校園一卡通系統(tǒng)是數(shù)字化校園的基礎(chǔ)工程。使用射頻識(shí)別技術(shù)手機(jī)智能卡的校園一卡通是將移動(dòng)手機(jī)業(yè)務(wù)滲入到校園一卡通系統(tǒng)中,,使得承載數(shù)字化校園一卡通信息載體的射頻識(shí)別技術(shù)手機(jī)智能卡替代非接觸射頻卡,,拓展了校園一卡通的應(yīng)用領(lǐng)域;方便了校園師生的教學(xué),、科研,、生活、管理等實(shí)現(xiàn)了一卡一機(jī)在手走遍校園,。
大多數(shù)高校建設(shè)校園一卡通系統(tǒng)中,,使用承載一卡通系統(tǒng)信息的載體是非接觸射頻卡(MifareOne),,它是一卡通系統(tǒng)里最基礎(chǔ)的、最重要的設(shè)備,。但隨著物聯(lián)網(wǎng),、移動(dòng)終端的大量普及應(yīng)用,高校校園一卡通,、數(shù)字化校園中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)支持的上下行數(shù)據(jù)速率不斷提高,,新的應(yīng)用尤其是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面的應(yīng)用不斷涌現(xiàn),手機(jī)逐漸成為人們身邊不可缺少的信息終端,。越來(lái)越多的人用手機(jī)代替了手表,、記事本、MP3,、照相機(jī)等,,而我們的錢包和鑰匙也集成到手機(jī)上成為了現(xiàn)實(shí),RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)亦在高校校園管理各領(lǐng)域中組建RFID終端子系統(tǒng),,并利用校園主干網(wǎng)作為信息平臺(tái),,實(shí)現(xiàn)全部終端子系統(tǒng)的系統(tǒng)集成。使我們?cè)谛@中學(xué)習(xí),、工作,、生活更加方便、更加安全,。
校園一卡通中的射頻技術(shù)與手機(jī)結(jié)合
目前大部分高校校園一卡通系統(tǒng)采用的卡介質(zhì)是非接觸式射頻卡,,即MifareOne卡讀寫技術(shù)集計(jì)算機(jī)技術(shù),、自動(dòng)控制技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、智能卡技術(shù),、傳感技術(shù),、模式識(shí)別技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)于一體,應(yīng)用于高校的智能化一卡通管理,。采用非接觸式射頻卡作為通行券,,將圖書館借還書、門禁,、消費(fèi),、上機(jī)、考勤,、控水,、體育俱樂(lè)部活動(dòng)等系統(tǒng)集于一卡,所有功能只需一張卡就能完成,,系統(tǒng)采用符合潮流的開放式體系結(jié)構(gòu),,能夠與第三方的系統(tǒng)和設(shè)備兼容,,實(shí)現(xiàn)用戶系統(tǒng)的高度集成。
然而隨著2008年的Mifare卡破解事件和2009年的3G校園業(yè)務(wù)的如火如荼的展開,,以SIMPASS卡或RFID-SIM卡(不同運(yùn)營(yíng)商的卡標(biāo)準(zhǔn)不同)為介質(zhì)手機(jī)一卡通作為一種可替代的新概念產(chǎn)品被迅速普及,。使用同時(shí)具有通信和非接觸卡功能的手機(jī),一卡通系統(tǒng)采用射頻識(shí)別RFID與近距離通信NFC技術(shù),,只需用手機(jī)靠近讀卡設(shè)備就可以完成認(rèn)證或者支付,,不僅省時(shí)、便捷,、一機(jī)多用,,也能直接明了的進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)和賬戶余額查詢,拓展了現(xiàn)有手機(jī)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域,。
NFC是繼移動(dòng)通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后又一項(xiàng)影響全球經(jīng)濟(jì)與人類生活的新技術(shù),。
手機(jī)與NFC技術(shù)結(jié)合
NFC(NFC,NearFieldCommunication)是一種標(biāo)準(zhǔn)的短距離無(wú)線連接技術(shù),,利用磁場(chǎng)感應(yīng)實(shí)現(xiàn)近距離電子設(shè)備之間的通信,。它為用于安全數(shù)據(jù)傳輸驗(yàn)證的識(shí)別協(xié)議提供了一種無(wú)縫連接,并具有功耗小,、安全性好等優(yōu)點(diǎn),,對(duì)于音視頻流等需要較高帶寬的應(yīng)用,可配合藍(lán)牙,、無(wú)線局域網(wǎng)等技術(shù)提供自動(dòng)接入功能,。NFC在約10厘米的距離通過(guò)13.56MHZ頻帶實(shí)現(xiàn)主動(dòng)和被動(dòng)兩種操作。目前提供的數(shù)據(jù)傳輸速率包括106kbps,、212kbps和424kbps[1],。NFC技術(shù)能更好的與手機(jī)結(jié)合,調(diào)用手機(jī)固有的硬件軟件資源,。
射頻識(shí)別技術(shù)-手機(jī)智能卡(RFID-SIM)技術(shù)
RFID-SIM是直通電迅的專利技術(shù)[2],,按照國(guó)家智能卡應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)開發(fā),將2.4G射頻模塊集成在sim卡上,,形成帶有射頻功能的雙界面手機(jī)智能卡,。消費(fèi)者僅需將原有sim卡更換為RFID-SIM卡即可使現(xiàn)有手機(jī)變成一個(gè)類NFC手機(jī)。RFID-SIM技術(shù)使用的是共用的2.4GHZIMS頻段,,該頻段的無(wú)線產(chǎn)品和天線相當(dāng)小,,在與手機(jī)的結(jié)合應(yīng)用中具有天然的優(yōu)勢(shì)。其通信距離在10-500CM調(diào)節(jié),,單向支持100M數(shù)據(jù)廣播,,通信速率達(dá)1Mpbs,支持自動(dòng)感應(yīng)和主動(dòng)出發(fā)兩種通信方法。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中自動(dòng)TDES加密,,可有效防止數(shù)據(jù)被竊聽,,同時(shí)其自有協(xié)議能支持刷卡時(shí)的雙向認(rèn)證功能。
RFID-SIM采用的是擴(kuò)頻通信,,能將發(fā)送的信息擴(kuò)展在更廣的帶寬,。由于使用的頻率較高,具有較短波長(zhǎng),,信號(hào)能從手機(jī)電池和背板的縫隙間發(fā)送出去,,具有較強(qiáng)的穿透能力。由于工作在2.4GHZ頻段,,RFID-SIM技術(shù)具有以下特點(diǎn):擴(kuò)頻通信不易被干擾,;碼分多址能力強(qiáng);安全保密,;傳輸數(shù)據(jù)的速率快,。RFID-SIM可以通過(guò)手機(jī)鍵盤進(jìn)行控制sim卡部分用于正常的移動(dòng)通訊、鑒權(quán)及與手機(jī)的物理連接,;內(nèi)置軟件用于管理高安全度的RFID,、電子錢包以及其它會(huì)員卡;使用微型RFID模塊并通過(guò)內(nèi)置的天線與外部設(shè)備進(jìn)行通訊,。它比電話磁卡的成本低,,并且質(zhì)地結(jié)實(shí)耐用,易于推廣,。
手機(jī)校園一卡通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)作為校園手機(jī)一卡通系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施,,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定與可靠起著十分關(guān)鍵的作用,。校園手機(jī)一卡通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng)相比,,更多樣化、更復(fù)雜,、需要根據(jù)不同的業(yè)務(wù),、設(shè)備與環(huán)境的要求、設(shè)計(jì)不同的網(wǎng)絡(luò)通訊方案,,并且適用于不同校區(qū)之間的網(wǎng)絡(luò)連接。
手機(jī)校園一卡通系統(tǒng)平臺(tái)建立在數(shù)字化校園專用網(wǎng)絡(luò)上,,數(shù)字化校園專用網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)實(shí)現(xiàn)從環(huán)境,、資源到應(yīng)用的全部數(shù)字化,在傳統(tǒng)校園基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)數(shù)字空間,,以拓展現(xiàn)實(shí)校園的時(shí)間和空間緯度,。手機(jī)校園一卡通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心位于學(xué)校數(shù)據(jù)中心,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與分校區(qū)中心節(jié)點(diǎn)相連,業(yè)務(wù)管理放置在各校區(qū)的開放位置,,便于面向師生服務(wù),。而M1技術(shù)上的“一網(wǎng)一卡一庫(kù)”并不能涵蓋當(dāng)前手機(jī)校園一卡通系統(tǒng)技術(shù)與業(yè)務(wù)發(fā)展的現(xiàn)狀。構(gòu)建“三網(wǎng)一卡一庫(kù)”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),,“三網(wǎng)”是指內(nèi)網(wǎng),、外網(wǎng)以及專網(wǎng)。內(nèi)網(wǎng)就是指通常所說(shuō)的數(shù)字化校園網(wǎng),,專網(wǎng)則是有別于數(shù)字化校園網(wǎng)的通訊鏈路,,外網(wǎng)指的是INETRNET。以數(shù)字化校園一體化設(shè)計(jì)的高度,,校園手機(jī)一卡通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),。
校園手機(jī)一卡通系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)
在系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)上,校園手機(jī)一卡通系統(tǒng)采用4層結(jié)構(gòu)作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu),,分別是交互層,、通信層、服務(wù)層以及數(shù)據(jù)層,。手機(jī)校園一卡通系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),。
校園手機(jī)一卡通4層體系結(jié)構(gòu)不僅可以把客戶機(jī)從沉重的負(fù)擔(dān)和不斷提高的性能的要求中解放出來(lái),也可以把技術(shù)維護(hù)人員從繁重的維護(hù)升級(jí)工作中解脫出來(lái),。由于客戶機(jī)把事物處理邏輯部分分給了服務(wù)層服務(wù)器,,使客戶機(jī)減輕了很多負(fù)擔(dān),不再負(fù)責(zé)處理復(fù)雜計(jì)算和數(shù)據(jù)訪問(wèn)等關(guān)鍵事務(wù),,只負(fù)責(zé)顯示部分,,因此維護(hù)人員不再為程序的維護(hù)工作奔波于每個(gè)客戶機(jī)之間,而把主要精力放在功能服務(wù)器程序的更新工作上,。
手機(jī)校園一卡通系統(tǒng)通訊
將校園RFID-SIM一卡通平臺(tái)服務(wù)器安裝在網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房,,以保證供電及網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行。使用手機(jī)自助終端,、充值設(shè)備通過(guò)IP方式(或FSK方式)與平臺(tái)服務(wù)器連接,。POS終端產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到平臺(tái)服務(wù)器。獨(dú)立POS終端通過(guò)485轉(zhuǎn)IP(或純IP,、FSK方式)來(lái)實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的通訊,。
使用手機(jī)通信業(yè)務(wù)時(shí)外聯(lián)手機(jī)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)平臺(tái)。平臺(tái)服務(wù)器通過(guò)專線與運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)通訊,,通過(guò)傳輸密鑰對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行安全加密,。
校園RFID-SIM手機(jī)一卡通
校園RFID-SIM卡移動(dòng)支付系統(tǒng)拓展了已有校園卡的應(yīng)用范圍,可實(shí)現(xiàn)校園范圍的多種應(yīng)用:學(xué)籍管理:注冊(cè),、注銷,、報(bào)到,;身份識(shí)別:圖書館、計(jì)算機(jī)房,、校醫(yī)院,、體育館;門禁,、體育俱樂(lè)部活動(dòng),;交費(fèi):上機(jī)、醫(yī)療,、體育場(chǎng)館費(fèi)用,;用餐購(gòu)物:餐廳、超市,、食堂,、開水房、淋??;購(gòu)電:學(xué)生宿舍;充值功能:現(xiàn)金充值,、銀行圈存轉(zhuǎn)帳,、移動(dòng)手機(jī)支付、交上網(wǎng)費(fèi)等,。
充值功能
目前,,基于非接觸式射頻卡的一卡通系統(tǒng)的充值模式有現(xiàn)金充值和銀行卡與校園卡轉(zhuǎn)賬兩種模式。而基于RFID-SIM卡的手機(jī)一卡通系統(tǒng)則為用戶增加了更多的充值模式,,做到無(wú)時(shí)間限制的充值,。如:由中國(guó)電信提供的批量充值、電信有支付賬戶的空中圈存,、POS自助充值等等,。
校園RFID-SIM手機(jī)一卡通優(yōu)勢(shì)
使用無(wú)極密鑰,確??ê拖到y(tǒng)的安全性,;完全實(shí)現(xiàn)了SIM智能卡的功能結(jié)合,即可以保持原有手機(jī)通訊功能,,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)非接觸式擴(kuò)展功能,;設(shè)備采用SIM智能卡安全雙向認(rèn)證,符合PBOC2.0:支持“空中下載”,,可實(shí)現(xiàn)“空中發(fā)卡”,、“空中補(bǔ)助”等操作;無(wú)需換手機(jī),、無(wú)需換號(hào)、換卡就可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)一卡通;.手機(jī)可查詢消費(fèi)的記錄與余額,;手機(jī)一卡通系統(tǒng)是個(gè)龐大的系統(tǒng),,其建設(shè)的成敗與否涉及到方方面面的問(wèn)題,除了各種相關(guān)設(shè)備的選型之外,,主要體現(xiàn)在手機(jī)一卡通系統(tǒng)是否具有良好的應(yīng)用集成設(shè)計(jì),。以及對(duì)己有系統(tǒng)的整合能力和對(duì)未來(lái)根據(jù)學(xué)校需要而部署的系統(tǒng)的整合能力。如果手機(jī)一卡通系統(tǒng)沒(méi)有很好地解決此問(wèn)題,,則該手機(jī)一卡通平臺(tái)只能是一個(gè)不開放的,,沒(méi)有技術(shù)先進(jìn)性并滿足不了學(xué)校的需求。選擇適合自己學(xué)校模式的基于數(shù)字化校園手機(jī)一卡通才能保證一卡通的長(zhǎng)久有效性,。
結(jié)束語(yǔ)
校園手機(jī)一卡通將校園卡與手機(jī)卡集成于同一張卡,,除實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)校園一卡通功能以外,還可以通過(guò)短信,、WAP等方式實(shí)現(xiàn)排課,、會(huì)議、圖書借閱,、消費(fèi)情況,、賬戶信息等各種信息的互動(dòng)查詢,可實(shí)現(xiàn)各種信息的指定下發(fā),,具有通知,、提醒的功能,并可通過(guò)短信,、UTK菜單等方式實(shí)現(xiàn)空中圈存,,為師生對(duì)校園卡充值提供了極大的方便。手機(jī)校園一卡通是高校數(shù)字化校園建設(shè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),。