淺談一卡通在校園自動化管理中的應用

文章出處：http://5052h112.com 作者：陳秋亮   人氣： 發表時間：2011年11月15日

     2002年元月15日，福州大學正式起用了校園一卡通。從此在校園內結束了卡、證、票等滿天飛的歷史。

    在使用一卡通以前，校內使用著大量的不同類別的卡、證、票，除了每人必備的身份證、學生證、圖書證、醫療證外,還有各種卡,如光電卡、學生食堂飯卡、條碼卡、磁卡、IC 卡等,光上機卡在校內就有五六種，同時還存在著一些有價票據,如澡票、游泳票等等。各種證、卡、票的同時并存,使得管理分散，使用不便。即使是采用各種自動識別技術的卡，也因機器種類繁多，各種類別的卡之間不可通用,造成辦理與使用手續復雜，學校內也沒有統一管理，這與211學校的現代化管理水平極不相稱。

    實施校園“一卡通”,不僅可以減少卡、證、票據數目繁多,手續復雜不便的問題,更可以在“一卡通”中加入個人身份認證信息，使“一卡通”的卡不僅可以作為現金卡供支付用,也可以作為證件進行身份識別,這樣就可以將各部門進行統一管理,節省時間,提高效率,使校園具有現代化的管理水平。

    1 一卡通的實現方案

    實行校園“一卡通”的關鍵在于自動識別技術的選定,它所采用的技術不僅決定了“一卡通”的功能,也決定了應用的難易程度和應用范圍，更決定卡的自動程度和后續管理的易用性。校園“一卡通”是為解決校園中“卡”、“票”、“證”種類繁多、管理復雜、管理難度大、不統一的問題,因此,在設計“一卡通”時要考慮到以下幾點問題:一是成本低。校園“一卡通”的特殊性在于它是針對校園; 主要是針對學生的; 卡的成本太高不易實行。二是應用范圍廣。校園“一卡通”本身的目的就是解決多種票、卡、證并存的問題; 因而它要有替代多種票、卡、證的能力; 因而應用的范圍要廣。三是數據可靠性高。校園“一卡通”的特點在于其使用的不平均性; 在早 7:00~8:00、午11.30~1:00、晚5:00~7:00 這3個時間段為數據高峰期; 其它時間段則使用相對較少; 因而數據要可靠; 否則一旦出現問題; 將會引發大量的連鎖反應，從而造成混亂。四是適應性強; 受環境影響小。校園“一卡通”主要對象是學生; 由于學生活動量大; 易造成“卡”的彎曲、沖擊及其它一系列的磨損; 因此; 卡應當具有較強的適應能力。五是網絡占用小。校園“一卡通”的使用不平均性; 使得在數據高峰時; 網絡中數據流很大; 減小網絡占用對保持網絡穩定性、數據可靠性具有極為重要的意義。從對于校園中常用的自動識別技術來看; 任何單一的自動識別技術; 都不能全部滿足上述要求; 故在進行校園“一卡通”設計的時候; 不考慮只采用一種自動識別技術的方案，而將兩種或兩種以上的自動識別技術結合使用。

    目前采用較多的方案是：磁卡+條碼IC卡+條碼。

    磁卡采用的是磁條技術，它被廣泛地應用于金融、郵電、航空等領域，它是利用貼在卡上的磁條來記錄持卡人的賬戶、姓名等信息的，它屬于接觸性識讀，一般作為識別卡用。磁卡具有如下特點:(1)磁卡保密性差; 磁條容易讀出和偽造;(2)磁卡的應用方式比較單一、受限制;(3)對外界條件敏感。正因如此，此種方案未被我校采用，而采用 IC 卡+條碼的方案。

    IC 卡是繼磁卡之后; 備受人們關注的一種新的自動識別技術。它擁有比磁卡更大的容量; 不僅能存儲大量的數字、字符型信息; 更可以存儲圖像信息。它通過在卡內植入一枚 CPU 芯片而具備脫機運行能力; 為“一卡通”的實行奠定了很好的基礎。我們知道; IC 卡也是一種接觸識讀技術; 這對于只有3.5μm厚的觸點; 意味著它的使用次數有限(當然可以在 IC 卡報廢時換一張新卡; 但是就要耽擱其使用; 因為學校中使用不均衡性的存在;它的影響要比在社會上影響大) 。增加使用次數的方法有兩種:增大觸點厚度或減少使用頻度。增大觸點厚度是不現實的。這不只是因為在 IC 卡制造國際標準中已經規定了觸點的厚度; 即使可以增加其厚度; IC 卡的成本也將會使其得不償失。因此，我們可以從降低其使用頻度來入手。“一卡通”作為一種校園卡; 它在很多的時候并未與現金打交道; 如進出圖書館; 考試查人等; 如果將這部分信息; 不置入 IC 卡內; 而是放在它的外面; 讀取這部分信息時; 不與 IC 卡發生關系; 那不就可以延長它的壽命嗎?能擔負這種任務的; 非條碼莫屬。在一般情況下; 一維條碼就足以勝任; 若使用二維條碼;則更顯其強大的功效。如PDF417 二維條碼; 它具有的強大的糾錯能力; 可以在數據一半受損的情況下; 仍保證數據的準確性; 可以滿足大多數的應用要求。當然; 采用非接觸式 IC 卡也是一種可行的方法。目前許多高校的食堂售飯卡已經開始使用非接觸式 IC 卡。

    2 未來升級

    2.1 使用非接觸感應卡

    基于各種卡的運用情況，磁卡、條碼卡、凸字卡，存在安全度低、壽命短、易磨損、易仿制；IC 卡為接觸型，抗污染差，磨損大。

    感應卡的出現使人們對卡的應用又有了新的認識，過去的磁卡、條碼卡、IC 卡僅限于一些安全要求低，以及一些收費管理方面，而感應卡以其強有力的優勢彌補了過去磁卡，條碼卡以及 IC 卡使用中的缺陷。

    與傳統的卡技術相比，采用非接觸 IC 卡技術實施企業內部管理，具有如下優點：一是使用壽命長、維護成本低。非接觸 IC 卡與讀寫器無需機械接觸即可完成信息讀寫，避免了接觸式讀寫而產生的卡損傷和讀寫機的故障，從而大大地提高了卡和讀寫設備的使用壽命。正常使用可以保證非接觸 IC 卡的使用壽命在! 10年以上。二是使用方便。非接觸 IC 卡的讀寫非常簡單，不需固定方向和位置，便于持卡人的使用。三是安全可靠。每次卡讀寫過程符合ISO/IEC789-2標準的三次 DES 加密；每張卡片在出廠時都寫有不可更改的唯一編號，并可為每一用戶設定卡與讀寫設備相對應的唯一的密鑰，卡和讀寫設備均無法復制，確保系統的安全性和可靠性。四是高抗干擾性。非接觸式中具有防沖突機制，在多張卡片進入讀寫器的工作范圍時能防止卡片之間出現數據干擾，允許多張卡同時操作。五是一卡多用。每張卡片有 1k 字節的存儲容量，可分為16個不同的數據區，每個數據區可設置各自的密鑰，可實現學校管理一卡多用的需要。

    2.2 實現真正的“一卡一庫一線”

    所謂“一卡”，就是在同一張卡上實現多種不同功能的智能管理，一張卡上通行很多的設備，而不是不同功能有不同的卡，不同的機在不同的卡上使用。

    所謂“一線”，這里移植電話機或互聯網概念，就是一條線通很多信息，多種不同的設備都掛在一條線上，通過一條線跟 PC 機一個接口把所有的設備都串起來，進行不同數據的信息交換。

    所謂“一庫”，就是在同一個軟件，同一臺 PC 機上，同一個數據庫內，實現卡的發行、卡的取消、卡的報失、卡的資料查詢等; 準確明了; 方便快捷。真正的“校園一卡通”，應該是真正的“一卡一庫一線”，在結構上便顯示出以下獨特的優勢： 

    （1）數據共享：加快了數據交換的速度。 
    （2）全面檢索：因有一總數據庫，只要給出查詢字段名，就可在此庫中一次性查出相關所有記錄，提高效率，減少出錯。 
    （3）全面統計：因只有一個數據庫，報表可及時生成，無須再逐一查詢各個 PC 機。
    （4）實時監控查詢任何一個終端機使用與記錄情況。
    （5）操作簡單：只需一次，最多二次步驟，即可實現功能，無需多次轉換。
    （6）減少設備投資，降低成本。 

    我校目前“一線”早有基礎，“一卡”也已建立，由于種種原因還未真正使用“一庫”，這樣對學校來說將會帶來很麻煩，如某同學的卡辦理掛失，要到每套系統去重復辦理麻煩的手續，新卡辦好后，還要到每套系統辦理手續。因此，“一卡一庫一線”將是校園自動化管理的必然趨勢。