浅谈一卡通在校园自动化管理中的应用

     2002年元月15日，福州大学正式起用了校园一卡通。从此在校园内结束了卡、证、票等满天飞的历史。

    在使用一卡通以前，校内使用着大量的不同类别的卡、证、票，除了每人必备的身份证、学生证、图书证、医疗证外,还有各种卡,如光电卡、学生食堂饭卡、条码卡、磁卡、IC 卡等,光上机卡在校内就有五六种，同时还存在着一些有价票据,如澡票、游泳票等等。各种证、卡、票的同时并存,使得管理分散，使用不便。即使是采用各种自动识别技术的卡，也因机器种类繁多，各种类别的卡之间不可通用,造成办理与使用手续复杂，学校内也没有统一管理，这与211学校的现代化管理水平极不相称。

    实施校园“一卡通”,不仅可以减少卡、证、票据数目繁多,手续复杂不便的问题,更可以在“一卡通”中加入个人身份认证信息，使“一卡通”的卡不仅可以作为现金卡供支付用,也可以作为证件进行身份识别,这样就可以将各部门进行统一管理,节省时间,提高效率,使校园具有现代化的管理水平。

    1 一卡通的实现方案

    实行校园“一卡通”的关键在于自动识别技术的选定,它所采用的技术不仅决定了“一卡通”的功能,也决定了应用的难易程度和应用范围，更决定卡的自动程度和后续管理的易用性。校园“一卡通”是为解决校园中“卡”、“票”、“证”种类繁多、管理复杂、管理难度大、不统一的问题,因此,在设计“一卡通”时要考虑到以下几点问题:一是成本低。校园“一卡通”的特殊性在于它是针对校园; 主要是针对学生的; 卡的成本太高不易实行。二是应用范围广。校园“一卡通”本身的目的就是解决多种票、卡、证并存的问题; 因而它要有替代多种票、卡、证的能力; 因而应用的范围要广。三是数据可靠性高。校园“一卡通”的特点在于其使用的不平均性; 在早 7:00~8:00、午11.30~1:00、晚5:00~7:00 这3个时间段为数据高峰期; 其它时间段则使用相对较少; 因而数据要可靠; 否则一旦出现问题; 将会引发大量的连锁反应，从而造成混乱。四是适应性强; 受环境影响小。校园“一卡通”主要对象是学生; 由于学生活动量大; 易造成“卡”的弯曲、冲击及其它一系列的磨损; 因此; 卡应当具有较强的适应能力。五是网络占用小。校园“一卡通”的使用不平均性; 使得在数据高峰时; 网络中数据流很大; 减小网络占用对保持网络稳定性、数据可靠性具有极为重要的意义。从对于校园中常用的自动识别技术来看; 任何单一的自动识别技术; 都不能全部满足上述要求; 故在进行校园“一卡通”设计的时候; 不考虑只采用一种自动识别技术的方案，而将两种或两种以上的自动识别技术结合使用。

    目前采用较多的方案是：磁卡+条码IC卡+条码。

    磁卡采用的是磁条技术，它被广泛地应用于金融、邮电、航空等领域，它是利用贴在卡上的磁条来记录持卡人的账户、姓名等信息的，它属于接触性识读，一般作为识别卡用。磁卡具有如下特点:(1)磁卡保密性差; 磁条容易读出和伪造;(2)磁卡的应用方式比较单一、受限制;(3)对外界条件敏感。正因如此，此种方案未被我校采用，而采用 IC 卡+条码的方案。

    IC 卡是继磁卡之后; 备受人们关注的一种新的自动识别技术。它拥有比磁卡更大的容量; 不仅能存储大量的数字、字符型信息; 更可以存储图像信息。它通过在卡内植入一枚 CPU 芯片而具备脱机运行能力; 为“一卡通”的实行奠定了很好的基础。我们知道; IC 卡也是一种接触识读技术; 这对于只有3.5μm厚的触点; 意味着它的使用次数有限(当然可以在 IC 卡报废时换一张新卡; 但是就要耽搁其使用; 因为学校中使用不均衡性的存在;它的影响要比在社会上影响大) 。增加使用次数的方法有两种:增大触点厚度或减少使用频度。增大触点厚度是不现实的。这不只是因为在 IC 卡制造国际标准中已经规定了触点的厚度; 即使可以增加其厚度; IC 卡的成本也将会使其得不偿失。因此，我们可以从降低其使用频度来入手。“一卡通”作为一种校园卡; 它在很多的时候并未与现金打交道; 如进出图书馆; 考试查人等; 如果将这部分信息; 不置入 IC 卡内; 而是放在它的外面; 读取这部分信息时; 不与 IC 卡发生关系; 那不就可以延长它的寿命吗?能担负这种任务的; 非条码莫属。在一般情况下; 一维条码就足以胜任; 若使用二维条码;则更显其强大的功效。如PDF417 二维条码; 它具有的强大的纠错能力; 可以在数据一半受损的情况下; 仍保证数据的准确性; 可以满足大多数的应用要求。当然; 采用非接触式 IC 卡也是一种可行的方法。目前许多高校的食堂售饭卡已经开始使用非接触式 IC 卡。

    2 未来升级

    2.1 使用非接触感应卡

    基于各种卡的运用情况，磁卡、条码卡、凸字卡，存在安全度低、寿命短、易磨损、易仿制；IC 卡为接触型，抗污染差，磨损大。

    感应卡的出现使人们对卡的应用又有了新的认识，过去的磁卡、条码卡、IC 卡仅限于一些安全要求低，以及一些收费管理方面，而感应卡以其强有力的优势弥补了过去磁卡，条码卡以及 IC 卡使用中的缺陷。

    与传统的卡技术相比，采用非接触 IC 卡技术实施企业内部管理，具有如下优点：一是使用寿命长、维护成本低。非接触 IC 卡与读写器无需机械接触即可完成信息读写，避免了接触式读写而产生的卡损伤和读写机的故障，从而大大地提高了卡和读写设备的使用寿命。正常使用可以保证非接触 IC 卡的使用寿命在! 10年以上。二是使用方便。非接触 IC 卡的读写非常简单，不需固定方向和位置，便于持卡人的使用。三是安全可靠。每次卡读写过程符合ISO/IEC789-2标准的三次 DES 加密；每张卡片在出厂时都写有不可更改的唯一编号，并可为每一用户设定卡与读写设备相对应的唯一的密钥，卡和读写设备均无法复制，确保系统的安全性和可靠性。四是高抗干扰性。非接触式中具有防冲突机制，在多张卡片进入读写器的工作范围时能防止卡片之间出现数据干扰，允许多张卡同时操作。五是一卡多用。每张卡片有 1k 字节的存储容量，可分为16个不同的数据区，每个数据区可设置各自的密钥，可实现学校管理一卡多用的需要。

    2.2 实现真正的“一卡一库一线”

    所谓“一卡”，就是在同一张卡上实现多种不同功能的智能管理，一张卡上通行很多的设备，而不是不同功能有不同的卡，不同的机在不同的卡上使用。

    所谓“一线”，这里移植电话机或互联网概念，就是一条线通很多信息，多种不同的设备都挂在一条线上，通过一条线跟 PC 机一个接口把所有的设备都串起来，进行不同数据的信息交换。

    所谓“一库”，就是在同一个软件，同一台 PC 机上，同一个数据库内，实现卡的发行、卡的取消、卡的报失、卡的资料查询等; 准确明了; 方便快捷。真正的“校园一卡通”，应该是真正的“一卡一库一线”，在结构上便显示出以下独特的优势： 

    （1）数据共享：加快了数据交换的速度。 
    （2）全面检索：因有一总数据库，只要给出查询字段名，就可在此库中一次性查出相关所有记录，提高效率，减少出错。 
    （3）全面统计：因只有一个数据库，报表可及时生成，无须再逐一查询各个 PC 机。
    （4）实时监控查询任何一个终端机使用与记录情况。
    （5）操作简单：只需一次，最多二次步骤，即可实现功能，无需多次转换。
    （6）减少设备投资，降低成本。 

    我校目前“一线”早有基础，“一卡”也已建立，由于种种原因还未真正使用“一库”，这样对学校来说将会带来很麻烦，如某同学的卡办理挂失，要到每套系统去重复办理麻烦的手续，新卡办好后，还要到每套系统办理手续。因此，“一卡一库一线”将是校园自动化管理的必然趋势。