校園一卡通 讓票證卡不再滿天飛

文章出處：http://srpd123.com 作者：張鐸 張韌 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2009年10月29日

目前, 在大專院校內(nèi)使用著大量的不同類別的卡、證、票,以北方交通大學(xué)為例, 除了每人必備的身份證、學(xué)生證、醫(yī)療證外,還有各種卡,如光電卡(學(xué)生食堂飯卡) 、IC卡(校內(nèi)餐廳飯卡) 、磁卡(學(xué)生上機(jī)卡) 、條碼卡(圖書證)等,同時(shí)還存在著一些有價(jià)票據(jù),如澡票、水票等等。各種證、卡、票的同時(shí)并存, 使得管理分散, 使用不便。即使是采用各種自動(dòng)識別技術(shù)的卡,也因機(jī)器種類繁多, 各種類別的卡之間不可通用, 造成辦理與使用手續(xù)復(fù)雜,學(xué)校內(nèi)也沒有統(tǒng)一管理,這與重點(diǎn)大學(xué)的現(xiàn)代化管理水平極不相稱。

據(jù)報(bào)道, 上海交通大學(xué)、北京大學(xué)等高校近兩年來與工商銀行聯(lián)合向校內(nèi)教職工和學(xué)生發(fā)放了“聯(lián)名卡”, 這是世界流行的一種著名大學(xué)與信用卡公司合發(fā)的信用卡; 國內(nèi)一些學(xué)校為統(tǒng)一管理, 在校園內(nèi)統(tǒng)一各種證卡的發(fā)放與管理, 紛紛推出“一卡通”試行方案。如北京牛欄山二中發(fā)行的“一卡通”,是一種磁條卡,它在校內(nèi)各管理部門和各收費(fèi)部門均可使用; 北京醫(yī)科大學(xué)曾籌劃的“一卡通”,準(zhǔn)備使用二維條碼(矩陣碼) ,碼內(nèi)可以表示照片在內(nèi)的更多信息?？梢? 國內(nèi)院校為提高管理水平, 實(shí)施“一卡通”將是大勢所趨。

實(shí)施校園“一卡通”,不僅可以減少卡、證、票據(jù)數(shù)目繁多,手續(xù)復(fù)雜不便的問題,更可以在“一卡通”中加入個(gè)人身份認(rèn)證信息,使“一卡通”的卡不僅可以作為現(xiàn)金卡供支付用, 也可以作為證件進(jìn)行身份識別, 這樣就可以統(tǒng)一管理單位, 將各部門進(jìn)行統(tǒng)一管理,節(jié)省時(shí)間,提高效率,使校園具有現(xiàn)代化的管理水平。

實(shí)行校園“一卡通”的關(guān)鍵在于自動(dòng)識別技術(shù)的選定, 它所采用的技術(shù)不僅決定了“一卡通”的功能, 也決定了應(yīng)用的難易程度和應(yīng)用范圍, 更決定卡的自動(dòng)程度和后續(xù)管理的易用性。

自動(dòng)識別技術(shù)簡介

1. 磁卡
磁卡采用的是磁條技術(shù)。它被廣泛地應(yīng)用于金融、郵電、航空等領(lǐng)域。目前在高校中,應(yīng)用最多的就是這種卡, 它是利用貼在卡上的磁條來記錄持卡人的帳戶、姓名等信息的。它屬于接觸性識讀,一般作為識別卡用。

2. IC 卡

IC 卡是將CPU 存儲(chǔ)器封裝在一張與信用卡大小相同的塑料卡片上的一種信息記錄載體。它是一種利用安裝在卡基上的集成電路(IC)來記錄和傳遞信息的金融交易卡。

3. 條碼
條碼技術(shù)是在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種自動(dòng)識別技術(shù)。由于其輸入速度快、準(zhǔn)確度高、成本低、可靠性強(qiáng),因而發(fā)展十分迅速, 它不僅擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍, 而且使計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用在深度還是廣度上都有了新的發(fā)展。條碼總體上分為兩種: 一維條碼和二維條碼。其中具有代表性的一維條碼有EAN 碼、UPC 碼、EAN128碼; 具有代表性的二維條碼有PDF417 碼。

“一卡通”與網(wǎng)絡(luò)

在“一卡通”的應(yīng)用過程中,無論采用哪種自動(dòng)識別技術(shù), 都不能離開網(wǎng)絡(luò)而存在。即使是IC 卡或PDF417 碼等可以脫機(jī)運(yùn)行,但這也是相對的, 也就是說, 在應(yīng)用的當(dāng)時(shí)可以不向網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫發(fā)出實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)請求, 在數(shù)據(jù)處理完畢后, 仍然需要和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信。它們盡管避免了數(shù)據(jù)高峰時(shí)的網(wǎng)絡(luò)擁堵,但并不能避免數(shù)據(jù)庫的存在。不管是否和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)通信, 良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)都是實(shí)現(xiàn)校園“一卡通”的前提條件。

實(shí)現(xiàn)校園“一卡通”離不開網(wǎng)絡(luò), 運(yùn)行良好的網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)校園“一卡通”的基礎(chǔ), 在校園內(nèi)實(shí)現(xiàn)“一卡通”, 就要實(shí)現(xiàn)各單位、部門具有一個(gè)統(tǒng)一的管理機(jī)制, 只有有了統(tǒng)一的管理, 才能使各單位、部門的信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一, 才能實(shí)現(xiàn)“一卡通”, 而這一切都離不開網(wǎng)絡(luò),在實(shí)際“一卡通”的應(yīng)用中,網(wǎng)絡(luò)不僅起到載體的作用, 在某些情況下, 甚至?xí)Q定“一卡通”卡型的選擇和設(shè)計(jì), 進(jìn)而影響整個(gè)“一卡通”的方案。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1) 網(wǎng)絡(luò)的布局可以決定“一卡通”的選型。如果在校園內(nèi)實(shí)現(xiàn)了全面網(wǎng)絡(luò)化, 在所有的應(yīng)用范圍內(nèi)都有網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到, 則可以降低脫機(jī)運(yùn)行的要求,在設(shè)計(jì)“一卡通”時(shí),則對自動(dòng)識別技術(shù)可否脫機(jī)運(yùn)行的考慮放寬。

(2) 網(wǎng)絡(luò)的帶寬可以決定“一卡通”的選型。在網(wǎng)絡(luò)的帶寬很窄的情況下, 減少對網(wǎng)絡(luò)中心數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)請求, 這是一個(gè)非常突出的問題, 否則在數(shù)據(jù)高峰時(shí), 很容易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵,甚至崩潰。

(3) 網(wǎng)絡(luò)的速度可以決定“一卡通”的選型。校園中“一卡通”的應(yīng)用,主要是飯卡, 如果網(wǎng)絡(luò)速度很慢, 對于幾千人幾乎在30 分鐘到1 小時(shí)之內(nèi)解決吃飯的問題就很困難。這時(shí),那些可以脫機(jī)運(yùn)行, 不必實(shí)時(shí)請求數(shù)據(jù)庫的卡型則可以很好地解決這個(gè)問題。

校園“一卡通”的設(shè)計(jì)方案

校園“一卡通”是為解決校園中“卡”、“票”、“證”種類繁多、管理復(fù)雜、管理難度大、不統(tǒng)一的問題,因此,在設(shè)計(jì)“一卡通”時(shí)要考慮到以下幾點(diǎn)問題:

(1) 成本低。校園“一卡通”的特殊性在于它是針對校園, 主要是針對學(xué)生的,卡的成本太高不易實(shí)行。
(2) 應(yīng)用范圍廣。校園“一卡通”本身的目的就是解決多種票、卡、證并存的問題, 因而它要有替代多種票、卡、證的能力, 因而應(yīng)用的范圍要廣。
(3) 數(shù)據(jù)可靠性高。校園“一卡通”的特點(diǎn)在于其使用的不平均性,在早7 : 00～8 : 00、午11 : 30～1 : 00、晚5 : 00～6 : 00 三個(gè)時(shí)間為數(shù)據(jù)高峰, 其它時(shí)間則基本上不使用或使用較少, 因而數(shù)據(jù)要可靠, 否則一旦出問題, 將會(huì)引發(fā)大量的連鎖反應(yīng)而造成混亂。
(4) 適應(yīng)性強(qiáng),受環(huán)境影響小。校園“一卡通”主要對象是學(xué)生, 由于學(xué)生活動(dòng)量大, 易造成“卡”的磨損、彎曲、沖擊及其它一系列的影響,因此,卡應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
(5) 網(wǎng)絡(luò)占用小。校園“一卡通”的使用不平均性, 使得在數(shù)據(jù)高峰時(shí), 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流很大, 減小網(wǎng)絡(luò)占用對保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可靠性具有極為重要的意義。

從對于校園中常用的自動(dòng)識別技術(shù)的介紹來看, 任何單一的自動(dòng)識別技術(shù), 都不能全部滿足上述要求,故在進(jìn)行校園“一卡通”設(shè)計(jì)的時(shí)候,不考慮只采用一種自動(dòng)識別技術(shù)的方案, 而將兩種或兩種以上的自動(dòng)識別技術(shù)結(jié)合使用, 提出以下三種具體設(shè)計(jì)方案。

1. 磁卡+一維條碼

選用磁卡的第一著眼點(diǎn)便是可以節(jié)省大量的設(shè)備初始投資。磁卡采用磁條技術(shù), 它的優(yōu)點(diǎn)就是數(shù)據(jù)具有可讀寫的特點(diǎn), 即具有現(xiàn)場改變數(shù)據(jù)的能力。它能粘附在許多不同規(guī)格和形式的基材上, 造價(jià)低廉。但是磁卡對環(huán)境要求較高, 在受到外力或磁場的作用下會(huì)丟失和改變數(shù)據(jù)。同時(shí)磁卡為接觸性識讀, 靈活性差, 使用時(shí),持卡人必須到識讀設(shè)備前才行。另外, 磁卡為實(shí)時(shí)請求, 識讀設(shè)備必須與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接, 由服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫得到相應(yīng)的信息, 在一些網(wǎng)絡(luò)連接不到的地方, 則不好進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。解決這些問題的辦法之一就是加印一維條碼符號, 如加印EAN -128碼。在一些需要輸入代碼的場所,或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連不到的地方, 可持便攜式數(shù)據(jù)采集器到現(xiàn)場采集信息, 事后再輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)應(yīng)用。

同時(shí), 加印一維條碼符號可以提高磁卡數(shù)據(jù)的安全性。磁卡的第一磁道可以記錄卡號、學(xué)號、以EAN -128碼編制的條碼, 也可以儲(chǔ)存卡號、學(xué)號,在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中,每一個(gè)卡號對應(yīng)一個(gè)帳戶, 描述有姓名和學(xué)號,在應(yīng)用中, 由磁卡和條碼同時(shí)返回一組卡號和學(xué)號, 由數(shù)據(jù)庫根據(jù)卡號查得其描述得知姓名和學(xué)號, 將學(xué)號和前兩者返回作比較, 同時(shí)比較姓名字段是否與磁卡第一磁道記錄相符, 三者之中有一項(xiàng)不符, 則視為非授權(quán)使用。這樣, 可使數(shù)據(jù)安全得到極大提高。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)形式如圖1。

在此方案中,解決了一定的磁卡使用不便的問題, 可以滿足數(shù)據(jù)中含有字符型數(shù)據(jù)的要求。采用磁卡+ EAN - 128 碼的設(shè)計(jì)方案見圖2。設(shè)備的基本配置為: 制卡機(jī)、磁卡讀寫機(jī)、三合一閱讀器、CCD 條碼掃描器或卡槽式條碼掃描器、以及便攜式數(shù)據(jù)采集器等。

2. 磁卡+二維條碼

磁卡+一維條碼的設(shè)計(jì)方案,提高了數(shù)據(jù)安全性, 能夠在一定程度上適應(yīng)校園“一卡通”的基本要求,但是磁卡和一維條碼在應(yīng)用中都需要后備式數(shù)據(jù)庫, 在許多地方應(yīng)用受到限制, 如不易進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的地方不易使用。同時(shí), 兩者都要和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)通信, 無形中增大了數(shù)據(jù)流量, 又受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制, 在數(shù)據(jù)高峰時(shí),極易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵,甚至崩潰,而加大網(wǎng)絡(luò)帶寬, 則要重建網(wǎng)絡(luò), 更換網(wǎng)線及相應(yīng)部件, 使得校園投資過大。這時(shí), 最好的解決辦法就是采用磁卡+二維條碼的設(shè)計(jì)形式。如加印PDF417 碼,它在秉承磁卡的優(yōu)點(diǎn)上,又彌補(bǔ)了上述不足。

PDF417 作為一種堆積式、連續(xù)型便攜二維條碼, 具有數(shù)據(jù)密度高,無需數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)。它不僅可以存儲(chǔ)大量的文本信息對事物進(jìn)行描述, 而且可以存儲(chǔ)圖片信息, 這可以提高“卡”的易用性, 特別是需要核實(shí)證件真?zhèn)蔚膱龊嫌绕渲匾?

選擇PDF417 條碼的另一個(gè)原因是它在技術(shù)上比較成熟, 易于實(shí)際應(yīng)用。采用磁卡+二維條碼的設(shè)計(jì)方案見圖3。

設(shè)備的基本配置為: 制卡機(jī)、磁卡讀寫機(jī)、三合一閱讀器、二維條碼掃描器、以及便攜式二維條碼數(shù)據(jù)采集器等。

3. IC 卡+條碼

IC 是繼磁卡之后, 備受人們關(guān)注的一種新的自動(dòng)識別技術(shù)。它擁有比磁卡更大的容量, 不僅能存儲(chǔ)大量的數(shù)字、字符型信息, 更可以存儲(chǔ)圖像信息。它通過在卡基內(nèi)植入一枚CPU 芯片而具備脫機(jī)運(yùn)行能力。它的這些優(yōu)點(diǎn)為以它為基礎(chǔ)的“一卡通”奠定了很好的基礎(chǔ)。

我們知道, IC 卡也是一種接觸識讀技術(shù), 這對于只有35 微米厚的觸點(diǎn), 意味著它的使用次數(shù)有限(當(dāng)然可以在IC 卡報(bào)廢時(shí)換一張新卡,但是這就要耽擱其使用, 因?yàn)閷W(xué)校中使用不均衡性的存在, 它的影響要比在社會(huì)上影響大) 。

增加使用次數(shù)的方法有兩種: 增大觸點(diǎn)厚度或減少使用頻度。增大觸點(diǎn)厚度是不現(xiàn)實(shí)的。這不只是因?yàn)樵贗C 卡制造國際標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)規(guī)定了觸點(diǎn)的厚度, 即使可以增加其厚度,那么IC 卡的成本也將會(huì)使其得不償失。

那么我們可以從降低其使用頻度來入手。“一卡通”作為一種校園卡, 它在很多的時(shí)候并未與現(xiàn)金打交道,如進(jìn)出圖書館, 考試查人等,如果將這部分信息, 不置入IC 卡內(nèi),而是放在它的外面,讀取這部分信息時(shí), 不與IC卡發(fā)生關(guān)系, 那不就可以延長它的壽命嗎?

能擔(dān)負(fù)這種任務(wù)的, 非條碼莫屬。在一般情況下, 一維條碼就足以勝任, 若使用二維條碼, 則更顯其強(qiáng)大的功效。

如PDF417 二維條碼,它具有的強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力, 可以在數(shù)據(jù)一半受損的情況下, 仍保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性, 這可以滿足大多數(shù)的應(yīng)用要求。

當(dāng)然, 采用非接觸式IC卡也是一種可行的方法。目前許多高校的食堂售飯卡已經(jīng)開始使用非接觸式IC 卡。

4. 問題與探討

在進(jìn)行校園“一卡通”方案設(shè)計(jì)的時(shí)候, 就要考慮到數(shù)據(jù)安全問題, 這不僅是電子形式的信息可以從很遠(yuǎn)的地方被竊取, 更是因?yàn)榻孬@或改變電子數(shù)據(jù)比現(xiàn)金形式更容易,也更隱蔽。數(shù)據(jù)安全問題必然成為焦點(diǎn)問題,否則“, 一卡通”使用范圍越廣就越為犯罪創(chuàng)造機(jī)會(huì)。

校園“一卡通”的推廣還面臨著一個(gè)實(shí)際問題, 許多學(xué)校業(yè)已使用著多種卡基卡具,如若統(tǒng)一,勢必造成一部分原有設(shè)備資源的浪費(fèi), 如何解決這個(gè)問題是各高校主管領(lǐng)導(dǎo)首先要考慮的。所謂磁卡+條碼卡等方案的提出, 或多或少都是圍繞著能夠更好地解決原有設(shè)備盡量利用的問題。

各學(xué)校在設(shè)計(jì)自己的“一卡通”時(shí), 也可以采用與銀行聯(lián)合的形式,這樣可以使雙方得到互利———由銀行制卡、發(fā)卡, 使學(xué)校降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本, 而學(xué)校使用銀行的卡(IC卡) , 可以擴(kuò)大銀行卡的使用范圍, 不僅在校園內(nèi)可以使用, 大學(xué)生畢業(yè)后邁向社會(huì), 也仍是銀行的IC 卡使用者。