西南交通大学网络教育学院毕业论文毕业设计参考模板.docx
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西南交通大学网络教育学院毕业论文毕业设计参考模板
Ng
毕业设计
题目：
校园一卡通管理系统设计及实现
专业：
计算机科学及技术
学号：
********
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学习中心：
直属学习中心
西南交通大学
网络教育学院
2014年10月15日
院系西南交通大学网络教育学院专业计算机科学及技术
年级2012-26班（专本）学号********姓名王林
学习中心直属学习中心指导教师陈红梅
题目校园一卡通管理系统设计及实现
指导教师
评语
是否同意答辩过程分（满分20）
指导教师（签章）
评阅人
评语
评阅人（签章）
成绩
答辩组组长（签章）
年月日
毕业设计任务书
班级计算机2012-26班（专本）学生姓名王林学号********
开题日期：
2014年06月20日完成日期：
2014年10月15日
题目校园一卡通管理系统设计及实现
题目类型：
技术专题研究
一、本设计的目的及意义校园一卡通系统是以校园网为载体，以电子和信息技术为辅助，集学生证、工作证、身份证、借书证、上机证、饭卡和电子钱包于一卡之中，将凡是涉及到现金支付、票据或者是需要识别身份的场合均采用智能IC卡来完成。
是集电子钱包、身份识别以及各项校园服务的应用项目为一体的完整系统。
这种管理模式代替了学校各部门之间各自为战的局面，统一规范化的管理和便捷的操作模式。
而校园一卡通系统的应用则是数字化校园的基础工程，是体现数字化校园的最佳方式。
校园一卡通系统作为数字化校园建设的重要的组成部分和基础工程，它将IC卡的强大功能及计算机网络的数字化概念融入校园，将学校的教学、科研、后勤等方面的各个管理信息系统有机融合到一起，形成覆盖全校范围的数字空间，为“数字化校园”提供了全面的数据采集网络平台，并在全校范围内形成一个数字空间和共享环境，为学校的管理人员提供一个具有开放性、灵活性特点，并且面向全校的应用服务管理平台，简化学校管理，提高工作效率，为全校师生带来全新的，方便快捷的现代化生活。
二、学生应完成的任务
第一步：
在全面掌握有关理论的基础上积极着手收集资料，拟定该论文大纲；
第二步：
依据指导老师修改后的论文提纲撰写论文；
第三步：
向指导老师提交论文初稿；
第四步：
依据老师的指导对论文进行反复修改；
第五步：
论文定稿并对论文进行装订；
第六步：
对论文答辩进行准备。
三、设计进度安排
第一部分查阅相关技术资料，撰写开题报告（1周）
第二部分学习相关知识（2周）
第三部分校园一卡通管理系统的理论（2周）
第四部分校园一卡通管理系统的设计（2周）
第五部分总结论文（1周）
评阅或答辩毕业设计论文答辩（1周）
四、参考文献
[1]戈雅斯，校园一卡通系统的设计及实现，中国科学院研究生院，数字校园专栏，2010.9总第121期
[2]李宏烨，校园一卡通系统的设计及实现，山东大学[硕士学位论文]，2013.10.20
[3]赵迎春，校园一卡通系统的设计及实现，营口职业技术学院，《自动化技术及应用》2014.第33卷第2期
[4]杨莉民，校园一卡通的设计及实现，电子科技大学，[硕士学位论文]，2012.6.6
[5]张洁，校园一卡通系统的设计及实现，华北电力大学[硕士学位论文]，2012.12
[6]郭红芳，校园一卡通系统的设计及实现，华南师范大学网络中心，学术研究，2011.7
[7]王紫薇，校园一卡通系统设计及实现，电子科技大学，[硕士学位论文]，2010.3
[8]黄正鹏，校园一卡通系统的设计及实现，聊城大学，科技资讯，2010.11.14
[9]潘仲华，校园一卡通平台的设计及实现，电子科技大学，[硕士学位论文]，2013.12
备注：
指导教师：
年月日
学院审查意见：
审批人：
年月日
诚信承诺
一、本设计是本人独立完成；
二、本设计没有任何抄袭行为；
三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。
承诺人（钢笔填写）：
王林
2014年10月 15日
摘要
随着计算机技术和网络技术的迅速发展，各高校快速发展的校园网建设和IC卡技术的成熟，为校园一卡通的建设提供了良好的技术支持，校园一卡通系统的建设己成为校园信息化建设的重要标志，实施校园一卡通是为广大师生员工提供以人为本的电子服务。
本文首先分析了及校园一卡通管理系统相关的技术和设施，为设计和实现奠定基础。
其次，遵循实用性、经济性和扩展性等原则，给出了校园一卡通管理系统的整体规划，针对校园一卡通系统的网络体系结构进行了研究，在充分保证网络安全的前提下，采用先进的交换式以太网技术和虚拟局域网技术，增建数据中心，开设银行专线，改进子网，设计了三层网络结构的一卡通网络系统。
最后，根据学校实际工作的需要，对学生在校园消费管理、学校图书馆管理、学校门禁管理三个应用子系统进行了分析、设计和实现。
关键词：
校园一卡通，一卡通管理系统，设计及实现
第1章绪论
1.1研究的背景
随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，社会已经快速的进入了信息时代，信息技术的发展对管理方式的改革也产生了深远的影响，现代化的高校更需要现代化的管理工具。
近年来，随着我国高等教育的不断发展，“数字化校园”建设的理念和思路己经深入到各个学校的建设之中，数字化校园建设正在成为衡量学校总体水平的重要因素之一，也是学校管理能否达到现代化标准的重要标志。
“数字化校园”是指以网络为基础，利用先进的信息化手段，将学校的教学、科研、行政管理、后勤服务等活动和相关的信息资源进行数字化处理，并实现数字化的信息传播方式和管理方式，形成高度信息化的校园环境，从而提高各个管理部门的工作效率。
1.2研究的目的和意义
校园一卡通系统的研究是为了达到“一卡在手，走遍校园”的目标。
校园一卡通系统是以校园网为载体，以电子和信息技术为辅助，集学生证、工作证、身份证、借书证、上机证、饭卡和电子钱包于一卡之中，将凡是涉及到现金支付、票据或者是需要识别身份的场合均采用智能IC卡来完成。
校园一卡通系统是集电子钱包、身份识别以及各项校园服务的应用项目为一体的完整系统。
这种管理模式代替了学校各部门之间各自为战的局面，统一规范化的管理和便捷的操作模式为广大师生带来了便捷、高效的服务，使得广大师生能够把更多的时间和精力投入到教学工作和学习中去，同时也给学校带来便捷、高效的管理模式。
而校园一卡通系统的应用则是数字化校园的基础工程，是体现数字化校园的最佳方式。
校园一卡通系统作为数字化校园建设的重要的组成部分和基础工程，它将IC卡的强大功能及计算机网络的数字化概念融入校园，将学校的教学、科研、后勤等方面的各个管理信息系统有机融合到一起，形成覆盖全校范围的数字空间，为“数字化校园”提供了全面的数据采集网络平台，并在全校范围内形成一个数字空间和共享环境，为学校的管理人员提供一个具有开放性、灵活性特点，并且面向全校的应用服务管理平台，简化学校管理，提高工作效率，为全校师生带来全新的，方便快捷的现代化生活。
第2章校园一卡通管理系统需求分析
2.1校园一卡通管理系统的建设的重要意义
1.校园一卡通系统的建设将有效促进数字化校园建设的进程，是信息化校园建设的重要标志，是高校现代化管理的标志。
2.校园一卡通管理系统的建设，可以使原有的相对独立、互不协调的管理系统得到有效的整合，减少资源浪费，避免重复建设。
3.校园一卡通管理系统的建设，将有效得缓解校务管理和后勤服务的繁重业务，可以提升学校的管理水平和服务质量，做到减员增效、提高效率。
2.2校园一卡通管理系统的总体要求
2.2.1系统总体功能需求分析
校园一卡通技术是数字化校园建设的基础工作和重要的组成部分,是在学校现有的各应用系统的基础上，实现衔接互通，并及银行开展合作业务，建立完善的金融服务子系统，建立一个应用系统全面、管理便捷、数据安全可靠的基础平台，从跟本上实现“一卡在手,走遍校园”的设计理念。
校园一卡通具有如下的特征:
各个系统间共用同一张卡、同一个账号,但是系统间的操作互补影响。
校园卡不仅具有消费功能,而且存储学生信息,学校可以通过校园卡对学生进行身份识别和汇总查询等功能。
信息资源的集中共享和管理,一卡通系统以软件和硬件相互集成的综合系统,在数字校园网中实现对学生信息的统一认证,统一的信息管理,以及数据库信息的共享，实现多个网络对一张卡的设置、管理和查询功能。
2.2.2系统的具体需求分析
根据校园一卡通的特征和服务对象，校园一卡通系统的具体需求分析如下：
1.建立一卡通信息服务平台
一卡通服务平台包括两个部分,第一部分为学校管理部分,主要负责对校园卡的结算,这一部分以校园卡系统为平台,建立消费、银行电子钱包、身份识别、挂失、解挂、注销、补办、存款等等信息,数据平台实现一卡通中心数据库及校园的其他管理信息系统相关数据库的对接,持卡人的基本信息和电子钱包作为统一的共用数据在各个子系统中实时共享,某一个子系统更改了其中的数据,则在全网段立即生效。
第二部分是持卡人的自主服务平台,平台为师生提供网络接入服务,可以为用户提供个人业务查询,实现对校园卡电子钱包余额查询和电子钱包的圈存、密码更改、挂失、注销等功能。
2.校园卡的基本信息管理
校园卡基本信息主要持卡人的基本资料,如:
姓名、性别、出生年月日、所在学院、专业、年级、寝室号、联系方式等。
这些信息用于用户在图书馆和阅览室以及宿舍楼等进行身份信息的识别和管理。
3.校园卡的消费功能
校园卡及银行之间实现网络对接,校园卡具有电子钱包和过度性存储两个账户,其中电子钱包用于日常消费,包括食堂就餐、上网、校园超市购物等其他校园消费。
另外电子钱包账户持卡人的基本信息,以方便用户的信息查询和挂失、补卡等功能。
过渡性存储账户用来存储用户的大额现金,从而避免携带大量现金。
用户可以通过用户终端的pos实现过渡账户到电子钱包的资金圈存。
2.3校园一卡通管理系统的基本设计原则
1.以人为本
为了做到以人为本，系统的设计要围绕人们的实际需要，以实用、简便、经济、安全为原则，同时还要照顾到不同人群的不同需要，满足校园管理的使用功能。
2.可靠性
系统的设计应具有较高的可靠性，使系统能够在相当长的时间内正常运行。
如果系统发生意外或者出现故障造成了系统中断，则要保证数据的完整性、准确性和一致性，并能够快速恢复。
3.数据安全
对于系统消费设备，要求具备断电能保存数据的存储器，而对于系统服务器要能进行数据实时备份，如果断电也要求有备份服务器进行系统数据的采集，因此有必要采取保障措施来保证系统数据的安全和可靠。
4.易操作性
校园一卡通系统是面向学校各种层次的人员使用的系统，因此系统要界面友好，操作简单，不能给用户带来不便。
5.可行性强
一卡通系统要以现有成熟的产品为对象进行设计，同时兼顾考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，使设计的方案现实可行。
6.可扩充性
当今科技迅猛发展，系统的设计要考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有可扩充的升级性，所以，系统要求新增加的节点不能影响现有系统的使用，而对于软件功能的升级，则要求能通过网络进行远程升级和维护。
2.4校园一卡通卡片选择
目前高校普遍采用的是非接触式IC卡、射频卡和CPU卡。
IC卡分为接触式和非接触式（ContactlessCard）,第一代校园卡综合消费系统广泛使用接触式IC卡，接触式卡片存在着操作慢、环境适应性差、可靠性欠佳等问题，在第二代系统以后逐步被淘汰，非接触式IC卡，以其独有的无接触过卡方式、独有的恶劣环境适应能力、优良的电气和机械特性、极高的安全性，受各界用户的青睐，而且将逐渐取代现有的接触式IC卡，成为应用最为广泛的主流卡，目前第三代系统和第四代系统广泛使用非接触式IC卡。
非接触式IC卡分为三种。
射频加密卡（RFID）射频卡的信息存取是通过无线电波来完成的，主机及射频之间没有机械触点。
其内嵌芯片除了ID编码、控制逻辑外，增设了射频收发电路。
如HID﹑Indala﹑Ti、EM等。
射频存贮卡（RFIC）射频存贮卡也是通过无线电波来存取信息。
它是在存储卡基础上增加了射频收发电路。
射频CPU卡（RFCPU）射频CPU卡同样是通过无线电波来存取信息。
它是在CPU卡的基础上增加了射频收发电路。
非接触式IC卡由于采用射频技术，没有较统一的标准，市场上存在不同品牌、不同频率的卡片。
这些卡片主要分为只读卡（只有一个ID编号，称ID卡），和读写卡（具有存储空间，称存储式IC卡），等。
随着网络的飞速发展和日趋成熟稳定，在“一卡通”系统中采用哪种类型的卡已变得不再重要，因为所有数据信息都在系统数据库中得到可靠保存。
因此，校园“一卡通”可支持互联的IC卡设备，各子系统根据各自的特点选用不同的IC卡，以适应不同子系统的需要。
第3章校园一卡通管理系统的设计
3.1校园一卡通管理系统的总体设计方案
本文首先分析了及校园一卡通系统相关的技术和设施，为设计和实现奠定基础。
其次，遵循实用性、经济性和扩展性等原则，给出了校园一卡通管理系统的整体规划，针对校园一卡通管理系统的网络体系结构进行了研究，在充分保证网络安全的前提下，采用先进的交换式以太网技术和虚拟局域网技术，增建数据中心，开设银行专线，改进子网，设计了三层网络结构的一卡通网络系统。
最后，根据学校实际工作的需要，对学校食堂管理、学校图书馆管理、学校门禁管理三个应用子系统进行了分析、设计和实现。
从而在很大程度上实现校园的数字化建设,给学生的生活、学习和工作带来便利的同时帮助管理人员在业务处理上实现自动化管理,并在很大程度上减少了工作量,提高了操作的准确性。
校园一卡通系统的总体设计,是在坚持实用性、稳定性、经济性和扩展性的基础上,借助校园网传输数据,实现各类收费和各种身份识别。
基于此,一卡通系统的设计目标如下:
在全校范围内受理和记录持卡人在任何时间、任何场所提出的任何合法的服务请求,以打破时空限制,充
分利用学校资源,提升学校管理水平,提高办学效益。
高校一卡通工程是高等教育的一个重
大进步,给高等教育带来了崭新、积极的变化。
各高校应抓住这个机遇,构建符合本校需求的一卡通系统工程,以推进信息化校园的发展。
主要遵循一下几点:
（1）一卡通系统应注意系统可扩充性IC卡应用面非常广,因此,不可能一次建成,这就要求学校根据自己需要不断扩大校园卡应用范围,如学籍管理系统、教职工考勤系统等。
硬件的系统设计应采用分布式系统,计算机应留有充分余量和通讯接口;软件设计应采用功能模块,子系统的增加或子系统功能的增加应该只是功能模块的增加,这样系统就不会受技术改造或结构网点的扩展而重新构建。
（2）利用已有校园网,建立一个校园一卡通系统的网络运行环境,实现校园卡基本数据的实时传送,动态掌握每一位持卡人的情况,提高学校的各项管理水平。
保证卡挂失的黑名单能够实时、有效地下载,最大限度地保护持卡人的利益,保证校园卡系统的安全运行。
（3）及银行合作建设的模式。
一方面银行可以发展储户,另一方面高校方也节约了资金,双赢互利。
但及银行合作应注意以高校为主,应满足高校发展的需要。
（4）建设大型的数据库,满足日益增长的需要,为师生提供更多更优质服务。
一卡通管理系统结构图如图3-1所示。
图3-1一卡通管理系统结构图
3.2校园一卡通管理系统设计目标
校园一卡通系统主要由一卡通数据平台和各应用子系统构成，校园一卡通项目的实施也主要是围绕这些展开。
由于校园一卡通系统涉及到消费系统、门禁系统等，所以必须考虑系统的实时通讯和非实时通讯两种运行模式的顺利切换，一个安全稳定的校园一卡通系统要求两种模式密集结合使用，一旦网络或者电源出现故障，校园一卡通系统的终端设备（如消费系统、门禁等）必须具备脱网使用的功能。
（1）建设后台数据库的同时，进行基本信息的采集，包括老师和学生的信息。
（2）各子系统的建设，入餐饮pos的架设，浴室改造，圈存转账机的安装，图书馆机房系统的改造等。
（3）建设后期的集成及调试并试运行，发卡正式使用。
校园一卡通系统应该满足实用性、稳健性、安全性、经济性、先进性以及可扩展性,在校园网内部实现数据的安全可靠传输,实现校内消费、缴费和身份识别。
校园一卡通系统达到以下设计目标：
（1）全校建立“一体化”管理平台,促进校园一卡通系统的发展和校园的信息化,实现信息在校园的共享,在学校实现数据传输的网络化,用户终端的智能化和结算管理集中化。
（2）在校园一卡通管理平台的基础上,实现各个系统间的互通,形成校园内部管理信息化和共享数字化的环境。
（3）实现校园内部各类收费、身份验证等统一的管理模式和接口规范,以方便用户在后期扩展和软件升级。
（4）校园一卡通实现及银行系统对接,通过圈存机能够将银行卡上的存款圈存到校园卡上,从而实现校内的方便消费。
（5）实现校园内各类身份识别的证件、图书借阅、门禁系统、食堂售饭、机房上机都由校园卡替代,实现在各个校区的上网只用一张卡即可。
一卡通管理系统设计图如图3-2所示。
图3-2一卡通系统设计图
3.3校园一卡通管理系统网络结构设计
校园一卡通系统总体网络结构如图所示,主要包括数据中心、银行、学校网络应用以及校园网组成部分等四大部分组成。
其中数据中心主要是指数据库存储服务器和数据库备份服务器两部分,网络应用部分包括Web查询服务器、应用服务器以及交易前置机组成。
网络堆控制器以及各个路由、交换机等组成了校园网络部分。
校园网及银行和圈存机之间通过专线连接。
其中交易前置机主要是负责各类终端设备的接入并开放TCP/IP端口,接收总终端pos机传来的交易数据,并将交易数据发送给后台的业务主机,然后将后台主机的返回报文传递给终端pos机。
一卡通管理系统网络结构图如图3-4所示。
图3-3网络结构图
第4章校园一卡通管理系统模块设计
4.1消费模块设计及实现
校内消费系统主要由管理主机、校园卡、消费终端（收费机）、网络通信卡、收费管理软件、通讯软件等组成。
当持卡人在收费机上使用电子钱包消费时,消费终端机读取IC卡号交给服务器,并且从服务器数据库中下载及此卡号相对应的金额数据并显示,以及对此数据进行消费运算处理,然后传回服务器数据库。
财务系统根据收费机中存储器记录的个人信息、时间、消费金额、累积使用情况校园“一卡通”系统的设计及实现等流水账信息,自动扣除相应款项,实现自动化结算。
一卡消费模块设计图如图4-1所示。
图4-1消费模块设计图
消费系统实现图如图4-2所示
图4-2消费系统实现图
消费系统实现关键代码如下：
4.2门禁模块设计及实现
门禁系统主要是通过校园一卡通来识别学校员工,达到保护校园的目的,门禁系统包括对校园卡的识别、验证用户的合法性,以及及数据库的比对,如果验证合法则门,否则提示为无效卡。
在门禁系统中主要是设计一卡通信息库类、锁权限库类、主机类以及判断器类,其中锁权限库实现对电锁的编号、查询电锁权限,返回电锁权限;主机类实现读取一卡通信息、获取电锁信息;一卡通信息库主要实现查询用户和返回用户信息,判断器实现对比较判断并返回是否开锁，实现过程：
当持卡人进入公寓时,首先进行1次刷卡,这次刷卡是对用户身份的确定,看该卡是否是有效卡。
如果是黑卡,则系统报警;若是有效卡,则系统检测是否是过期卡,若是过期卡,则系统无反应,持卡人不能进入,若是卡片在规定期限内,则系统驱动道闸开门,持卡人进入,同时系统写入信息,大门关闭。
门禁模块设计图如图4-3所示。
图4-3门禁模块设计图
门禁系统实现关键代码如下：
4.3图书管理系统模块设计及实现
图书管理系统是一卡通系统平台的重要应用之一，及一卡通系统紧密关联，通过网络及一卡通中心数据库进行通讯，实现数据同步，防止非法借阅，方便了工作人员对图书将进行管理和归类，并有效的防止了乱架等现象的发生。
图书管的管理员可以通过该系统控制人员的出入和实现图书的高效管理，而读者持校园卡可以在图书馆内享受该馆提供的一切服务。
图书管理系统模块设计图如图4-3所示。
其功能具体表现在以下几个方面：
（1）门禁功能：
在阅览室门口设立门禁，读者通过刷校园卡出入图书馆，实现了对进出人员身份的管理。
借还功能：
管理者通过使用读卡器读取校园卡的信息，然后对书籍进行条码扫描即完成借阅过程，归还图书时管理者只需扫描书籍的条码即可。
图4-4图书管理模块设计图
（2）收费功能：
在需要进行收费的窗口提供收费扣款，例如图书赔偿、资料复印、打印等，并对收费的对象、时间、原因、金额等信息进行记录。
（3）自助功能：
读者通过图书馆提供的自助服务终端可以查询自己的借阅情况和图书馆的藏图书的情况，可以修改密码，还可以查阅图书馆的电子文献资料。
（4）统计功能：
系统的数据服务器可以对到馆人数、各类窗口的图书的借阅情况、收费情况、图书流通计、图书借阅量等信息进行统计分析。
图书管理系统如图4-5所示
图4-5图书管理系统图
图书馆系统实现关键代码如下：
一卡通管理系统实现图如图4-6所示：
图4-6一卡通管理系统实现图
校园一卡通自助服务系统实现图如图4-7所示：
图4-7自助系统实现图
总结
高校一卡通工程是高等教育的一个重大进步,给高等教育带来了崭新、积极的变化。
各高校应抓住这个机遇,构建符合本校需求的一卡通系统工程,以推进信息化校园的发展。
通过校园一卡通管理系统可以加强校内收费的管理，避免乱收费和产生“小金库”，形成“一卡通用，走遍校园”的全新格局，作为“数字化校园”的标志性应用产生了积极的社会效益和经济效益。
总之，校园一卡通管理系统为实现学校真正意义上由传统校园向数字化校园质的转变奠定了良好的基础。
本论文所研究的校园一卡通系统，是在学校校园网的基础上建设一个校园一卡通网络平台，对校园管理中使用到得各个子系统进行集中管理和控制，从而实现在全校范围内的身份识别、管理和消费的统一，真正实现“一卡在手，走遍校园”的构想。
在系统结构设计方面，建立一体化的一卡通系统平台，使用统一的数据库，实现身份识别、消费和管理的统一。
在网络结构设计方面，充分利用了学校的网络资源，大大提高了数据的共享性。
致谢
本论文是在导师陈红梅教授的悉心指导下完成的。
在研究和论文的撰写过程中，导师对我的课题研究进行了具体指导，多次帮助我对其进行深入的分析，提出了很多宝贵的意见和建议，在导师的引导下我顺利的完成了课题和论文的撰写工作。
导师严谨的治学态度和勤恳的工作作风以及无私奉献的高尚品质，将使我终身受益。
此外还要感谢我的同事，他们在工作中给予了我无私的帮助和指导，并在课题研究过程中经常和我讨论，不断启发我的思维，还帮助我解决了所遇到的一些技术难题。
感谢所有关心、支持和帮助过我的朋友。
参考文献
[1]戈雅斯，校园一卡通系统的设计及实现中国科学院研究生院数字校园专栏2010.9总第121期
[2]李宏烨，校园一卡通系统的设计及实现山东大学[硕士学位论文]2013.10.20
[3]赵迎春，校园一卡通系统的设计及实现营口职业技术学院《自动化技术及应用》2014.第33卷第2期
[4]杨莉民，校园一卡通的设计及实现电子科技大学[硕
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