数字化校园之校园一卡通系统设计方案Word文件下载.docx
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7.1系统核心性能指标46
7.2UP一卡通系统特点47
第四部分一卡通系统详细设计48
第八章一卡通平台49
8.1UP一卡通管理中心49
8.2UP一卡通监控平台51
第九章电子交易及节能控制类子系统54
9.1消费管理子系统54
9.2脱机水控管理子系统56
9.3联网水控管理子系统60
9.4脱机预付费电控管理子系统62
9.5联网电控管理子系统63
9.6智慧公寓管理子系统65
第十章身份识别类子系统70
10.1考勤管理子系统70
10.2门禁管理子系统72
10.3无障碍通道管理系统75
10.4图书借阅子系统（UP子系统）78
10.5校内班车管理子系统79
10.6车辆出入管理子系统81
10.7RFID考勤系统83
10.8停车场图像识别系统83
10.9机房管理系统85
第十一章自助服务类子系统87
11.1WEB自助服务子系统87
11.2自助服务终端子系统89
11.3银行圈存服务子系统91
11.4现金充值自助服务子系统94
第十二章信息管理及第三方对接类系统96
12.1数字迎新子系统96
12.2数字离校管理系统97
12.3宿舍管理子系统98
12.4第三方接入平台系统100
12.5图书管理系统对接100
第十三章主要专用设备介绍103
13.1M系列读写卡器103
13.2V系列消费机104
13.3K系列考勤机106
13.4C系列门禁控制器108
13.5A系列一体水控机111
13.6A系列分体水控机113
13.7V系列车载机116
13.8DDSY系列预付费电控器118
13.9E系列手持机119
13.10E系列自助服务终端121
13.11E系列银行圈存自助服务终端123
13.12E系列现金自助服务终端125
13.13智慧公寓控制器126
13.14无线电控模块127
13.15门禁考勤控制模块128
第五部分附录129
IC卡技术介绍130
样板工程135
第一部分
数字化校园与一卡通
第一章概述
在信息化浪潮席卷全球、日益渗透到社会生活各个领域的今天，数字化校园建设如火如荼。
特别是欧美、日本等发达国家高度重视信息化建设，早在20世纪90年代初几乎所有的普通和高等院校都建成了比较完善的校园网，学校各个职能部门都基本实现了网络化、信息化管理。
我国院校的校园信息化建设起步较晚，近十年来，随着我国教育事业的快速发展，办学规模不断扩大，使各个管理部门的任务越来越繁重，不仅增加了工作量，更增大了工作难度，管理手段落后将直接影响教学质量和办学水平。
教育信息化的建设已成为教育改革与发展的必然要求和重要推动力。
为加速学校的教育信息化进程，实现建设，数字化校园的目标，学校决定全面应用信息技术，启动数字化校园建设，构筑数字化校园环境，从而带动教学、科研、管理的全面发展。
校园一卡通是数字化校园的重要组成部分，是贯穿数字化校园中各种应用的一条主线。
通过校园一卡通系统与数字化校园系统的整合，学生和教职员工可以通过一张卡片，方便的使用校内的各种应用，而学校也可以通过一卡通系统，实现更加方便、高效的校园管理。
一卡通系统可应用于校园各种信息化应用中：
作为身份识别的手段，他可以用于机房管理、考勤、门禁、查询成绩、借阅图书、学校医务所挂号、查询网上资料等功能；
作为电子交易的手段，他可将现金集中于学校财务部门，进行集中管理，持卡人可以使用卡片进行校园内的小额消费，公共机房上机收费，缴纳住宿费、学杂费、以及其他各种为学生和教师服务的项目；
作为金融服务手段，他可以通过校园一卡通平台将银行金融服务延伸，覆盖整个校园，提供查询银行信息（余额、明细），交纳大额费用等等服务；
同时，校园一卡通系统的建设为实现师生员工的基本信息查询（如课程成绩、学籍学分、教学情况）、管理信息查询、后勤信息查询、消费统计分析查询，以及领导宏观管理的综合查询等，提供了一个统一、简便、快捷的平台，进而可以与学校的各种管理信息系统无缝连接，作为信息化系统的纽带促进“数字化校园”的建设。
第二章数字化校园介绍
本系统实现的校园一卡通系统是在数字化校园框架下的校园卡系统，是数字化校园的基础模块和重要组成部分，而不是孤立的单项功能的卡系统。
所以，在系统设计和实施上，充分考虑到了数字化校园的整体建设需要，提供了安全的、可扩展的和方便的系统接口。
二.1数字化校园简介
数字化校园是以数字化信息和网络为基础，在计算机和网络技术上建立起来的对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，使数字资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。
通过实现从环境（包括设备，教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）到应用（包括教、学、管理、服务、办公等）的全部数字化，在传统校园基础上构建一个数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统校园的运行效率，扩展传统校园的业务功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高管理水平和效率的目的。
二.2为什么要建设数字化校园
目前大多高校已完成校园网工程的建设，建立起了校园骨干网网络，校园中心机房及多套业务应用系统，即已经完成网络层的建设与业务层的部分建设。
这些信息化的建设内容取得了许多很好的实际应用效果，为数字化校园的建设和持续发展打下了基础。
但是，由于历史原因，目前的校园信息化也面临一系列的问题：
1、全校数据缺乏统一规范，没有形成统一数据标准；
2、“信息孤岛”问题严重，无法实现数据的实时共享；
3、缺乏全校数据的集中展示与个性化服务；
4、多重身份和密码体系，师生使用方便性不够；
5、多重身份和密码体系，师生使用方便性不够；
6、建设过程中缺少统一的接口规范；
7、缺乏基础数据，无法为学校教学、科研及管理提供基础的信息化数据服务；
8、基础业务系统的缺失导致业务部门内部管理无法实现信息化，很多业务还停留在手工处理状态，导致办公效率低下、管理手段陈旧。
数字化校园建设的意义就在于：
解决校园信息化面临的各种问题，整合校园中的各种信息化系统，使得各种应用能融为一个有机的整体。
二.3数字化校园的建设目标
数字化校园建设的总体目标是：
利用先进成熟的计算机技术、网络技术与数据库技术，通过科学合理的管理规范与完备通用的技术规范，基于统一的信息标准整合、集成各种信息资源，构建安全、可靠、可扩展、易维护的基础通用软件平台，实现学校各项管理工作的信息化；
为广大师生提供简便、快捷的网络化信息服务。
具体来说，数字化校园建设包含以下目标：
网络覆盖无盲点
通过有线和无线相互结合、相互补充的方式，在全校范围内无网络盲点存在，满足不同用户（学生、教师、管理者、学生家长和其他用户）以不同的方式（固定、移动）访问校园网。
管理覆盖无盲区
只要是学校需要的业务都必须有相应的应用系统来支撑，只要是学校业务需要的数据都必须统一存放在中心数据库中，单一来源、统一管理、充分共享。
服务对象标识化
在中心数据库中，用电子身份号来唯一标识教师和学生，用设备号来标识各种设备，建设全校标准的信息集和代码集。
一站式服务
数字化校园满足所有用户在教学、管理、科研、学习、生活等活动中的公共服务需求，并在基础通用软件平台上开设信息门户，实现一站式服务，单点登录，全网漫游。
校园生活一卡通
建设先进实用的一卡通系统，实现全院教职工和学生在校园内的各个环节，如消费、银行结算、水电费、门禁、图书馆等方面，都通过一卡通进行管理。
二.4数字化校园的建设内容
大学数字化校园建设应首先提出总体解决方案，确定数字化校园的体系结构，制定数字化校园的信息标准，以及各系统之间的接口标准。
网络安全
建立全校的网络安全体系，保证校园网络的安全，保证关键数据、关键应用的安全以及关键业务部门的安全，实现校园网络及其应用系统的安全高效运行。
校园信息管理
建设一整套校园信息管理系统，为实现“网上办公、网上管理、网上教学、网上服务”提供全面的系统支持。
数据中心建设
建设一个为全校服务的数据中心，保证数据实时更新和高度一致。
统一信息门户
建立一个信息的集成平台，将分散、异构的应用和信息资源进行聚合，通过统一的访问入口，实现结构化数据资源、非结构化文档和互联网资源、各种应用系统跨数据库、跨系统平台的无缝接入和集成。
统一身份认证
建立统一的身份认证中心。
集中进行身份认证，保证用户电子身份的唯一性、安全性、便捷性、真实性与权威性，提高数字化校园应用系统的安全性。
校园一卡通
校园一卡通建设，必须满足数字化校园的整体规划设计，一卡通的设计要架构在校园网上，不仅具备消费功能，而且还要具备身份识别和校务管理功能。
正确处理好一卡通与其他已有的信息系统（如图书管理系统、人事、财务、教务等管理系统）的对接和系统数据共享问题是“数据集中”和“应用集成”的重要关键。
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，也是学校“数字化校园”建设的切入点。
“校园一卡通”系统的目的是实现“一卡在手，走遍校园，一卡通用，一卡多用”。
校园卡可以作为借书卡、上机卡、就餐卡、医疗收费卡、洗澡卡、购物卡、门禁卡、存车卡、乘车卡等。
二.5数字化校园建设的典型特点
●对象是学生（学习、数字化生活）、教师（教育、科研）和管理人员（管理）
●数字化校园宗旨是服务，提供更高效的服务
●数字化校园建设的基础是IT工程
●数字化校园的建设是一个长期、连续、无终止的过程
二.6校园一卡通与数字化校园的关系
●校园一卡通是“数字化校园”的重要组成部分和基础设施
●校园一卡通是提供信息采集的基础工程
●校园一卡通提供了统一的身份认证系统
●校园一卡通提供了实时消费支付系统
●校园一卡通提供了财务收付、财务结算和商户管理等功能，为学校进行财务管理改革和数字化建设提供了基础
●校园一卡通为后勤社会化建设提供了手段和工具
●数字化校园最终是为人服务的，解决了基础人员信息和信息载体问题
●数字化校园在全校范围内构建了统一的、优良的信息化共享环境
第二部分
项目背景及需求分析
第一章项目背景
一.1学校简介
XX大学创立于XXXX年……
一.2学校一卡通系统现状
第二章项目建设目标及用户需求分析
二.1系统建设目标
为加强学校规范化管理，方便全校师生学习、工作和生活，利用智能卡的强大功能，在银行网络系统、校园网的支持下，建设以一卡通应用系统为基础和纽带的数字化校园应用平台。
二.2系统总体要求
●适应学校办学规模不断发展和办学体制创新的需要。
●卡使用安全、可靠、不易损坏。
●软硬件系统安全、可靠，功能完善、扩展性强，运转快捷、准确，简便易用。
●各信息系统的处理流程与学校管理模式相适应，自动化水平高。
●卡各项管理行为与学校相关业务联动。
●通过数据交换中心，实现学校各信息系统协调运转。
二.3系统基本功能要求
●校园管理：
利用实现身份认证、门禁、考勤、签到、图书借阅等功能。
即以一卡代多卡，体现以人为本的校园管理。
●数据共享：
建立公共数据库和相关信息系统，实现数据共享，使各信息系统自动协调运转，适应学校有关业务的需求，使一卡通达全校，提高学校信息化水平。
●消费结算：
以校园卡为电子钱包，在校内消费点消费。
与银行系统相连，自助转帐。
取代现金，使收费规范、透明。
●信息查询：
利用各种自助服务系统，实现通过查询学习、工作、消费等个人信息和相关管理信息，使成为个性化信息媒体。
第三部分
一卡通系统总体设计
第一章一卡通系统总体设计
一.1网络结构设计
一卡通系统是一个复杂的信息化系统，他由多个不同的子系统构成，且要与多个不同的第三方应用系统连接。
所以，一卡通系统的不同部分对于网络有着不同的要求。
一方面，一卡通系统与校园内部的各种信息化应用都密切相关，所以，他必须要能与校内的其他第三方应用系统有着安全的网络连接，要接入校园网。
另一方面，一卡通系统是一个包含金融服务的系统，有较高的安全性要求，需要使用独立网络。
第三方面，一卡通系统还是一个服务系统，需要面向公众开发，需要接入互联网。
一卡通系统的网络结构设计必须充分考虑上述多方面的要求。
一.1.1总体网络结构设计
为了适应一卡通系统不同部分的部分网络需求，我们将一卡通系统划分为多个部分的部分，每个部分有着不同的网络安全等级和不同的网络结构。
中心部分
中心部分主要包含中心数据库服务器和热备中心数据库服务器。
作为一卡通系统的核心部分，他仅能被一卡通各前置服务器、一卡通WEB服务器等服务器直接访问，其他第三方应用系统及一卡通终端机具无法直接访问该部分。
一卡通专网部分
考虑到一卡通系统中的交易类系统和安保性质的身份识别类系统对于安全性有较高的要求，所以，我们对于这些系统使用专用的网络，与校园网隔离。
一卡通专网部分主要包含各种前置服务器、各种终端机具、消费系统工作站、门禁系统工作站、圈存机等。
他们要么使用单独新建的网络，要么使用部分校园网硬件资源，但是划分不同的VLAN与校园网隔离。
校园网部分
由于一卡通应用中，有部分的应用基于校园网中的其他第三方应用，所以，有部分子系统必须与校园网相连。
这类系统主要包括：
第三方对接平台、数字迎新、数字离校、图书馆对接、考勤系统等等。
互联网部分
为了更好的为学生、教师服务，一卡通系统中提供有部分基于互联网的应用。
这类应用直接接入互联网，持卡人可以通过互联网直接访问使用。
这主要包括：
WEB自助服务、短信平台等各种应用。
从总体结构上看，系统采用了先进的多层C/S结构和B/S结构相结合的方式。
数据层为中心数据库主机及存储，采用双机热备技术；
业务逻辑处理层由多台应用服务器组成。
主要服务器的功能安排如下：
中心服务器：
主要运行校园卡后台服务核心软件，校园卡数据库等，以及校园卡中心数据的存储、更新、备份、维护。
终端前置服务器
主要用于校园一卡通系统与终端机具间的数据通信。
终端前置服务器可以是一台，也可以是多台。
一台前置服务器上可以部署多种子系统的前置服务程序，同一系统的前置服务程序也可以部署于不同的前置服务器上，部署方式非常的灵活。
外部前置服务器
校园一卡通系统与运营商、银行系统之间的数据通讯通过专用的前置服务器隔离，采用专线连接，保证系统的效率和稳定。
校园一卡通系统与运营商系统、银行系统之间的转帐（圈存、缴费）、资金划拨、结算、对帐都由前置服务器完成。
校内第三方接入服务器
所有来自校园网的各类子系统接入请求统一由接入服务器处理，接入服务器提供标准的接入支持。
Web服务器
采用Windows系统，提供网上查询、缴费、挂失等校园一卡通网上服务；
或者提供WAP上网查询等功能。
一.1.2子系统网络结构设计
一卡通系统的应用子系统涉及到很多不同种类的终端机具，其功能各不相同。
但是，从通信方式上来讲，仅分为3种不同的类型。
第一类是涉及资金额度较高的交易类系统以及数据较为重要的身份识别类系统、自助服务类系统。
此类系统主要包括：
食堂消费、超市消费、图书馆扣费、圈存、门禁系统、考勤系统、彩门系统、访客系统、自助服务系统等等。
这类系统对于数据的实时性、准确性、安全性要求很高，所以，应该考虑使用更加高效、稳定、安全的网络。
为了提高网络的安全性，这类系统使用专网接入，防止校园网用户对于终端机具进行破坏。
具体操作上，我们考虑对于部分区域新建物理网络，部分区域划分VLAN。
为了从根本上解决UP系统在这类应用中使用TCP/IP通信协议的终端机具。
终端机具直接使用RJ45接口接入交换机，从而接入一卡通专网。
第二类是涉及金额较低的交易类系统。
此类系统主要包括联网水控系统、
第三类是脱机使用的系统
一.2软件结构设计
“UP”校园一卡通系统是在.NET架构下建立的，C/S与B/S结合的三层结构的数字化校园一卡通系统，是基于WEB应用的多层次一卡通软件系统。
使用中间件技术将中心数据库和应用程序分离，提供了一个易于扩展的业务架构，可以更好的、更合理的规划业务流和数据流，提高系统的安全性和可靠性，数据实时性能优越，可维护性强。
一.2.1软件层次结构
.NET框架下的三层结构一卡通系统，由中心数据库、数据访问层、业务逻辑层、WebService、一卡通系统人机界面、第三方接口、数据传输平台，以及一卡通伺服系统组成。
（1）中心数据库
.NET架构下的校园一卡通系统，做到了真正的数据库和操作系统平台无关性，可以兼容多种数据库平台，如：
ORACLE、MSSQLServer、SYBASE、DB2等，以及多种操作系统平台，如：
UNIX、Linux、MSWindows等。
三层架构的银校一卡通系统，在系统安全性的保障下，实现网络无关性，可以安全的在Internet上进行数据和信息的交互，实现真正的多校区互通。
（2）数据访问层
一卡通系统中的核心应用程序和第三方应用程序，通过数据访问层与数据库服务器进行数据交互，使系统可适用于多种数据库平台。
系统设计采用先进的快速数据访问机制和数据连接池技术，以提高信息的交互速度和系统的整体性能。
由于在应用服务器（ApplicationServer）与数据库服务器（DatabaseServer）之间，建立了安全可靠的信任边界，使得每一个从业务逻辑层来的数据访问请求，通过数据访问层与数据库进行交互时，保证其他应用和用户不能直接访问数据库，从而提高系统的安全性。
（3）业务逻辑层
在业务逻辑层中将一卡通中心数据库和各种具体业务应用，映射为数据库对象和业务逻辑对象。
采用面向对象的编程技术，对于各种对数据库的访问请求，全部通过业务逻辑层进行信息的交互，达到应用与数据的完全隔离，增强系统的安全性和灵活性。
如在一卡通的卡务中心，将校园卡的管理划分为：
制卡、挂失、解除挂失、补卡、注销，以及卡认证逻辑等多个业务对象，对于持卡人信息、制卡等的统计信息则作为数据库对象
（4）WebService
通过WebService建立的分布式应用程序架构，为大型应用提供了更具弹性、更加经济、更高效率的运行模式。
可以在广域网上共享程序和数据，并且对开发者透明；
借用Internet实现以前要专线才能实现的数据及信息访问，大幅降低应用成本；
程序可以透过防火墙的运行，并能确保系统安全；
前台操作界面同时可以兼容WindowsForm和WebForm两种方式，这使得银校一卡通系统跨校区使用真正成为可能。
（5）应用层
校园一卡通系统的所有前端应用，全部在WebService之上。
其中包括表现为WindowsForm和WebFrom人机界面的电子钱包、身份识别等各类应用，以及校园中与一卡通系统息息相关的各种MIS系统。
应用层与WebService之间通过加密的XML文件进行数据和信息交互，保证在公共网络上的数据和信息安全。
（6）数据传输平台
校园一卡通系统中，最关键和最基础的是信息的共享，数据传输平台所要完成的任务就是一卡通各个子系统，及与第三方系统之间进行数据的同步复制和实时分发。
数据传输平台由中心数据库、数据分发中心、分控中心、子系统数据库成，之间通过安全的SOAP/X.509协议进行数据传输。
平台同时可以监控各个数据分发点和子系统数据的同步情况，并记录日志以备查询。
（7）系统管理和监控
系统管理和监控组件负责对各个子系统的参数设定，运行状态监控，实时业务数据、运行日志管理，对各类终端设备的运行状态监控，联机与否、交易或认证记录的上传情况的监控。
一.2.2软件应用结构
下面的描述将从UP校园一卡通软件应用功能着手，对于各个功能模块和层次划分进行介绍。
一卡通软件由以下几部分功能模块以及通讯伺服软件、第三方数据接口组成。
在校园一卡通应用中，电子交易类应用是整个系统的基础应用，而身份识别业务作为扩展应用为校园的人员管理带来便利；
自助类服务、金融类服务、通信类服务作为高端的增值应用是建立在前面两者之上的。
因此在UP校园一卡通系统中，尊重了校园的应用习惯，以电子交易和人员管理为核心，整个系统围绕“人”、“卡”、“业务数据”展开，如图所示：
校园
一卡通系统功能
校内消费
身份识别
自助服务
信息管理与第三方对接
平台管理
食堂消费系统
水控系统
电控系统
校内超市
代扣代缴
门禁、无障碍通道
考勤、会议签到、班车
图书借阅
场馆预约
机房
WE自助服务
自助服务终端
自助现金充值
自助圈存
自助转账
宿舍管理
数字迎新
数字离校
第三方对接平台
人事中心
卡务中心
账务中心
监控平台
校园一卡通主要功能：
平台管理、电子交易、身份认证、自助服务、信息管理与第三方对接。
电子交易：
主要指在校园内进行的各种消费活动。
在校师生携带具备校园一卡通功能的卡片，在校园一卡通的消费终端刷卡消费，完成消费扣款功能。
身份认证：
主要指对身份进行识别和认证，应用于需要身份认证的场所。
师生携带校园卡在身份认证终端上刷卡，识别和认证身份，判断身份的合法性。
自助服务：
在校师生可以通过自助服务进行查询、自助圈存、自动转账等服务。
平台管理：
卡务管理中心主要负责帐户信息管理、卡片管理、商户管理、查询统计以及补助管理、卡务结算中心负责对银行、学校、持卡人在一卡通系统中的资金和账目进行管理。
实现对持卡人的账户金融管理，银行圈存对账与圈存补账，系统综合财务报表），补助的管理与发放，卡业务注销与清算，主机现金充值，分类明细报表等功能。
（1）一卡通管理中心
校园一卡通管理中心包含平台管理、人事中心、卡务中心、结算中心等四个部分，是整个校园一卡通的核心和操作、管理平台。
●平台管理中可以完成对整个一卡通系统的基本设置、操作授权、一卡通数据管理；
●人事中心主要包括部门设置、人员档案、人员照片、人员信息查询和管理；
●卡务中心的核心是对卡片的操作，包括卡片授权、卡片销户、卡片充值
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