校园一卡通系统建设方案设计与实施

    汕头职业技术学院由院本部、金园校区、新津校区和东墩校区组成，现有各类学生1.5×104多个，教职工700余人。根据学院信息化发展规划及系统部署进程安排，院本部和金园校区要实现网络同城互联并启动一卡通系统建设项目。该项目分前、后两期工程，前期工程包括：食堂售饭系统、智能水控系统、图书借阅系统等。后期工程包括：教务系统、上机管理系统、门禁考勤管理系统、智能控电系统、银行圈存转账系统等的扩展和接入，真正实现信息与资源的共享，实现全面一卡通应用。本文根据学院校园一卡通系统的建设目标和需求，设计了该系统的技术解决方案并付诸实施。

    1系统建设目标及需求分析概述

    “校园一卡通”是指在学校范围内，凡涉及到现金或身份识别的场合均采用卡来完成。该卡集学生证、工作证、身份证、借书证、钱包等于一体，达到证件、消费等收费和管理的电子化和智能化。

    一卡通系统建设要实现：1）形成统一的信息平台，促进教育信息的标准化，构建优良的数字空间和信息共享环境；2）在全校实现统一的电子支付和费用收缴管理，解决校园各类费用收缴烦、杂、难等问题；3）整合和带动各类管理信息系统的建设，提升学校管理效率和管理水平；4）促进学校网络应用平台的建设，逐步完成校内应用系统体系结构的升级。

    系统的需求主要从业务、功能、技术等角度进行考察，下面笔者仅对技术需求分析进行论述。技术需求主要包括：1）身份信息来源于统一身份管理中心，数据同步机制基于统一的身份中心和数据中心；2）建设一卡通专网以提高系统安全性和可维护性；3）整合现有异构系统；4）卡片结构设计需具备身份认证信息区、电子钱包信息区、自定义信息区及多电子钱包并且有足够冗余；5）可支持脱机支付；6）提供通用的开发接口，便于扩展和升级；7）须提供满足各类应用的集成、开发、运行和管理工具。

    校园卡方面主要的需求如下：选用非接触式射频卡；终端感应距离范围达到5~10cm；卡内的数据区存储身份信息和电子钱包信息，卡片采用目录式管理；卡中的个人身份信息包括持卡人的姓名、性别、学/工号、身份证号码等信息。

    2系统总体设计

    本系统的总体设计包括：系统总体框架、软件体系架构、数据流以及数据库等。

    2.1系统总体框架

    系统由数据中心、一卡通平台、接口服务器等三大部分构成。其中，一卡通平台采用COM+技术整合了卡应用系统、自助系统和管理系统；接口服务器则采用COM/DELL接口技术连接图书管理、教务系统、门禁系统等。如图1所示。

    COM+是基于二进制组件和接口的编程，通过使用透明RPC层，可以跨越进程和计算机边界进行远程方法调用。COM+组件可以在成品中升级和扩展，不会对使用它们的客户端应用程序造成影响。COM+把COM组件提升到应用层，它通过操作系统的各种支持，把所有组件的底层细节屏蔽。

    良好接口技术的运用使该架构伸缩性良好，耦合度低，便于升级扩充。

    2.2软件体系架构

    软件体系架构如图2所示。系统采用.NET开发环境，提供以COM+为中间通讯组件的三层结构，软件体系架构由数据层、业务层和表现层组成。其中，业务层（即中间层）主要负责业务规则、数据访问、合法性校验等工作。采用三层体系的应用程序最大的优点是把业务逻辑独立出来，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再由中间层与数据库进行交互。在业务逻辑需要改变时不影响表现层和后端数据服务层，因此，它能够满足校园一卡通应用程序可伸缩性或可扩展性的需求。同时，该系统为财务系统、教务管理系统等其它系统提供标准接口、API、动态库、第三方代理等，实时处理来自其它系统的业务请求，实现与其它系统的整合。

    2.3数据流图

    系统主要的用户群是学生和教职员工，因此，在对系统的数据流进行分析时笔者重点关注系统用户的数据流向。由于系统功能庞大，数据流层次较多，为简要说明系统的运行机制，此处仅将最为重要的顶层数据流图作重点分析。数据流图如图3、图4所示。系统的外部实体主要包括学生、教工、临时人员以及管理员等；系统对数据的加工主要包括持卡人资料管理、卡用户管理、系统管理、交易处理、银行前置机以及帐务处理等；数据存储主要包含历史交易表、帐户划结表、日结月结明细报表以及统计报表等。

    3数据库模型设计

    系统采用SQLServer2000数据库管理系统。在系统数据库中用于不同功能的表较多，主要有2类表：
    1）基本功能表。此类表的主要作用是记录其它表所需要的一些基础辅助信息。包括用户密码、学生个人信息、教师个人信息相应的表、消费记录信息表等；

    2）功能操作表。此类表用于记录各系统功能操作生成的数据。

    数据库的设计对于系统最终是否取得成功关系重大，各表及其字段的定义将直接影响到用户使用的效果。特别是与用户消费记录、系统帐务记录等相关的数据表的设计，更是重中之重。因此，采用性能良好的数据库管理平台对系统运行的稳定性和底层数据的安全性将起到关键作用。