基于IC卡的机房管理系统设计

    当今，计算机在高校的应用已很普及，各高校相继建成许多微机房，其中有数百台计算机的大机房，也有几十台计算机的小机房．在这些机房中有相当一部分的管理方式还很原始，采用手工表格填写管理模式，在这种管理方式下，管理人员对学生和机器的动态管理显得力不从心，机器使用率降低．目前，有许多学校在机房管理上使用了IC卡，但还是不尽人意．对其机理进行分析，以往用的IC卡机房管理系统有2种模式：一种是在每个机房中配置了1个IC卡读写终端、1台微机和1个电源控制器。用户刷卡后可以通过电源控制器打开相应的终端上机，但该方案需要额外的硬件设备．此外，它只能实现对各终端进行开关控制，而不能对用户上网或对其他软件资源的使用进行管理．另外一种模式是每个客户终端都配备了读卡器，用户开机和关机前都必须插卡，并以此来实现对机房资源的管理，但该方案会大大增加系统的造价．综合上述2种模式，我们依据机房现有条件及将来的扩展，取其之长，进行了新的设计．

1 机房管理系统的总体设计 

1．1 系统总体框架设计 

    机房管理系统的总体框架(如图1所示)包括发卡系统、客户端子系统、以及IC卡机房计费系统等．发卡系统又包含有办卡子系统、挂失和解挂失子系统、充值子系统、查询子系统和退卡子系统．客户端子系统包括了用户登陆和计费控制2部分．计费系统包括了网络监控、费率设置以及按费率结帐子系统．

图1 机房管理系统总体设计 

1．2 系统的主要硬件构成 

    该系统的硬件主要有以下几部份组成：IC卡+读卡器十服务器+网络．IC卡是一种内部具有存储和处理能力的集成电路卡，在响应外部激励时其本身能够建立或修改数据，它的存储容量大大超出了磁卡，具有很好的安全性．IC卡从内部结构分为存储器卡、逻辑加密卡和CPU 卡；按连接方式分为接触式和非接触式IC卡．由于非接触式IC卡比接触式IC卡具有更高的可靠性、且操作方便，因此本系统的设计采用了非接触式IC卡．非接触式IC卡又称射频卡，是射频识别技术和IC卡技术有机结合的产物．IC卡具有标准化、智能化以及安全性的特点，所以可以将其作为学生上机学习的“身份证”，从而实现机房的信息化管理．
本系统采用的是非接触式IC卡，中主要记录有用户的学号、密码、金额、以及卡号等用户的基本信息.

1．3 系统的软件平台 

    系统采用微软．NET技术，基于B／S结构，脚本为VB，数据库用SQL SERVER 2000来实现，该系统留有对外的软、硬件接口，易于功能扩充． 

2 各部分的功能介绍

2．1 发卡系统功能介绍 

    发卡子系统主要记录办卡人的基本信息，比如：专业、班级、学号、姓名、性别、密码、卡编号、金额、办卡日期等信息．然后将这些信息存入持卡人基本信息表，这张表中除了记录以上信息外．还要有该卡是否挂失的字段，该字段可以用来表示该卡是否有效，刚办理的IC卡应当都是有效的．卡分为2类：班级卡和自费卡．班级卡无需充值，只是在发卡时在补贴项目输入nh的机时，供上课使用．自费卡需要充值，在管理中心刷卡时仅能获得1个座位．此系统中还包括换卡功能，主要是给已有IC卡的学生更换1张IC卡，主要用于更换非人为损坏的IC卡．机房管理系统的数据库总体设计如图2所示．

图2 机房管理系统的数据库总体设计 

    挂失解挂系统主要是在持卡人的卡丢失时，能及时向网络中心报告，从而减少持卡人相应的损失．挂失表中主要记录丢失卡人的卡编号、学号、姓名、密码等信息． 

    解挂主要是如果持卡人找到丢失的卡时，能将系统对该卡的禁用解除，使持卡人能继续使用该卡．在机房总数据库服务器中包含了持卡人基本信息表、挂失表和解挂表．发卡端可以直接操作这3张表，这些操作包括查询、修改、删除等，这样做使上述操作更快地对用户生效．当各个机房的子服务器开机时，它们从机房总数据库服务器中下载有效持卡人的基本信息表．如果有人到发卡端挂失或进行解挂，机房总数据库服务器就会生成挂失表和解挂表，每隔5 min就将这2张表发向各个机房的子服务器，各个机房的子服务器根据这2张表进行相关的设置操作．

    充值系统可以使用户对卡中的金额进行补充．可以分为2大类：一类是集体充值，另一类是单个充值．集体充值主要是在进行某些活动时，机房进行统一的充值活动，比如以班为单位进行充值．查询子系统中，用户可以在充值时对卡中所剩的金额进行查询，以便了解情况．另外还可以查询充值记录，上下机时间记录等．每种查询都可以根据卡号、学号、姓名、日期等参数进行分类或综合查询．对管理员而言，可以对某些用户进行详细的查询，也可以查询符合某些条件的用户信息，统计IC卡在某个时间段内的出售数量及金额． 

    退卡子系统，当用户不再使用该卡时，可通过该模块进行结算，扣除折旧费，收回该卡，经处理后该卡可再使用．

2．2 客户端子系统介绍 

    客户端子系统主要来完成对用户身份的确定，包括控制用户登陆和计时．在用户上机时，各个机房中都有1台子服务器，这台服务器中有持卡人的验证信息，这些验证信息包括班级、姓名、学号、卡编号、金额、密码等．用户须持卡上机，卡上记录着用户的基本信息．进入房间时须先刷卡，进行身份验证和帐户审核，同时显示该用户的基本信息．如果是合法用户，则可以正常开机登陆注册；否则登陆注册不成功，同时修改该用户在数据库表中的状态字．这时用户进行的验证仅仅是身份的验证，然后当用户打开电脑进入系统时，系统会提示用户输入学号和密码，用户必须输入正确的学号和密码方可使用电脑．如果用户使用的IC卡是捡到的或通过其他途径得到的，当用户输入密码和学号3次，仍不正确时，系统将锁定该用户帐号，并提示管理员该帐户存在问题；用户若想继续使用，则须到机房服务器解锁．用户登陆成功后，机房服务器会自动读取该用户的金额，实时检测用户的金额，判断用户能使用计算机的时间，当用户的金额即将用完时会通过客户端子程序提示用户．用户登陆成功后就开始计时，机房服务器将用户当前计算机的IP地址进行登记，这样做是为了防止用户同时使用多台计算机造成设备资源的浪费．客户机管理软件依据预定费率自动进行计时计费，每3 min从IC卡中扣减一次金额并修改服务器中心数据库的相关数据．客户端软件同时还具有查询余额、更改密码、关机、重启和注销等功能．