控制机可以联网和脱机工作。

5.2.1 门禁考勤管理系统结构图

门禁管理系统结构图根据持卡人的授权情况，持卡人可以在规定的区域、时间内按授权范围进出，所有进出时间均由门禁系统自动记录，随时查询汇总打印报表，使用方便，安全系数高，主要用于实验室，教职工办公室，车库，图书馆、计算机房、学生公寓等需要控制出入的场所。

门禁主机本身已具备存储、计算的功能，相当于一台小型电脑，管理中心通过软件把此门的权限信息下载到门禁主机，门禁主机能保存这些信息，即可不依赖于管理中心的PC能自动识别、判断、读写、记录进出人员的资料，PC机可随时发送指令给门禁机，更改人员权限或读取出入记录等。

图5-2 门禁管理系统结构图

5.2.2 门禁管理系统功能特点

（1）自动报警

使用非法卡或强行开门时等非正常状态下系统自动发出报警声音。

（2）记录查询统计

系统在每次开门时自动记录发生的详细信息，以便查询，并能打印输出。

5.3 学籍管理系统

学籍管理系统是对学生资格的认定和判别，记录学生学籍变化的时间、原因、去向，以及学籍的正常变动和异动等。学籍管理贯穿学生在学校的所有环节，从新生入学、新生分班，到学籍异动，再到学期末的考试和毕业处理，最后形成一个毕业校友通讯录信息库。学籍管理对学生在学校的整个过程进行全程跟踪，并给出各个学生在入口（刚入学时）和出口（毕业后）的情况对比，从而对学生在本校的整个学习情况进行对比分析。

5.3.1 学籍管理系统结构图

新生来到学校后通过校园一卡通到新生报到处进行学籍注册。服务器端将信息录入记录到学籍管理中心。学生毕业时亦通过校园一卡通到学籍管理中心进行学籍的变更工作。学生注册管理系统通过全程维护每一个学生的学籍变动情况，包括学生从报到注册开始一直到毕业结业的所有变化记录。学籍变动的情况囊括了诸如校内换班、退学、复学以及日常的升留降跳管理等等。图5-3 学籍管理系统结构图

5.3.2 学籍管理系统功能特点

（1）功能设置详尽全面，从新生入学到期中考、期末考以及毕业结业考试，全程跟踪学生的学籍变动过程；

（2）提供全面的学籍信息管理，从教委统一编号、班内编号，到学籍卡维护，并提供丰富实用的学籍综合信息查询功能；

（3）学籍变动管理实用灵活，提供多达 12 种学籍异动类型，既可按学号维护，也可按班级维护；

（4）真正实用化的新生分班流程和算法，一步到位；

（5）内容全面，流程清晰的管理，完成从基本信息设置、准考证号管理，到成绩录入与分析，以及毕业去向维护的所有功能；

（6）对学生在入口和出口的表现进行对比分析，对整个学习期间的培养进行总评。

5.4 校医院管理系统

校医院可以通过医疗管理系统对校医院内的病历、处方进行维护，同时也可以利用物资管理模块对校医院内的药品、医疗物资进行更科学的管理。

5.4.1 校医院管理系统结构图

将一卡通系统与现有的校医院管理系统实现无缝连接，使用校园卡取代医疗证，改变原有的拿证就医的方法，使之能阅读校园卡，与现有医疗方式相结合。它与校园一卡通系统则是通过紧耦合方式进行集成。其具体实现，通过读卡动态链接库，由系统直接对读卡动态库进行调用，以便能对一卡通所发出的IC卡进行读写，在校医院管理系统中提供一个读卡程序，将读到证号发送给客户端相关程序，进行借还和流通管理。

校医院管理系统包括子系统管理（可以对校医院管理系统中的用户做出管理），医疗物资管理、医疗管理三个模块，其中医疗管理包括门诊处方管理、医疗情况统计、门诊取药管理、体检情况管理、医保情况管理等功能。

5.4.2 校医院管理系统特点

（1）充分将一卡通应用到挂号、收费、患者用药查询等各个功能，方便快捷。

（2）按药品、科室、操作员统计结算，方便进货和结算。

（3）简单方便的报表定制功能，实现各种报表需求。

（4）灵活的操作员权限定义，轻松分配挂号、收费、会计、管理员权限，确保操作安全。随时修改费用标准。

5.5 上机管理系统

随着学校工作、学习、生活与信息化管理的关系越来越紧密，特别是互联网的迅速发展，已与人们日常活动密切相关，学校的学习和科研更离不开互联网络，在这种情况下，各种实现机房管理和计费的系统纷纷涌现，但是在信息安全状况日益紧张的条件下，怎样实现对分布全校、数量众多的机器进行完善管理，安全控制和精确计费是先进的机房管理系统需要解决的问题。

5.5.1 机房管理系统结构图　

校园一卡通系统已包含一套完整的机房管理系统，也可以与现有的机房管理系统实现有机衔接，实现机器分配、实时扣费、身份认证和数据统计等功能。

机房管理系统通过数据中心把共用及重要数据集中统一管理；可以实现全校机房的上机收费统一调配收费管理，显著提高了机房的管理水平。

图5-5机房管理系统结构图

5.5.2 机房管理系统功能特点

（1）用户使用校园卡帐号和密码登陆计算机。

（2）可以集体预约上机，支持教学任务。

（3）系统备有本地数据库，可脱离一卡通系统独立工作。

（4）用软件进行底层监控，自动识别是普通上机、上校园网、还是上互联网；支持用户中间更换机器；

（5）上机依据身份、是否持卡、上机时段设定收费标准，按时收费；上网按时和按流量两种收费模式；兼容现金和卡片收费。

（6）受理一卡通系统的挂失、解挂并全局实时生效，和本系统的开通和关闭业务；

（7）系统实时与中心数据库通讯，及时防止“非法卡”进入。

（8）实时监控终端操作，恶意攻击实时报警；

（9）可与硬盘保护卡并用，确保数据万无一失；

（10）提供操作员登录验证、权限分级、操作跟踪、系统运行审核功能，统计、打印功能齐全，流水账保存时间任意设定；

（11）网络传输采用 DES 算法加密、流水单笔校验、包数据总校验三种方式防止侦听与篡改。

5.6 图书馆管理系统

图书馆应用系统是整个数字化校园中必不可少的一部分。图书管理的应用包括：图书类别设置、借出天数设置、借出册数设置、超期罚款和复杂罚款设置；借书操作、续借操作和还书操作；功能强大的书库查询、读者查询、借阅信息查询、还书信息查询、还书罚款统计并提供模糊查询和完整的图书馆公共查询（OPAC）等功能。

同时由于图书馆各方面管理发展较早，多数已采用成熟的专业管理软件进行管理，所以校园一卡通系统采用“统一认证系统”的接入方案做系统间的无缝连接，既可以保证原有系统的正常使用，又可以为用户节约投资，真正实现图书馆的一卡通。

5.7 个人查询系统

校园卡用户可以通过校园网或者自助终端，进行查询、挂失、解挂、银行圈存等操作，挂失、解挂等操作在系统内即时生效。

6 系统实现

校园一卡通系统是新兴的管理信息系统，它在设计和安装及使用中会遇到各种想象不到的情况。首先，是针对读卡机的问题，许多学生在使用读卡器消费时，经常认为重复刷卡。产生这一问题的原因是：卡片的响应时间偏长，导致卡片在消费机前停留的时间偏长，使学生误认为是重复消费。可以经过调整使感应时间在1-1.5秒之间。其次，学生卡片遗失后，挂失的响应时间太长，等到系统办理完挂失手续后，遗失的卡中剩余的金额已消耗殆尽，这就需要通过及时更新系统以简短反应时间来解决。第三，电脑帐目与读卡机中金额出现误差，这种现象的是由系统在采集数据和备份时，各终端消费机没有停止工作，而导致无法传输数据所致。解决这个问题就需要确定系统采集、备份数据的时间和经营的时间，从而将误差出现的几率减到最小。

7 结论

至此，本论文的校园一卡通系统问题分析结束。此过程历时四个多月。本次问题的研究打破了传统的“一卡多应用系统”，探讨真正实现“校园一卡通系统”开发过程中问题的解决办法，比如，本系统采用多层结构和流行的 Browser / Server 结构，它相对于传统的C/S具有具有成熟的设计开发方法和工具；交互性强，界面友好；数据通信量小，安全性高等特点，为实现本系统提供了强有力的技术支持。

通过这次毕业论文，丰富了我的理论知识。但是由于作毕业论文的时间较短，加上本人能力有限，还需不断学习。

参考文献

1. 张海藩. 《软件工程导论（第三版）》[M]. 清华大学出版社，2004.

2. 杨文龙等. 《软件工程》[M]. 电子工业出版社，2003.

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5. 陆永宁. 《IC卡应用系统》[J]. 东南大学出版社，2000.

6. 王珊陈红. 《数据库系统原理教程》[M]. 清华大学出版社，2002.

7. 王卓人等. 《IC卡的技术与应用》[M]. 电子工业出版社，1999.

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20. Bruce Schnerier. Applied Cryptography Protocols， algorithms， and source code in C（Second Edition）[M]. John Wiley & Sons，2002.

致谢

诚挚感谢老师对我论文的指导。老师从来都不计较我们哪位同学是否是他的指导学生，只要是有同学向他请教，寻求帮助，都毫不吝啬自己的时间和精力，竭尽全力给予同学最大的帮助。在此我仅代表…这种忘我的工作热情表示我们深深的感谢和诚挚的敬意！

东北农业大学毕业设计（论文）成绩评分表（指导教师用）

东北农业大学毕业设计（论文）成绩评分表（答辩委员会用）

东北农业大学毕业设计（论文）成绩评分表（论文等级用）

摘要

Abstract

1 前言

2 数字化校园概述

3 校园一卡通系统分析

4 校园一卡通系统总体设计

其他管理
图书馆
身份验证
实验室
财务管理
图书借阅
身份验证
学校

4.2.6.1 卡管理功能

4.2.6.2 财务清算结算功能

4.2.6.3 交易数据传输接口

5 应用子系统功能结构设计

6 系统实现

7 结论

参考文献

致谢

摘要

Abstract

1 前言

2 数字化校园概述

3 校园一卡通系统分析

4 校园一卡通系统总体设计

其他管理图书馆身份验证实验室财务管理图书借阅身份验证学校

4.2.6.1 卡管理功能

4.2.6.2 财务清算结算功能

4.2.6.3 交易数据传输接口

5 应用子系统功能结构设计

6 系统实现

7 结论

参考文献

致谢

其他管理
图书馆
身份验证
实验室
财务管理
图书借阅
身份验证
学校