高校校园一卡通系统对接扩展设计

　　 校园一卡通是利用计算机技术、网络技术、通讯技术对与教务管理、校务管理和生活服务有关的所有信息资源进行全面的数字化，并用科学规范的管理对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理，统一的资源管理和统一的权限控制[1]。目前河海大学常州校区在管理方面已经应用了较为成熟且专业的应用管理系统，如图书馆理系统、教务管理系统、财务管理系统、机房管理系统、电控管理等，并且一些专业的生产厂家在某些方面已经开发出了较为成熟的应用系统，为了保护学校的前期投资和系统的平滑升级，要实现系统间的互通互联，数据共享，消除信息孤岛，必须实现与“校园卡”系统的对接扩展。

　　一、基于“校园卡”系统的扩展性

　　扩展性设计是“校园卡”系统设计的原则之一，“校园卡”系统内部系统的扩展性包含以下几个方面：

　　（一）卡片应用的扩展性设计。“校园卡”系统使用卡片目录管理器统一规划用户单位卡片结构。卡片内除包含持卡人的统一身份认证信息、个人基本信息、钱包信息外，其余部分可以在“校园卡”系统卡片目录管理器中自行定义，统一管理，实现空余扇区的自定义要求。例如：在“校园卡内可通过卡片目录管理器定义淋浴钱包、控电钱包、图书证信息等，满足不同应用子系统的不同需求。
　　（二）终端产品的扩展性设计。“校园卡”系统的所有终端产品采用1+X 的模块化设计理念，采用嵌入式设计原理，采用统一的硬件和软件平台，对于不同的环境、业务需求，提供不同的功能和业务模块，组合成不同业务性质的终端设备。通过网络在线下传给相应的终端产品更新应用程序，不需要开盖更换应用程序芯片。
　　（三）网络产品的扩展性设计。网络产品均采用国际标准化产品，保证通用和扩展。主干网利用校园网，校园网点均可直接使用，方便接入和扩展。子网线路按照标准局域网星型结构设计，终端产品相互隔离不在一条总线上，增加或减少终端产品数量不会影响已挂接使用中的终端产品，保证了扩展性。
　　（四）软件产品的扩展性设计。应用软件产品采用三层结构设计开发，标准模块化结构设计，集成、拆分、维护非常方便，用户经授权可以自行定义和组织这些标准模块，利用配带的“软件界面生成器”可以快速形成新的应用管理系统。软件系统采用“１＋Ｘ”的应用模式，在1 个公用模块平台基础上，为新的扩展应用系统（Ｘ）开发提供了简洁、快速、方便的条件。从软件升级方面，由于软件集中安装在应用程序服务器中，局部升级实现了功能模块的“热拔插”技术，升级不影响系统的正常运行，为软件升级带来极大的方便[2]。

　　二、基于第三方应用系统的对接扩展

　　（一）扩展对接逻辑图

　　“校园卡”系统基于开放标准的原则给第三方提供三个层面的对接方式：数据层面、功能层面和业务层面。业务数据是校园卡系统的核心，将校园卡数据划分为公有数据、私有数据、敏感数据三种类型。根据三种不同数据类型，校园卡系统数据交换平台基于不同的安全级别采用XML 标准协议为第三方提供各种业务数据的对接。

　　“校园卡”系统架构中的统一表示层（V）、业务逻辑层（A）、数据控制层（C）、数据访问层（M）均提供基于XML 标准协议的Web Service 接口，可以为第三方业务层面实现对接[3]。“校园卡”硬件平台提供一套对接API 函数以满足第三方系统在硬件操作功能等相关方面的对接，如图1 所示。 

　　图1 第三方应用系统与“一卡通”对接结构图

　　（二）数据层面对接

　　校园卡数据按照对业务数据相关元数据字段进行分类，可分为公有数据、私有数据、敏感数据三种类型，校园卡主要的业务数据有原始交易凭证数据、原始考勤数据、转账凭证数据、中间业务数据、业务结果数据以及业务平台的基础数据等。根据业务数据的不同类型采用不同安全级别进行数据层面的对接[4]。

　　对接方式主要有三种类型：元数据级，采用开放XML 协议的数据交换技术，技术先进、数据互动性强、安全性较高、实时性较强高；文件级，双方定义好交换数据的文件格式、数据格式，相互提供文件导入、导出功能，实时性差、文件格式不容易统一；数据库表级，对接简单、数据互动性强，实时性高，数据库无任何安全性保障、系统依赖性强。

　　三、基于专用收费机的对接扩展

　　（一）对接网络结构

　　专用收费机具有两路通信口，其中一路（RS485 或TCP/IP）连接到“校园卡”信息管理系统，以实现时钟同步、黑名单同步及交易流水上传等功能，而另一路（RS232 或TCP/IP）连接到第三方软件系统，以实现对IC 卡的读写操作。

　　（二）具体功能和实现流程

　　对接系统调用接口函数完成持卡人身份识别及扣费过程如下：将专用收费机正确的连接到计算机串口（RS232）或网络信息口（TCP/IP）上；打开专用收费机电源；调用所提供的动态库或使用ActiveX 控件提供的方法；调用打开串口函数打开专用收费机连接的串口或与专用收费机建立Socket 连接；图书管管理系统发出读卡命令；如果是有效卡（专用终端机自动判断），图书管管理系统则得到用户卡的卡号等基本个人信息（即学号、图书证号），图书管管理系统根据卡号进行其他流程（如借书、还书、扣费等业务流程）；如果是无效卡（专用终端机自动判断），图书管管理系统则得到用户卡是非法卡或黑名单卡信息，图书管管理系统可停止对该卡的其他业务流程；如果图书管管理系统需要扣费，调用扣卡金额函数，传入应收金额，专用POS 机自动完成扣费；专用POS 机按正常消费流程在显示窗口显示交易结果信息，如交易结果交易额，交易前后余额等，并返回交易结果信息到图书管管理系统；调用关闭串口函数关闭串口或断开Socket 连接；终端POS 机通过RS485 网络将交易流水上传到校园卡系统，完成商户资金结算过程[5]。 

　　四、结语

　　以上各类对接方式对接灵活通用，加上各终端设备也提供对接接口和对接方法，由第三方产品提供商或客户根据“一卡通”建设单位提供的应用程序接口API 进行原系统的改造，或者依据原系统的源代码或数据结构进行改造，达到数据中心数据、持卡人卡片数据（如个人信息和钱包余额）、终端产品数据完全共享、及时生效，没有链接痕迹。由于访问数据库的形式一律采用中间层隔离技术和硬件加密校验机制，所以各类链接方式是安全可靠的，实现了河海大学常州校区“一卡通”信息在校内以最短的时间、最快的速度，大范围得到共享和应用。