戴 莹, 李坤伦

(长安大学教育技术与网络中心, 陕西 西安 710064)

0 前 言

数字化校园建设是基于计算机网络技术，将学校从环境(包括网络、设备、教室等)、资源(诸如图书、讲义、课件等)到活动(包括教、学、管理、服务、办公等)逐步数字化，形成一个数字空间，通过设立统一的用户管理、资源管理及权限控制等方式，达到“网上办公、网上管理、网上教学、网上服务”的目的，将学校建设成超越时间、空间的数字化校园.

校园一卡通系统是以非接触式IC卡作为身份认证、信息储存、储值消费及信息传递的介质，依托计算机数据库、网络通信技术，使校园内各项管理子系统有机地衔接起来.它取代了传统的管理模式，集学生证、工作证、身份证、借书证、医疗证、会员证、就餐证、钱包、电话卡、存折等功能于一卡，体现了“一卡在手，走遍校园”的理念，加强了校内资源共享，减少了重复建设的投入.实现校园信息管理及消费服务方式的智能化和数字化，是当前高校数字化校园建设的重要组成部分及关键切入点，同时也是数字化校园中信息采集的基础工程之一.本文仅针对长安大学一卡通系统的设计与功能实现进行了相关的研究与探索，希望能对大家有所启示.

图1 长安大学数字化校园总体架构

1 长安大学数字化校园建设的总体架构

长安大学数字化校园建设的总体技术架构为在校园网络的基础设施层、基础服务层之上，以应用支撑层为基础架构，应用系统层关键业务系统为核心，其所有应用在“信息门户层”中集中展现，构建面向服务、安全可靠、操作便捷、规范统一、灵活可扩的数字化校园，为学校的教学、科研、管理提供全面的人性化服务.

数字化校园的支撑平台包括信息门户平台、统一身份认证与授权平台和公共数据库3大平台,其中信息门户平台位于数字化校园体系结构中的最上层，实现数字化校园各应用系统与用户的交互服务过程，给师生提供一个访问信息化服务的统一入口，是数字化校园对内服务的窗口；统一身份认证与授权平台提供统一管理多个应用系统的用户和身份认证功能，该系统的使用满足用户不需记忆不同的密码及身份，仅通过信息门户平台即可实现单点登录，为统一构建的业务系统提供一致的权限服务模型，整体上避免了重复投资；公共数据库是对数字化校园中各种结构化数据，包括数据库、数据仓库、数据集市中的数据进行统一管理的平台，采用统一的数据交换平台集成全校异构数据，公共数据库的建设将统一学校各业务系统的数据标准，整合各应用系统的共享数据信息，为上层综合应用提供一致准确的数据来源和积累.

2 基于数字化校园平台的一卡通系统设计

一卡通系统是数字化校园建设中的基础平台和重要应用，因此在设计上必须服从于数字化校园的总体规划，该系统不仅是消费系统，同时还应具备身份识别及管理功能，与学校数字校园建设相结合，建立统一的用户身份信息库，为与其它应用系统的互连互通打好基础.

2.1 一卡通系统的建设目标

通过与已有的公共数据库、统一身份认证平台、信息门户平台预留的扩展接口进行平滑对接，实现数据共享，完成与数字化校园公共服务平台的有机整合，最终实现用户身份识别、消费服务、金融、信息服务及自助业务的一卡通.

2.2 一卡通系统构架

一卡通系统的设计应遵循安全性、同步性及可扩展性原则.从网络通信系统、主机操作系统、数据库平台系统、应用系统、卡及终端设备等多个方面确保系统及数据的安全；同步性应实现全局实时同步反应时间小于1秒，更改账户信息实时生效，存款、开户/撤户、挂失、解挂、更改密码等账户操作30秒内实时生效，转账金额实时生效；系统建设需遵循标准化原则，采用三层标准结构，软硬件系统具有可扩展性，便于系统的扩展及升级，所有接口开放、公开，提供源代码，便于第三方系统的接入.

图2 一卡通系统结构图

长安大学一卡通系统的建设涉及3个层面，即一卡通中心平台、一卡通前置系统及一卡通应用.一卡通前置系统包括财务转账核算系统、综合信息服务查询系统；一卡通应用包括卡务中心、食堂消费 、门禁管理 、水控管理 、学生宿舍电控管理 、教工自助购电 、班车管理 、数字迎新(含老生注册功能)、综合离校 、会议签到 、通用场馆管理及其它缴费管理等15个应用子系统.其中一卡通中心平台建设是一卡通系统建设的重点所在，其涵盖一卡通数据中心、用户身份认证及权限管理子系统的建设，最终达到以后台服务的方式完成登录工作站的身份验证及操作员身份、操作权限验证；提供结账、对账等金融服务，完成人员身份信息的更新及同步服务.其中人员身份信息更新是整个一卡通系统的关键所在，其所有数据都来源于校园公共数据库，下面将对此进行着重介绍.

2.3 一卡通系统与公共数据库之间的数据同步策略

对于任何一张中间表数据，公共数据平台拥有完全的读写权，同时也是同步信息的最新版本.而一卡通系统对数据仅仅拥有update字段的写权限以及其他字段的读权限,其数据同步策略可根据如下的字段内容自行决定，也可参照提供的建议实施同步策略.在此过程中，每一个中间表都包含3个字段，具体如表1所示.

表1 一卡通与公共数据库同步数据标记表

其更新和同步策略如表2所示.

表2 一卡通与公共数据库数据同步策略表

一卡通系统通过更新update即可实现数据同步和状态记录.公共数据平台添加人员信息时，首先根据人员信息进行人员分类，将人员分为学生、教工及外来人员3大类，并把对该数据的操作保存在相对应的学生、教工、外来人员的中间表中，以供一卡通身份管理系统使用，中间表内保持业务数据的最新状态，一卡通身份管理系统自行决定采用何种策略来保持同步，信息同步后需及时更新update字段内容,其数据流程如图3所示.

图3 公共数据库到一卡通数据流图

整个数据集成是通过oracle Oracle data integrator 工具实现.下面以学生表为例，对数据集成过程中进行简要说明.

学生表结构如下：

Create table 学生基本信息

drop table tra_students cascade constraints;

create table TRA_STUDENTS

(

ID VARCHAR2(32) not null,

NAME VARCHAR2(30) not null,

SEX VARCHAR2(1) not null,

PID VARCHAR2(40) not null,

STUDENT_NO VARCHAR2(20) not null,

BIRTHDAY VARCHAR2(8),

CERTIFICATE_NO VARCHAR2(20),

CERTIFICATE_TYPE VARCHAR2(16),

ENTRANCE_DATE VARCHAR2(8),

COUNTRY VARCHAR2(3),

FOLK VARCHAR2(2),

ZHENGZHI VARCHAR2(2),

NATIVEPLACE VARCHAR2(40),

XUEZHI NUMBER(5),

XIAOQU VARCHAR2(30),

BH VARCHAR2(32),

MAJOR_SET_ID VARCHAR2(32),

DEPARTMENT VARCHAR2(32) not null,

ADDRESS VARCHAR2(60),

ZIPCODE VARCHAR2(6),

PHONE VARCHAR2(100),

EXPIRE VARCHAR2(8)

VERSION NUMBER(6),

YXBJ CHAR(1),

UPDATE NUMBER(6) ,

)

;

当公共数据库有一条新增数据时，version字段赋值“1”，yxbj字段赋值“1”，update赋值“0”；一卡通系统一旦判断update为“0”，即开始进行数据同步，并将update赋值为“version”；当公共数据库有一条更新数据时，version字段赋值“vision+1”，yxbj字段值保持不变，update赋值不变；一卡通系统一旦判断update小于version，即开始进行数据同步，并将update赋值为“version”.

3 一卡通系统与数字化校园平台关联的实现

校园一卡通系统依托数字化校园平台，使校园内各项管理子系统有机地衔接起来并逐步完成与网络收费系统、图书馆管理系统及医院管理系统等校园业务系统的对接，最终以校园卡替代以往各种证件的使用,充分发挥其电子钱包的强大功能.下面以长安大学图书馆管理系统与一卡通系统对接方案为例，详细介绍一卡通系统与数字化校园平台关联的实现.

图4 图书馆管理系统与一卡通系统集成架构图

一卡通系统与现有图书管理系统实现无缝连接，使用校园卡取代图书证，需更换原有的图书卡读卡器，使之能够阅读校园卡，并与现有图书借阅管理系统对接，其与校园一卡通系统是通过紧耦合方式进行集成.

在集成中，图书馆需提供学号、教工号与图书馆汇文系统所用证件号的对应关系表；第三方接入服务器需安装图书馆应用软件，维护人员根据具体的图书馆及用户需求做设定；图书馆需提供具体商户数目并及时开户，以便于超期用户及时缴纳罚款.对接服务器应为双网卡，同时连接图书馆局域网以及一卡通专网.

图5 图书馆一卡通借阅流程图

图4中，图书馆系统结构不变，只需在其网络中添加一台第三方接入服务器，这台服务器同时连接一卡通专网.功能上，第三方服务器的作用是将图书馆读者的证件号码(学号或教工号)传递到一卡通的后台数据库，进行身份确认或交易流水(超期罚款)，以完成校园卡代替借书证的功能.其流程如图5所示.

图5中，图书馆数据库和一卡通数据库进行了数据库对接，即读者拥有校园卡，并且图书馆数据库中有该读者的信息，则该读者可以借书；若系统提示无证件号码，说明该读者没有借阅权限，则需办理借阅手续.

4 结束语

一卡通系统建设是数字化校园建设的基础平台和重要应用，该系统不仅是消费系统，同时还需具备身份识别功能和管理功能；一卡通系统应与数字化校园的公共数据库、统一身份认证平台及门户平台完成平滑对接，通过预留扩展接口实现数据共享，建立起安全稳定、功能全面、扩展灵活、管理方便的以校园卡为媒介的综合服务平台，为广大师生员工的教学、科研、管理及生活提供便捷的电子化服务，实现“一卡在手，走遍校园”的构想.

参考文献

[1] 段智敏, 王如龙, 孙美青. 基于一卡通的数字化校园资源整合研究与实现[J]. 计算机工程与科学, 2008,30(1):8-11.

[2] 林葱,蔡秀珊. 校园一卡通系统的总体设计和实现[J].中国教育信息化,2007,(7):49-52.

[3] 王天亮,陈刚,徐宏炳. 基于共享数据库的数据共享技术[J]. 计算机工程与设计,2007,4,28(8):1 923-1 926.

[4] 史 鑫,朱巧明,李培峰,等. 面向数字化校园的共享数据库中心的设计[J]. 苏州大学学报,2006,7,22(8):37-41.

[5] 宋文功,杨培敏. 数字化校园与校园一卡通如何实现关联[J].中国防伪报道,2008,(8):38-40.

[6] 邓 英. 数字化校园建设中公共数据整合方案研究[J]. 电脑知识与技术: 学术交流, 2008,(2):589-591.