大数据视域下智慧校园的智能卡决策支持系统设计与应用

【摘要】随着中小学校园信息化建设的不断成熟和深化，大数据视域下的智慧校园引发人们极大的关注，智慧校园中的智能卡决策支持系统成为关注的焦点，充分突显数字化校园的“智慧”，在物联网技术、RFID无线射频技术的支撑和依托下，产生大量的中小学生数据，要对其加以充分、深度的挖掘，进一步推动智慧校园决策支持系统的实现。

【关键词】大数据 智慧校园 智能卡 决策支持系统

【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）51-0220-02

智慧校园的智能卡系统可以实现中小学校园内的无货币化消费，促进中小学校园管理的规范化、系统化和智能化，成为中小学校园信息化管理、智能化服务的有效支持平台，真实客观地记录师生在校园中的生活学习习惯、消费行为，通过智慧校园智能卡决策支持系统的建构，可以实现对各种数据的深度加工、整理、分析和提炼，为校园的智慧化管理提供决策支持。

1.智慧校园智能卡相关技术分析

1.1 物联网技术

物联网技术体现出对计算机、通信电子等技术的综合性应用，通过不同层级实现对数据信息的采集、处理、传输和应用，具体来说主要包括以下层次：（1）识别层。可以利用射频识别终端设备，诸如：温度感应设备、光照感应设备、红外线感应设备、视频监控设备等，实现对被监测对象的动态感知、数据采集、分析和处理。（2）数据传输层。这是对终端设备采集的数据进行安全可靠的传送路径，主要采用有线和无线网络进行传输的方式。（3）数据应用层。这主要是指对采集数据的具体分析技术和监控策略的合理应用。上述各层次处于独立且相互联系的状态，能够根据不同的应用环境实现完整数据的应用。

1.2 RFID射频识别技术

这是由射频识别终端识别物体的芯片，利用空间耦合进行数据的识别和数据读取，并在数据服务器中实现精准的运算分析，主要由标识TAG、扫描响应终端、数据信息接收器等构成，可以满足用户对系统的不同应用需求。

1.3 其他识别技术

条形码的编码技术、识别技术、信息发送处理技术也是一种常见的技术，可以较好地提升工作效率。另外，生物识别技术可以利用生物传感器采集、辨识指纹、虹膜、声音、掌纹、脸型等信息，实现人个身份识别。

2.智慧校园智能一卡通系统应用分析

大数据视域下的智慧校园一卡通要使各子系统无缝对接，实现持卡人的跨地域信息传递，实现校园信息的集成共享、相互兼容，体现出实时性、稳定性和跨地域性。

2.1智慧校园智能一卡通就餐管理子系统

在SQL数据库技术、刷卡软件系统技術的支撑和依托下，智慧校园智能一卡通就餐管理子系统可以读取卡片的身份信息，当其与数据库信息相吻合时则进一步读取卡片中的金额信息，进行低于存储金额消费刷卡的小额消费。

2.2智慧校园图书管理子系统

中小学智慧校园图书管理子系统包括数据中心前置机、图书馆二级管理服务器、图书馆终端机、图书馆门禁系统等硬件，图书管理服务器和校园一卡通中心数据服务器处于同步通信的状态，在对学生进行刷卡识别的条件下，经由图书管理门禁子系统的认证之后，实现对中小学生的图书借阅管理。

智慧校园图书管理子系统可以实现对学生读者的管理，通过刷卡读取学生智能卡中的数据信息，进行系统查找、添加、删除等操作；还可以实现对图书的管理，自动登记和显示学生借阅图书的借阅时间、姓名、归还时间等。

2.3 智慧校园智能一卡通消费子系统

智慧一卡通消费子系统模块由后台收费管理软件、收费主机、非接触式的IC卡读取机等硬件构成，可以应用于校园内超市、餐饮、医疗等部门，实施定额消费和不定额消费的方式进行消费自动化管理。

学生持卡刷读卡机，系统会将其与后台数据信息相比对，两者相匹配时则进一步显示卡内余额及卡号，允许持卡人进入到下一步的消费输入操作，当输入消费金额在卡内金额限度之内，则可以成功进行消费并生成相应的消费记录，否则会出现持卡人及时进行金额补充的提示。

2.4 学生智能门禁管理子系统

在学生进出校门、教室的过程中，可以利用射频扫描终端获取相应的信息，在经过权限验证的前提下，系统可以迅速调出刷卡人员的基本信息，产生详细的学生进出数据痕迹，由此可以确定学生平安进出校园、教室的情况，并用学生平安短信系统，使学生家长同步获悉学生进出校门的情况。

2.5家校通管理子系统

智慧校园智能一卡通系统还要支持家校通的管理内容，具体来说要包括以下功能模块：（1）学生成绩通知。校园智能一卡通系统要以短信的方式，发送学生的成绩、评语、作业等信息，使家长了解教学、学生学习及生活的状况，采用家校联合的方式实现对学生的督促，较好地提升教学管理效果。（2）学生表现通知。校园智能一卡通系统还要借由短信平台与家长联系，使家长了解和获悉学生在校期间的课堂纪律、人际交往、表扬处分等信息，对学生的学习和成长给予更多的关注，分享学生在校期间的成长与表现，并及时对学生表现不佳的情形给予纠正和辅助。（3）会议及收费通知。学校要通过发布会议通知的方式，加强与家长的联系，对于学生在校期间的重大活动要进行及时的信息发布。（4）意外缺勤通知。要借助于短信平台实现家校联通，将学生意外缺课的情形进行及时的交流和沟通，了解学生意外缺勤的原因，针对性地加以处理和解决。（5）学生成长指南。该子系统模块还可以针对学生的学习、成长情况提供指导，如：根据学生成长的不同阶段提供健康成长指南；考前应试指南；提升学生人际交往能力指南等。

3.大数据下智慧校园的智能卡决策支持系统设计

3.1 智能卡决策支持系统软硬件及结构设计

3.1.1 智能卡决策支持系统软硬件分析

智慧校园的智能卡决策支持系统操作平台为Windows 10操作系统，以Java语言为软件开发语言，采用Oracle 11g数据库，通过Web平台进行可视化的操作与交互。

3.1.2 智能卡决策支持系统的结构

智慧校园智能卡决策支持系统是基于数据仓库下的新型决策支持系统，其结构主要包括有：（1）数据准备。它是以智能卡系统采集的数据为基础，使之成为决策支持系统的数据源，通过智能化分析和处理，使数据保持准确与一致。（2）数据仓库。智能卡决策支持系统要对数据进行集成、交互、转换、综合，形成数据仓库的数据源，并为后续的数据分析提供支撑和前提。（3）决策分析系统。在采集不同用户、维度、时间和地点的数据前提下，采用数据挖掘技术、联机分析处理技术，可以找寻到数据中潜藏的信息价值，使之成为决策的数据支撑和依据。（4）人机交互与知识表达。智能卡决策支持系统还体现出良好的人机交互功能，在直观、形象的人机交互界面之下，可以向需求用户呈现决策分析的结果，进行知识化的表达和阐述[1]。

3.2智能卡决策支持系统模块设计与应用分析

3.2.1数据准备模块设计

可以采集学生在校园的餐饮消费、充值、圖书借阅、门禁出入等数据，并将其导入到oracle数据库之中，找寻用户信息表和流水信息表的内在关联，提取一定决策主题的信息列，以用户编号为唯一标识，从用户姓名、性别、消费金额等不同维度，反映学生的个性化特征和行为。然后，再对这些原始数据进行格式化处理或转换，也即实现数据的预处理，主要包括数据清洗、数据集成、数据变换和规约等内容，使之成为后期数据挖掘、分析处理的前提。

3.2.2数据可视化模块设计

在智慧校园的智能卡决策支持系统设计之中，要运用数据可视化技术，实现对数据的图形或图像的转换，借助于无线wifi、监控摄像、手机移动终端等物联网设备，实时感知和获取学生在校园内的数据信息，实现对中小学生的可视化控制和信息反馈，其功能实现主要信赖于前端页面、servlet请求、数据处理等流程的核心代码加以实现。常用的数据可视化工具主要为百度商业级数据图表（ECharts），它支持折线图、柱状图、散点气泡图、K线图、仪表盘等不同图表，实现拖拽重计算、值域漫游等操作，可以较好地提升用户的操作体验[2]。

3.2.3决策支持系统仪表盘设计

通过智慧校园的智能一卡通系统平台，可以全面获悉学生在校园内的刷卡次数变化、消费地点、门禁出入、图书借阅等情况，直观地展示学生在校园内的学习、生活状态。

3.2.4 决策支持系统卡务管理设计

智慧校园智能卡决策支持系统，还要实现对卡务的设计和管理，主要包括制发卡、注销、挂失/解挂、补卡/换卡等功能。制卡流程主要包括有：（1）将获取的学生信息导入到制卡系统数据库。（2）完善学生信息并导入到新数据库中。（3）以班级为划分单位，进行制卡任务的细化、批次分解；（4）初始化卡。涵盖学生姓名、照片、学籍号、二维码等信息，并建立卡内文件系统及密钥系统。（5）成功制作卡片并对其进行注册和批次标识。挂失流程主要为：（1）输入卡号、姓名进行挂失申请，并进行信息留存。（2）挂失审核确认并进行信息发布。（3）输入卡号、姓名进行解挂申请、审核并加以信息留存。

综上所述，在智慧校园的智能卡普及性运用的环境下，基于数据仓库的智能卡决策支持系统可以较好地对智慧校园的数据进行整理、分析、处理，充分发挥数字化校园的数据资源效应，通过对数据的深度挖掘，实现学生在校园内的学习、生活状态进行实时、动态的把握和反馈，成为智慧校园决策的重要数据支撑。

参考文献：

[1]李雯雯.“数字化校园”向“智慧校园”发展的探索[J].电子测试. 2016（20）

[2]王博，魏顺平.基于大数据的教育决策支持研究[J].现代教育技术.2016（04）

作者简介：

宋春华（1978.3-），男，汉族，江苏海门人，本科，中级职称，从事南京市教育系统新技术、新媒体、网络安全、智慧校园建设等研究工作。