数字校园体系下RFID-SIM技术的应用

　　摘 要：分析现行的数字化校园网的工作范围受限和信息收发时受物理条件影响大的特点，提出以RFID-SIM技术对数字化校园网进行全面补充的思路，分析RFID-SIM技术的特点、在数字化校园各应用系统的适应性、对接技术及技术的不足之处等。
　　关键词：RFID-SIM；数字化校园；系统对接
　　
　　1 数字校园概述
　　1.1 现状
　　数字化高校校园系统的建设在各高校中正普及开来，其理念和系统架构经过多年的发展也逐渐开始完善。建立在稳健的网络系统之上的数字化校园已经在一些高校取得成果，依托网络，数字化校园已超越了学校的地理范畴，扩展到了社会的各个层面。数字化的虚拟校园已为人们所接受。
　　1.2 局限性
　　但是网络的覆盖面限制了数字化校园的拓展，既使校园内部也不是什么地方都能用网络的。有网络没随身带电脑怎么办？信息通达的及时性和方便性也因此受限。社会已步入了信息时代，及时、准确的收发信息已成为我们生活中必不可少的一部分，即使校园内也是一样，这就需要一个能够对互联网网络进行补充的系统。
　　1.3 发展的新思路
　　一方面互联网的覆盖面不足，互联网的信息传输、接收的即时性和可到达性受限，这些制约了基于互联网的数字化校园的应用；另一方面，手机作为一种全民普及化、随身携带的通讯工具，其信号网已基本覆盖全国，可以保证信息依靠移动无线网络，随时可以直接到达用户本人，是目前最有效的联络工具。当前3G技术已开始普及，智能手机的信息承载能力已迅速向普通电脑看齐，个别3G手机就是一台手持式微型电脑。表1是互联网和手机网的简单对比。
　　
　　由表中对比可知，除信息承载量一项之外，手机信号网各项指标都高于互联网。如果能将手机引入数字校园网体系，则数字校园的功能将能够更广泛、更全面、更及时地为每一位用户服务。手机信息网完全可以弥补互联网的不足，并相互支持，全面提升数字化校园网的性能和功效。RFID-SIM卡为实现这一新思路提供了全面的技术支持。
　　2 RFID-SIM卡的概念及功能
　　RFID(Radio Frequency Identification，缩写RFID)是20世纪90年代开始兴起的一种自动射频识别技术[1]，利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的技术。
　　RFID-SIM卡是RFID技术向手机领域渗透的产品，是一种新的手机SIM卡。RFID-SIM卡既具有普通SIM卡一样的移动通讯功能，又能够通过附与其上的天线与读卡器进行近距离无线通信[2]，从而能够扩展至非典型领域，尤其是手机现场支付和身份认证功能。
　　RFID-SIM卡的手机通讯功能保证了信息快捷的接收和发送，单纯就信息的收发性能，远比互联网更具优势。通过手机短信、Wifi和3G功能，校园网的信息可以直接、即时送达用户手中。现在没有上网机会、没有电脑的人很多，但是没有手机的人则很少了。用户随身携带手机的时候也远比用互联网的机会大得多。
　　RFID-SIM卡的身份认证功能，保证RFID-SIM的手机可以利用身份认证功能融入到数字化校园网。身份认证，是数字化校园各应用系统最基本的功能，每个实用系统都依靠身份认证来保证来访者身份合法。校园网系统的教务、学工、OA、人事、科研、考勤、会议签到、门禁、图书馆，等等，凡是需要身份验证，都可以利用RFID-SIM手机进行身份认证后进入系统[3]。
　　RFID-SIM的消费支付功能，可以在数字化校园网的小额支付场所发挥作用，如食堂、超市、理发店、门诊部、各类缴费系统等[4]，其效果与IC卡完全相等。
　　如图1所示，RFID-SIM卡因颜色以黑色为主，俗称黑卡。RFID-SIM支持接触与非接触两个工作接口，接触接口实现普通手机功能，保证手机正常使用，如电话、短信功能等。而非接触界面可以实现非接触式消费、门禁、考勤等应用。并且支持空中下载相关规范(OTA和WIB规范)，RFID-SIM卡的用户能够通过空中下载的方式实时更新手机中的应用程序或者给帐户充值，从而使手机真正成为随用随充的智能化电子钱包。
　　
　　图1 手机RFID-SIM卡的功能区说明
　　在安全性方面，由于RFID-SIM卡属于CPU卡，卡内带有片上操作系统(COS)，支持卡与感应器之间的双向认证，安全可靠[5]。由于有移动通讯网络的支持，手机RFID-SIM卡可实现空中发卡和注销功能。同时还可为用户提供考勤、消费的短信帐单提醒等增值服务。用户还可通过手机中STK菜单随时查询卡信息，并可对RFID-SIM卡作相应操作。手机的随身携带还可有效杜绝转借他人使用或代替打卡等现象。
　　3 RFID-SIM与校园网的对接
　　3.1 网络对接设备
　　RFID-SIM卡技术是基于移动通讯网络，移动网数据通过专用光纤接入到校园网的对接服务器，由对接服务器将移动信息接入学校网络系统。对接服务器必须具有以下功能：
　　1) 对接服务器由专用硬件加密设备保证对接设备的专用性和可靠性；
　　2) 为保证数据系统免受病毒和黑客的攻击，对接服务器应设在一个单独且封闭的网络环境中；
　　3) 对接服务器应具有手机信息批量发送和编辑能力，各个应用系统对手机信息的应用全部由对接服务器完成；
　　4) 对RFID-SIM系统的解码和授权工作也由对接服务器完成。
　　3.2 系统对接
　　RFID-SIM卡在校园网中的主要作用是身份校验和小额支付功能，与校园网体系中的一卡通IC卡差不多。所以，RFID-SIM卡在校园网中可直接挂在一卡通系统下，甚至直接作为一卡通系统的工作介质使用。RFID-SIM卡与普通的IC卡在一卡通系统下有三种工作模式：
　　模式一：RFID-SIM手机作为IC卡的附属卡使用，双方使用同一帐户。这种工作模式对数字校园网系统的变动最小，可以很容易地将RFID-SIM手机融入校园网。由于要先经IC卡才能使用RFID-SIM手机，这种方式在一卡通系统与数字化校园其他应用系统对接时，数据信息的转送和身份校验有些麻烦，支付功能不受影响，修改工作量主要集中在一卡通系统。
　　模式二：RFID-SIM手机和IC卡同等使用，即用户在一卡通系统中有两个帐户。这种方式下，RFID-SIM手机在校园网中可以发挥全部功能，在绝大部分系统可取代IC卡。但这样，用户相当于在校园网中有两个身份，数字化校园各系统与一卡通系统对接要对所对接帐户进行专门设置。一卡通系统和对接系统修改工作量较大，系统维护复杂、管理难度大。
　　模式三：一卡通工作介质与一卡通帐户分割，即一个帐户下可挂多个工作介质。一卡通帐户作为独立主体与其他各系统对接，一卡通帐户对外的操作通过IC卡或RFID-SIM手机的操作界面来实现，IC卡或RFID-SIM手机卡工作时都对应同一帐户，根据系统设置确定两者间的优先级。在实用中，校园网系统通过读取IC卡或RFID-SIM手机取得用户在校园网的系统帐户后，直接在系统帐户中进行身份校验和消费；在与系统中心服务器断开连接时，身份认证功能还受影响，消费功能由从IC卡或RFID-SIM手机中的应急钱包进行临时性消费，网络恢复后再与主数据库同步。两者对外作身份验证时都是同一帐户；支付功能直接由一卡通帐户实现，两卡中仅应急小钱包存有少量金钱作为应急消费使用；且应急小钱包中金钱在财务帐面作为已消费流水，保证一卡通的帐户准确与稳定。这种模式能够最佳实现RFID-SIM手机功能，同时不影响IC卡在校园网的作用。但缺点是，一卡通系统基本要重写，工作量很大，一卡通系统公司一般不愿意采用。
　　
　　4 RFID-SIM在校园网中的制约
　　RFID-SIM卡在数字化校园中由于其本身固有的特性，在一些方面不能完成取代传统的IC卡：
　　1) 卡成本高。RFID-SIM卡原始成本远远高于IC卡，在大批量应用时，成本问题更明显。
　　
　　2) 手机配套问题。并不是市面上所有手机都能使用RFID-SIM卡，如果因为使用RFID-SIM卡而更换手机，将进一步提高成本。
　　3) 使用场合所限。学校内一些特殊场合不能使用手机，使RFID-SIM手机的使用范围要少于传统IC卡，如浴室等。
　　4) 维护成本高。IC卡直接由学校管理，而RFID-SIM卡还必须有移动公司在后台作技术支撑，管理维护要更繁杂。
　　5) 抗干挠性较弱。RFID-SIM卡毕竟是无线射频系统，比传统IC卡系统更易受外界电磁信号影响。
　　5 结语
　　RFID-SIM卡技术依靠其信息使用的高效性，使用范围的广泛性（与互联网相比），身份验证性能在数字化校园各系统中的高可用性，消费支付性能的实用性，更易为用户随身携带的特点，完全可以在数字化校园体系中成为最直接的应用媒质。但RFID-SIM卡的成本高、抗干挠问题、技术使用受运营商制约等因素制约该技术在校园中的进一步推广。所以在理论技术成熟的情况下，如何将该技/5iLMRdobZ1k9GSJz22kpw==术市场化、实用化将成为一个新的研究课题。
　　
　　参考文献：
　　[1] 靳佳琨. 基于RFID技术的研究与应用[J]. 价