智能卡校园应用解决方案

随着教育规模的不断增大,校园内各种基础设施的增加和智能化的应用,智能卡已经被广泛应用与各个校园之中,使得学生一卡在手便可使用图书馆、食堂等所有公共设施并记录下个人信息。智能卡已经是现代校园管理体系中不可或缺的一部分。

智能卡(Smart Card) :内嵌有微芯片的塑料卡(通常是一张信用卡的大小)的通称。一些智能卡包含一个RFID芯片,所以它们不需要与读写器的任何物理接触就能够识别持卡人。

随着教育规模的不断增大,校园内各种基础设施的增加和智能化的应用,智能卡已经被广泛应用与各个校园之中,使得学生一卡在手便可使用图书馆、食堂等所有公共设施并记录下个人信息。智能卡已经是现代校园管理体系中不可或缺的一部分。

 1.智能卡的特点

智能卡又称IC卡(Integrated Circuit Card) ,是将一个专用集成电路芯片镶嵌在一块标准大小的塑料片上制成。 该集成电路芯片由微处理器和存储器组成,自带卡内操作系统,具有运算和存储能力,并可通过计算机系统对其存储的信息进行加密,有读写安全保护机制。IC 卡具有存储容量大、保密性好的特点,是计算机硬件技术与软件技术高度结合的产物。

IC卡卡面可以印有持卡人的姓名、性别、所属部门等多项个人基本信息及其照片,以及发卡部门和时间。卡内除了存储持卡人的个人基本信息外,还存有IC 卡的生产和发行代码,用户的类别、权限、密码、注册信息和有效期、存款余额等信息。

与其他种类的磁卡、条码卡、穿孔卡相比,IC卡具有极好的安全性,其芯片本身为安全性提供了较好的保护措施。对持卡人身份的验证可在IC 卡内部完成,对卡内信息的访问需在核对密码之后方可进行,使信息有可靠的安全保证,同时可明显减轻网络的负担。

 借助计算机网络,通过“网——卡结合”的方式,将IC 卡作为个体信息的记录媒体,计算机系统作为群体信息的记录媒体,实现一卡多用。 这样,既方便了使用者和系统管理人员,又可使校园网络发挥更大的作用,进一步推动学校管理的现代化。

2.智能卡应用系统的基本组成及工作过程

IC卡管理系统是一个集成化的多用户信息系统,系统由IC 卡、前端设备、后台设备、网络系统、数据库系统、系统软件和应用软件组成。 前端设备包括IC 卡读写器和计算机,它将IC 卡中的信息读出,进行持卡人的身份和权限鉴别,必要时可通过网络向后台设备发出授权请求。 在确认了持卡人的合法身份和权限之后,即可提供相应的服务,并将相关信息写入IC 卡和数据库中。 后台设备指网络上的服务器,它通过网络将若干个前端设备连接起来,主要实现授权过程的管理和数据处理。

 3.校园智能卡应用系统的设计目标与设计原则

3. 1 设计目标

校园智能卡应用系统是以校园网络为基础,以IC 卡为个人信息载体,以IC 卡读写器作为局域网的前端设备,直接与持卡人进行信息交换。 它具有使用人员多、服务项目广、运行速度快及安全性能高的特点。 因此,校园智能卡应用系统的设计目标是:

(1) 建设一个先进、实用、有一定规模的校园网络系统。 其服务对象包括教学、科研、图书馆、行政管理等各个部门;

(2) 在各个部门之间实现信息共享;

(3) 实现快速的身份鉴别和服务、收费信息的自动采集;

(4) 用智能卡代替现行的学生证、图书借阅证、餐卡、上机卡,并建立个人资金帐户管理系统,实现一卡多用。

3. 2 设计原则

IC 卡应用系统的建设涉及到学校的管理方式、信息技术、网络技术等多方面的问题,必须严格按照软件工程的思想进行开发,才能保证开发的成功,保证系统能够正常运行。 在开发过程中要坚持几原则: 

(1) 校园智能卡应用系统的建设应参照有关网络建设的规范,结合学校的实际情况和发展规划进行;  

(2) 注意采用计算机、网络、数据库等方面的先进技术和产品,这是保证系统性能的重要前提; 

(3) 保证系统功能的实用性,切实满足使用要求;  

(4) 建立完善的安全机制,提供必要的容错能力,保证系统的可靠性和安全性;  

(5) 为便于系统的扩展,应有良好的互联性与开放性。

4 校园智能卡应用系统的功能

4. 1 发卡与授权管理子系统

将持卡人的姓名、性别、所属部门或班级等各项基本信息及其照片输入计算机管理系统,照片可采用数码照相的方法获得,亦可由普通照片扫描获得。 制卡设备将有关信息写入卡内的芯片,并印刷在卡面上。 同时根据领卡人的情况进行授权(如教师、本科生及研究生等) ,并记录IC 卡的生产和发行代码。 持卡人丢卡后可挂失。

 4. 2 个人帐户管理子系统

对每张卡均建立一个资金帐户,持卡人可存入任意数额的资金,亦可支取现金。 系统对所有帐户进行管理,可完成资金存入支出的账务处理、数据统计等。 设立个人资金帐户,既可使持卡人在校内的各种付费更加方便(如学费、餐费及医疗费等) ,又可加强对各种校内收费的管理。

4. 3 学籍管理子系统

每个学生持卡进行注册并交纳学费,系统将有关信息存入数据库并写入智能卡。 使用注册后的智能卡方可进行选课、进实验室和计算机房、图书馆借阅图书、食堂用餐及医务室就诊等。

4. 4 选课与成绩管理子系统

每个学生持已注册的智能卡进行选课。 根据每个人所在的专业和年级,限定其选课范围。 用所选课程以及指定的必修课建立该学生的成绩单,学期末将成绩和学分记入成绩单。系统可对全校学生的成绩进行多种方式的统计与分析,供各级领导和教师参考。

4. 5 实验室管理子系统

在教学过程中,学生要经常进入实验室和计算机房,其中一些是计时收费的。 可在这些地点设置系统的终端,每个学生持已注册的智能卡进入,输入密码后方可使用并自动计时;离开时,根据实际使用时间和收费标准,自动通过个人帐户管理子系统进行结算。 当使用过程中帐户内的资金减少到最低限额时,系统将给出提示。 可对有关设备的使用情况作记录,进行有关数据的统计与分析,供有关部门进行设备使用情况分析,确定设备维护与采购计划之用。

4. 6 图书馆管理子系统

图书借阅是高等院校图书馆中一项工作量很大的日常工作。 将智能卡与图书馆信息管理系统结合,可极大地提高图书管理的水平和服务质量。 学生和教职工持智能卡借阅,系统可快速准确地记录借阅信息。 在图书丢失、损坏需要赔偿,或超期借阅需要罚款时,系统将自动通过个人帐户管理子系统进行结算,既快速准确,又可严格执行规章制度。

4. 7 食堂管理子系统

在食堂就餐时将智能卡插入各服务窗口的读写器中,工作人员输入饭菜的价格,则系统自动从个人资金帐户中减去相应的金额。 可准确及时地进行数据统计和分析,彻底解决了使用现金或饭菜票带来的卫生问题。 也避免了饭菜票的流失,堵塞了管理上的漏洞。

4. 8 医务室管理子系统

在医务室就诊时,可自动完成挂号和各项交费,并可进行教职工和学生健康情况的统计。

目前国内已经有很多高校有了智能卡成功实施的案例,大家不妨参考一下。

最后附上一下IC卡的相关规范

IC卡是一种很规范的产品,不论其外形,还是其内部芯片的电气特性,甚至于其应用方法都受一些较严格的协议控制。最基础最重要的一套规范是ISO/IEC 7816协议。这套协议不仅规定了IC卡的机械电气特性,而且还规定了IC卡(特别是智能卡)的应用方法(包括COS中很多数据结构)。   

除了7816协议之外,在各个可能应用IC卡的特定领域内还有一些更为具体的协议,比如在中国,金融领域制定PBOC规范,交通管理体系,社会福利体系都有其特定的规范。这些协议规范都是建立在7816协议基础之上,且将7816协议加以具体化形成的。   

当然,7816协议并不是独立存在(定义)的,它里面有很多概念引自于其它一些相关的协议规范。比如在7816协议中有一些数据的组织采用了“BER-TLV”,而有关“BER-TLV”这个概念的详细表述则是在IEC 8825 ASN.1协议中给出。由此可见7816协议并非完全独出心裁,能够采用规范的概念的场合就不自作主张。这使得各种协议规范形成一个严密的体系。


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