运动员IC卡综合信息管理系统的设计与实现

　　摘 要

　　根据湖南省体育局青少年运动员管理的工作需求，我们按照软件工程的理论、方法、步骤，采用面向对象的设计思路，将计算机技术、IC卡技术和指纹技术三者相结合，设计并实现了一个基于网络环境下的运动员IC卡综合信息管理系统，提高湖南省体育局青少年运动员管理工作的工作效率和科学水平，解决运动员身份作假的现象。同时，在其他体育管理部门有关运动员或者其他行业有关人员的信息管理上，都可以起到借鉴作用。

　　1 背景

　　随着科学技术的发展与推广，“注册IC卡”系统已开始在许多领域得到应用，如宾馆服务、旅游、城市交通、小区物业管理，以及社会养老保险与医疗保险、工商税务等。在我国的体育行业，特别是在运动会当中，“注册IC卡”的建设也逐步得到重视，并从单一的参赛管理逐步扩展到运动员成绩管理、运动员身份识别等领域。“注册IC卡”正发挥着越来越多的作用，为比赛服务，为提高运动员或体育特殊人才的教育质量、提高工作效益起着积极的作用。近年来，湖南省体育局在电子信息化建设方面发展迅速，投入了大量的人力和物力用于体育的信息基础设施建设，为“运动员IC卡综合信息管理系统”在湖南省体育局的建设和实施铺平了道路。

　　近年来，湖南省体育局青少年运动员规模的不断扩大，管理的复杂度同样倍增，若采用传统的管理手段和方法，即使增加管理人员，加大工作量，也无法满足对高质量管理服务的需求。建成全省范围内的“运动员IC卡综合信息管理系统”有利于扩大体育的社会影响，及时、准确的掌握全省运动员的情况;杜绝体育竞赛中的一些冒名顶替、虚报年龄等舞弊行为;有利于更好的发现、选拔、和培养体育人才;为科学、有效的进行管理和训练提供可靠的信息;从而提高湖南体育的竞争力，为把湖南青少年运动员建设成为一支强大的“青少年运动员湘军”提供科学有力的帮助。

　　依据用户的具体需求，分析与设计的应用软件系统需要达到的总体目标是：一卡在手，走遍大小运动会及其体育竞赛。该系统具体的建设目标需要达到如下几个方面：实行运动员统一管理;取代各种证件;实现数据共享，提高工作效率;提供各类统计信息;提高运动员的主动参与能力。

　　2 系统建设分析

　　此课题针对湖南省体育局青少年运动员的管理工作实践，搜集了大量的日常工作实务，并进行了归纳整理。同时，组建了相对独立的软件开发小组对其信息系统的开发进行了可行性分析研究，一致认为，湖南省青少年运动员管理工作已初具规模，有相对完善的工作过程，所以有必要建立计算机管理系统去处理工作中的日常事务，同时也是湖南省青少年运动员体育工作走向科学化的有效措施。

　　依据湖南省体育局目前的具体应用要求和今后发展的易扩充需要，系统设计应遵照以下原则：

　　¨ 易用性：该系统是一个集成了多种高新技术的复杂系统。技术的选择也应以实用、可靠、稳定为主。但无论何种技术的使用，必须确保方便性和易用性。如果系统只是一系列高新技术的堆积，而没有真正地将其融为一体，那么新技术只是装点门面、中看不中用的东西。运动员IC卡综合信息管理系统面对的是成千上万的运动员，任何忽视易用原则的设计或疏忽，都将给如此庞大的用户群带来不便。因此，易用性原则是系统的设计与实现必须高度重视的首要原则。

　　¨ 标准化和规范化：系统的标准化和规范化，主要是指IC卡的运动员信息格式标准和应用规范。为了运动员各类信息的共享，应用的规范化实施和开展，拟参照教育部校园卡标准化规范有关ASI(学生信任信息)规范的思路进行此系统的设计与实现，以求达到符合体育教育行业的通用性及规范化等整体要求的目的。

　　¨ 开放性和可扩充性：采用当代最新技术，建立一种新概念的、开放的运动员管理和应用环境，它以TCP/IP、广域网互连、路由、防火墙和网络管理技术为基础，建立一个安全可靠的开放式网络应用平台。利用最新的Intranet、Web、IC卡等技术相融合、交互式、智能化地完成运动员管理的各类应用。利用Internet/Intranet、大型企业级数据库及分布式处理技术，构造该系统。

　　随着体育行业中业务功能的不断拓广，应用规模的不断扩大，要求系统在功能上是可扩充的，以及相应的服务器系统、网络系统、应用软件都能平滑升级和扩充，并且这种扩充对现有功能只需做极小的改动或不进行改动。

　　¨ 高可靠性与安全性：安全性和可靠性应体现在服务器系统、网络通信设备、IC卡用户终端终端设备、IC卡卡片数据、数据库系统、应用系统的各个方面，并且应能进行集中控制和管理，因而整个系统有完整的故障对策，以保证服务器系统、网络系统的工作的连续性，以及数据的一致性、完整性和安全性。

　　3 系统总体设计框架

　　3.1 系统概述

　　该系统是用于体育运动员管理部门组织日常体育比赛、体育考试用的运动员信息管理软件系统。采用先进的智能IC卡技术，以智能卡为运动员相关信息(包括指纹特征信息)的存储载体，达到运动员身份信息的共享;采用生物特征――活体指纹特征信息为运动员身份的鉴别依据，使得运动员IC卡成为运动员在参加体育比赛或者体育考试时的资格、身份凭证，达到比赛或考试的公平、无假。

　　3.2 体系结构

　　本软件系统基于先进的、稳定的网络环境，采用"客户/中间件/应用服务器/数据库服务器"的四级结构来构造。具体可见图1。

　　3.3 系统总体功能流程图

　　系统主要实现两个目的：运动员信任信息综合管理和运动员身份识别。因此，相应的处理系统结构分为两部分，但这两部分相辅相成，互相依赖共同构成整个系统。

　　系统实现的主要功能包括：运动员信息录入、维护、导出、导入、运动员图像的在线采集、指纹特征的在线采集、身份指纹校验、运动员重复注册报警、运动员信息统计报表及其打印等。

　　功能简要描述如下：

　　¨ 登录身份验证：登录主程序，检查登录操作员的用户名和密码，并依据该用户级别动态分配可操作权限;

　　¨ 指纹采集：采集运动员的活体指纹特征信息，及做相应处理;

　　¨ 指纹验证：通过运动员的指纹特征信息，验证其身份，及做相应处理;

　　¨ 指纹查重：搜索指纹数据库，检查是否有重复的运动员注册情况，及做相应处理;

　　¨ 系统维护：有关系统管理的功能，包括系统资料备份、恢复、用户密码修改、用户权限管理、帮助等;

　　¨ 资料录入：录入运动员信息，并可对录入信息进行查询、修改以及删除等操作;

　　¨ 资料导入：将适合格式的运动员资料入库。为了方便使用，该功能做成向导方式，只要通过简单的操作便可完成资料导入的过程;

　　¨ 资料维护：对运动员信息进行维护，可对信息进行查询、修改和删除，并在此可采集运动员的图像和指纹;

　　¨ 资料审核：对录入的运动员基本信息进行审核;

　　¨ 资料导出：可自定义导出数据格式的运动员资料从数据库中导出为一个文件。为了方便使用，该功能做成向导方式，只要通过简单的操作便可完成资料导出的过程;

　　¨ 查询打印：根据查询条件的不同，查询出相关数据，提供打印功能;

　　¨ 统计报表：提供管理者决策服务的有关统计报表。

　　4 关键技术

　　4.1 生物特征识别技术

　　通常，验证运动员身份的方式，可以用身份证、工作证、信用卡等，或者用个人识别号码(PIN，Personal Identification Number)和密码。但是，它们都容易被窃取，而且前者容易丢失，后者容易忘记，都不够保险。运用生物测定学的相关理论及其应用案例，对运动员人体自身的生物特征进行身份识别的方式可以解决上述问题。

　　生物特征识别基本上都采用相同的工作原理。首先是样本的采集，这些样本或是指纹、面孔的图像等，或是语音，随后经过特征提取系统进行处理。根据样本与众不同的特征，用一种算法为其分配一个特征代码。这一代码被存入数据库，形成样本特征识别数据库，它可以对人的面部特征、人手的几何形状、人的声音或人的虹膜进行检索和匹配。当需要识别某人的身份时，一种特征匹配算法将存在数据库里的该人的特征代码与被识别人的特征相匹配，从而验明其身份。

　　该系统中运动员的身份识别，我们采用指纹的生物特征识别技术。运用生物特征识别的基本原理，将采集到的运动员指纹特征信息存储于IC卡当中，需要验证运动员的身份时，用IC卡的指纹特征信息码与在线获得的特征相匹配，达到验证运动员真实身份的目的。

　　4.2 数据库技术

　　系统采用的数据库为目前通用的、大型的、具有较高安全性的MS SQL SERVER 2000数据库。该数据库适用于体育竞赛指纹验证身份时用户量非常大、与数据库通讯吞吐量大、交互性要求高的系统。同时也可以将此系统很方便地集成到分布式的网络环境中。

　　4.3 ADO数据库访问技术

　　系统中，所有与数据库的交互通过ADO数据库访问技术来实现。ActiveX Data Objects (ADO) 是微软最新的数据访问技术。它被设计用来同新的数据访问层OLE DB Provider一起协同工作，以提供通用数据访问(Universal Data Access)。OLE DB是一个低层的数据访问接口，用它可以访问各种数据源，包括传统的关系型数据库，以及电子邮件系统及自定义的商业对象。

　　4.4 UML技术

　　系统中，涉及的运动员信息及其管理、运动员的图像、指纹在线采集、运动员的身份验证等，在设计此系统时遇到许多业务处理的准确划分及其实现，运动员注册信息及其指纹、图像等的保密性决定了不同的用户角色登录系统，需要动态呈现用户所具有的、可操作的功能模块等。鉴于此，我们采用目前软件开发中最先进的、科学的UML技术，分析与设计系统的功能划分、组织等方案，细化每个用户角色的登录权限、功能构件及其需要的诸多对象。

　　5 系统运行环境

　　¨ 服务器环境：P4 CPU;1GB以上剩余硬盘空间;128MB内存(建议256MB);网卡

　　Windows 2000 SERVER版+ MS SQL SERVER 2000企业版

　　¨ 客户端环境：P3 600 CPU;500MB以上剩余硬盘空间;128MB内存;网卡;读卡器+指纹采集仪+数码图

　　像采集器等

　　Windows 2000专业版/Windows 9X系列

　　¨ 系统开发工具：C++ Builder 6.0;ErWin 3.5.2;Rational Rose 2000等;

　　¨ 系统运行架构：C/S三层结构，LAN局域网，TCP/IP网络协议;

　　¨ 系统运行方式：单机和网络。

　　6 结束语

　　我们设计、研发的网络环境下的运动员IC卡综合信息管理系统，经过了严格的测试流程进行详细的测试、模拟运行，且产品化的工作也告一段落，可以用于运动员管理部门的、以运动员身份信息真实为目的的有关信息管理之中。

　　系统的开发成功将为业余体育运动工作者提供了强有力的管理工具，它具备管理对象(如注册运动员)信息的收集、整理、加工、储存、管理等功能，同时，也为决策者提供决策信息服务。系统的运行不仅提高管理工作的工作效率，而且为其它体育管理工作提供了借鉴，促进了湖南省体育管理工作的科学化进程。

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