内蒙古科技大学数字校园建设

关键技术及功能应用研究

考试科目     数字地球导论    

    考试时间    20##年12 月1日 

    学生班级                      

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    学生学号                      

所在院系     矿业工程学院    

    任课教师                      

数字化与一卡通

摘要：

　随着信息的高速发展，数字化成为了时代的主流，一些数码产品更是更新换代的迅速，人们的日常生活中更是越来越趋于数字化，不可或缺的我们的学校生活也开始跟随了时代的脚步，进行数字化建设。

关键词： 数字化校园  管理信息系统  一卡通 应用系统 方案设计

目录

摘要... II

1  前言... 1

1.1  本研究的目的与意义... 1

1.2 本研究的主要内容... 1

2  数字化校园概述... 2

2.1  数字化校园与“一卡通”的关系... 2

2.2  校园一卡通系统的特点... 2

2.3  校园一卡通系统的发展和研究现状... 3

2.4  存在的问题... 3

3  校园一卡通系统分析... 4

3.1  系统的可行性分析... 4

3.2  系统的需求分析... 5

4  校园一卡通系统总体设计... 5

4.1  校园一卡通系统的开发原则... 5

4.2  校园一卡通系统总体规划... 6

5  应用子系统功能结构设计... 7

5.1  食堂售饭系统... 7

5.2  图书馆管理系统... 8

5.3  个人查询系统... 8

6  系统实现... 9

7  结论... 9

参考文献... 10

致谢... 10

1  前言

1.1  本研究的目的与意义

随着校园信息化建设的快速发展,越来越多的应用系统已投入使用。这些应用系统通常是在不同阶段,由不同厂商和不同人员开发,从而形成了异构数据库和异构平台。这些应用系统之间相互缺乏关联,数据不能互补,信息不能有效共享和复用,应用系统之间办公不能协同,使信息化高效便捷的作用难以有效发挥。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。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。

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学生在校内的所有个人证件，包括学生证、饭卡、图书证、体能测试卡等，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、校内购物等校内的各种消费，更可以网上转账。

（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 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、图书馆管理系统等。

2  数字化校园概述

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。 

2.2  校园一卡通系统的特点

“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。

2.3  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。

以我所在的内蒙古科技大学各系统为例，就存在多个独立系统，具体情况如下：

注：    ＊表示工作较低；        ＃表示人力资源的浪费

表2-1 东北内蒙古科技大学各系统现状

2.4  存在的问题

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。

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。

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。

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。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。

4.2.1  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、用户卡挂失与认领、用户卡查询、黑名单管理等功能。

4.2.2  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

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）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。

5.2  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。

5.3  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。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。

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。

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. 邵维忠 杨芙清. 面向对象的系统分析[D]. 清华大学出版社，2004.

2. 萨师煊. 数据库系统概论（第三版）[M]. 高等教育出版社，2002.

3. 贾焰等. 分布式数据库技术[M]. 国防工业出版社，2000.

4. 王珊 陈红. 数据库系统原理教程[M]. 清华大学出版社，2002

5. 陆永宁. IC卡应用系统[J]. 东南大学出版社，2000.

6. 邵佩英. 分布式数据库系统及其应用[M]. 科学出版社，2000.