嵌入指纹识别功能的一卡通系统在高校教学管理中的应用

2015-01-28尹希元赵海兵

中国科技信息 2015年6期

关键词：指纹识别一卡通考勤

尹希元赵海兵

1.西南石油大学；2.西南交通大学希望学院

嵌入指纹识别功能的一卡通系统在高校教学管理中的应用

尹希元1赵海兵2

1.西南石油大学；2.西南交通大学希望学院

随着电子信息技术的迅速发展，生物识别技术在身份验证中得到广泛认可和应用，指纹识别技术由于多方面优势备受青睐。本文旨在探讨将指纹识别技术引入校园“一卡通”系统，并结合实际阐述其在高校教学管理中的应用等问题。

概述

随着高等学校“数字校园”工程的不断推进和完善，基于校园网络的校园“一卡通”系统日趋成熟，成为绝大多数高等学校走向管理网络化、信息化、数字化的基础工程。校园“一卡通”系统集成身份识别、金融服务、公共信息服务等方面诸多功能，涉及校园生活的方方面面，一个完善的“一卡通”系统能够基本满足校园生活“一卡通”。“一卡通”系统的应用使得学校各个部门的应用系统规范统一，相互兼容，资源能够得到合理配置和共享；学校便于统一管理，特别是财务管理效率得到了很大提高，系统实现的统一身份认证，统一的消费、结算，最大限度地实现数据共享，提升学校管理水平，有力地促进学校的数字化校园建设。

在高校日常教学管理活动中，校园“一卡通”应用非常普遍，包括学生报到注册、学生自主选课、课堂考勤签到、考试自助报名缴费、考试身份识别、成绩查询等功能。这些功能的应用给高校教学管理工作带来了很多方便，但是也存在诸多问题。目前普遍使用的“一卡通”系统大多数应用成熟的非接触式射频识别技术，新生入学时由卡务中心将学生基本信息录入智能IC卡片中，通过验证卡号、输入密码的方式进行身份识别。由于卡片容易“消磁”、浸水、弯折、丢失，密码容易忘记或被别人破解，实际使用中有许多问题，给使用者带来不必要的麻烦和损失。目前急需一种更安全，更便捷，更有效的校园“一卡通”系统来解决上述问题，在传统的“一卡通”系统中嵌入指纹识别功能将是理想的解决方案。

指纹识别技术

指纹、面孔、发音、虹膜识别等技术均属于利用人体固有的生理特征或行为动作来进行身份识别的生物识别技术。其中指纹识别技术因其鉴别可靠性高、系统开发成本低等特点，发展最为成熟，实际应用最为广泛。人的指纹在胚胎发育过程中形成，受环境和基因等因素的影响，所以随机性极强，但是一旦形成将终身不会改变。每个人的指纹都具有独一无二的图案、断点和交叉点等信息，指纹识别系统就是将这些“特征”信息通过光电采集、数字图像处理、特征信息提取等技术转化为指纹数据，基于这些数据进行各种系统所需的身份识别。

指纹识别技术应用到校园“一卡通”系统中，将使得人与卡的一致性得到有效保证，甚至由于指纹具有随时随地随身携带的特点，在校园内可以进行“无卡”消费。在解决传统校园“一卡通”存在的诸多问题时，嵌入指纹识别功能的新型校园“一卡通”系统将给高校教学管理带来新的积极改观。

指纹识别技术在教学管理中的应用

1.学籍管理

在新生入学时，卡务中心会根据教务处提供的学生基本信息制作“一卡通”校园卡，这些信息包括学生姓名、学号、班级、院系、专业、学生入学照片等。在使用嵌入指纹识别功能的“一卡通”系统为新生制卡时，需要用指纹采集终端对学生指纹信息进行采集，可根据系统的安全需要采集多个手指的指纹，以便于今后在安全级别高的系统中采用复合指纹验证的方式提高安全系数。通过活体采样的指纹信息经过复杂的加密算法处理后存入学校统一管理的“一卡通”系统数据库，同时由卡务中心将该指纹信息连同对应的其他学生基本信息固化到“一卡通”智能IC卡中，发放给学生。

在每学年学生报到注册时，学生可不用携带任何其他身份证件到教务处学籍管理部门进行报到注册。这样可以避免学生因忘带或者丢失学生证、身份证等造成无法注册的情况，也可以防止学生替他人注册或者重复注册等。

2.自主选课和缴费

所有高校均开设公共选修课供学生根据自身兴趣爱好进行自由选择，许多高校的必修课或者专业方向选修课也要求学生通过选课系统进行选定。因为传统“一卡通”是通过用户名和密码匹配的方式验证学生身份，许多学生因为忘记密码不能及时选课，而一些学生因为对“一卡通”系统不够熟悉没有及时更改初始密码，导致有的学生错登他人账号进行选课，还有学生委托他人代为选课，导致错选或者漏选的情况发生，这些都给高校教务管理工作带来许多困扰。指纹识别功能的“一卡通”系统要求选课学生的指纹必须和系统指纹数据库中匹配成功方可进行选课操作，这样可有效避免上述情况的发生。

在教学管理中，学生常需要缴纳各种费用，如重修费，四六级、计算机等级考试报名费等等，一旦出现缴费信息错误，修改和退费工作会加重教务管理部门和财务管理部门的工作负担，影响学校行政工作效率。采用指纹识别功能的“一卡通”系统后，这样的问题则可迎刃而解。

3.课堂考勤

在高校教学过程中，课堂考勤工作是教学管理的一个重要环节，对促进学校优良学风建设，规范学生学习状态，保证教学质量具有重要意思，也是学生安全工作的基础。许多高校为提高课堂到课率做了很多尝试，但是效果差强人意。传统的课堂考勤主要是以老师或班委点念学生名单，学生答到的方式进行，这种方式存在诸多问题，如全员点名则时间长，容易压缩上课时间，随机抽点则无法掌握每一个学生的出勤情况，部份学生替他人答到造成考勤数据不准确等等。

通过教务管理系统和指纹考勤终端的连接，终端采集的指纹数据和系统数据库中课表对应的应上课班级学生指纹信息信息做匹配，匹配成功则考勤到课。没有考勤记录的学生，教师可根据学生请假情况登陆教务管理系统进行考勤维护。同时教师还可方便地查看所任课的班级学生出勤整体情况，根据需要进行数据分析。

这样的系统，能及时、准确地记录学生的课堂出勤情况，便于查询、统计，能很大程度上提高学生的课堂到课率；同时这种科学高效的考勤方式将教职人员从繁琐的点名、汇总统计工作中解放出来，使得他们有更多地精力投入到教学研究与改革，提高教学质量的努力中去。

4.考试身份验证

考试是高校教学过程中最重要的环节之一，是反映教学质量最公平和最直观的方式，因其涉及学校的声誉，师生的切身利益，故而应是非常严肃的。尽管绝大多数高校针对考试作弊都做了非常严厉的处罚规定，但是很多高校考试作弊现象是屡禁不绝。考试成绩和学生评奖评优、入党保研、重修交费、毕业就业等密切相关，部份学生由于自身原因没有做好复习备考的准备，心存侥幸希望通过“临场发挥”过关，有的人甚至请人替考。在重修考试、补考、毕业考试等重要考试中，替考现象尤其多发，其后果非常严重，所以杜绝考试作弊特别是替考是很多学校下大力气的工作重点。传统的考试身份验证模式是监考人员通过学生证、身份证或者校园“一卡通”卡片与教务系统中的姓名、学号及照片等信息对比判断考生是否为本人。但是，这些照片都不是考生本人的近期照片，由于考生可能存在发型，脸型等外观特征的改变，通过一张旧的证件照无法准确判别出考生是否是本人，于是导致部分替考者成漏网之鱼，这也给了其他试图作弊的人铤而走险的勇气。

对于嵌入指纹识别功能的校园“一卡通”系统，考生只需携带“一卡通”卡片即可参加考试。监考人员在验证考生身份时，用指纹识别终端现场采集考生活体指纹数据与考生携带的“一卡通”卡片里的指纹数据进行对比，如果匹配成功则验证通过，允许其参加考试。这样既可以对企图作弊的学生起到震慑作用，又可以给任课教师后期录入分数，分析成绩提供便利。

系统综合评价

1.成本

嵌入指纹识别功能在终端设备上须将传统的带读卡器和密码输入小键盘终端换成带指纹图像扫描功能的读卡器，可以联网工作也可以脱机工作。系统升级仍然基于传统系统架构，不必再建一套新系统。

指纹识别是众多生物识别技术中商业化程度最高应用最广泛的技术，市场上有很多可以选择的成熟产品，随着技术进步，行业竞争日趋激烈，价格越来越容易被广大用户接受。在不久的将来，带指纹识别功能将成为中低档智能手机的标准配置，每一个拥有智能手机的学生都是随身携带的服务终端。随着国家在第三代身份证内录入和身份匹配一致的指纹信息，高校甚至可以不需要单独发行IC智能卡，直接读取第三代身份证中的指纹信息用来做身份识别验证。

指纹识别将广泛应用于生产生活各方面，指纹和身份唯一对应关系使得指纹信息具有跨平台兼容性，所以系统建设的成本会越来越低。

2.安全性

和传统用户名、密码等身份验证方式不同的是，指纹信息不需要通过网络传回身份数据库中进行验证，终端系统也不需要预先存储用户身份信息，用户只需要在终端验证身份，终端将验证结果传回系统服务器进行处理即可。这种机制的优势在于减少关键数据信息在网络上的传输，减轻了网络通信的负担，提高系统运行效率，同时可以避免黑客通过数据拦截的手段对系统资料进行窃取。

对于有人通过制作指纹硅胶模套来伪造用户指纹进行身份验证的做法，随着指纹识别技术进步，目前已经有良好的应对措施。根据实际使用效果来看，目前流行的电容式指纹识别仪可以辨别伪造指纹，对于虚假 “指纹膜”具有较好的屏蔽作用。同时为了增加系统的安全性，在获取某些重要服务权限时，可以通过多个指纹符合验证来降低他人非法伪造指纹的风险。另一项最新技术则可完全避免伪造指纹的可能，新一代的指纹传感器无需刷指纹，只需将手指按在传感器上，传感器通过发出射频信号来检测手指的纹路，数据的获取是从真皮层扫描指纹，只有真人的手指才能完成这样的指纹提取过程。