基于智慧校园环境下的校园一卡通建设探讨

刘 颖

引言

现阶段，整体社会信息化程度在不断提升，信息技术在教育领域所带来的变革也越来越显著。目前，人工智能与校园的结合背景使得我国高等教育的信息化建设已成为国家整体战略的主要组成部分，并逐步推动企业的整合与创新。其中，“智慧校园一卡通”是各高校信息化建设的重中之重，不仅促进了高校信息化发展，还可满足师生实际应用服务的需求。

一、智慧校园一卡通

智慧校园一卡通为学校安全、为车辆进出等提供了一种智能化的应用程序，促进生活、学习、科研等应用的整合和连接，实现“自助、线上”的金融生活服务体系，以此运用智能化系统不断提升校园管理与服务质量。可以说，智慧校园一卡通是“人-机-环境”领域的结合，为教师和学生提供了全方位的智慧感知服务，以及综合的服务平台，为学校与社会创设出更为有力的交流、感知接口，具体包括：

第一，基于智慧校园角度，“智慧生活”属于全新体验。以“一体化支付平台”为中心，推动了高校“付费场景”的融合，将各种支付方式与智慧形式结合起来，营造“校园无现金”的居住环境。

第二，“智慧识别”，将实体卡、虚拟卡、人脸生物识别等多种信息媒介整合在一起，并实现了一体化、智能化的运用方式。

第三，“智慧管理”，其中包括为全校师生提供的在线服务，如自助办理业务、人工咨询服务等。

第四，“智慧决策”，主要是运用专用的技术工具，对学校一卡通系统所生成的流程进行采集、清洗、重组，通过建立一卡通专题数据库，运用专家数据模型和智能算法对数据进行有效的分析，可为学校管理提供科学的决策依据[1]。

二、智慧校园一卡通现状分析

（一）一卡通发展趋势

在“智慧校园”理念的不断深入下，各类新技术已逐步成熟，其对信息化程度需求较高，为此一卡通产品和使用模式也在不断地进行着革新。首先，“一卡通”将覆盖校园的多种支付场景，各种费用均能通过一卡通系统进行缴费；逐渐向手机支付转变，如网络支付、移动支付等多种支付渠道，包括网上银行、第三方支付等。其次，一卡通将在校内的教学、安全、管理等业务中推广，并与第三方的信息技术相结合，使“物联网”的实际应用价值得到最大程度的发挥。最后，一卡通业务将逐渐向手机终端集成，而随着一卡通与学校的信息化建设日益深入，各种应用程序集成也将通过手机实现人机互动。如，图书馆借阅系统、预约场馆系统以及查询课程、食堂情况等；另外，从刷卡记录中还可以计算出每天在餐厅用餐和上图书馆的人数等信息，从而为校园管理工作提供了依据[2]。再如，无线pos机刷卡数据回传后，教师即可对同学的个人信息进行核对。其实，不只是新生的资料，一张“一卡通”可将整个学校的所有师生资料都整合在一起，便于提升校园管理效率与质量。可以说，一卡通在缴费、存款等方面给师生带来了方便，而在我们看不到的“背后”，一卡通在信息化管理中也占有举足轻重的地位。一卡通系统集成了全校学生的基本资料，方便了学生的信息查询，也保证了学生的信息安全。

（二）建设应用现状

高校所建设的一卡通信息服务体系较为复杂，其技术、物力、财力等投入力度较大，同时，也受到很多因素的影响，如环境等。受地区间教育发展程度的差异及经济发展程度的制约等，这种情况导致高校一卡通系统建设尚不健全。另外，由于各高校的建设重点不同，当前学校的总体建设水平与“一卡通”智能校园建设的目标还有一定距离[3]。

借助人工智能技术、5G通信技术以及虚拟卡、大数据等技术，实现了点餐精细化、自助服务、校城互通、多元媒体载体等服务功能。整体上，985大学的应用技术排名居首位，211大学排名第二，而非211大学的应用技术水平相对较低。以下是三个方面的具体应用情况[4]。

1.建设投资

因高校教育信息化程度、经济实力的差距使其在实施过程中出现了一些问题。同时，由于学校投入、建设内容、应用场景等因素的差异，使得一卡通系统在实际应用中的作用也不尽相同。此外，针对高校所建设的一卡通服务体系需具备高校自主管理模式，即高校—银行模式，高校—经营者模式。在此，高校通常与银行、运营商合作，以缓解财务压力。高校模式是目前智能校园一卡通系统的首选模式，其运用价值较高，在此可有效实现对风险的管控力度，使其达到合作双赢的建设效果[5]。

2.共享与开放

目前，高校“一卡通用”的产品不多，缺乏市场竞争力，这一问题严重影响了校园一卡通的开放性。此外，高校一卡通基础平台的建设还不够规范、统一，在这一问题上造成了高校内信息资源冗余、分散，制约着校园内的数字空间与共享环境的形成。同时，由于一卡通的基本资料并未完全公开，难以为学校管理和决策提供全面、精确的数据支撑。

3.安全保障

随着校园“一卡通”的推行，系统安全问题日益突出，包括黑客攻击、网页篡改、数据库信息泄露等。由于教师和学生都可以使用一卡通，当出现以上提及的信息安全隐患问题后，这将直接关系到师生的个人隐私。为此，高校在运用校园一卡通时，需加大对其信息安全防护力度，并投入一定的资金用于信息安全管理，进而确保校园一卡通实施成效。

（三）校园一卡通系统的优势

1.安全性。该系统采用了完善的卡片密钥管理和通信加密技术，以确保系统及资料、数据信息的安全。

2.稳定性。它是由一个独立的网络服务系统组成，其可以支持多个应用程序，内部网络拓扑系统可增强系统的数据处理能力，以及处理海量数据的能力。采用高性能预设注册和计划系统，合理配置系统资源、负荷均衡、服务器资源的有效使用，保证了系统的安全。

3.全面性。智慧校园一卡通系统整合和管理了现有的卡账户和电子账户系统，确保了用户账户的安全性，其支持CPU卡、二维码、微信、支付宝等支付工具，并可在电脑、手机、自助设备等完成取现、支付等工作。同时，为商户提供良好的资金结算功能，加强对资金的管理与追踪；能够为第三方支付机构提供统一的校园支付和结算服务，满足不同类型的校园支付需要，并且可保存所有有关学校付款资料的完整资料。

三、高校一卡通体系建设

“以服务为导向的校园一卡通”，使一卡通系统从单纯的后勤管理工具变成了对学校财政的一种有效服务，其中还涉及高校整合信息化资源、信息化运维，能源监管、安全防范等，可以说一卡通系统中的多种产品（不同的功能）应当形成整体应用系统，以此满足用户实际需求，为此在高校一卡通体系建设中需按照如下方式进行：

（一）软件体系设计

一卡通系统具有易于维护和更新的功能。

1.一卡通系统的部署非常简单，软件的维护仅需对服务器进行管理，客户端无需做出维护且无论用户规模多大都不会对系统升级产生影响。在不同空间内，只要将服务器与专用网络相连，就可以实现远程维护、升级和共享。

2.跨平台，有更多的选择。该系统采用 B/S结构，可以保证一卡通系统与操作系统之间的互不干扰，并能通过多种不同的浏览器进行访问。

3.一卡通系统底层平台，以SOA/SCA结构模型为基础，以灵活的方式组装服务部件，并能迅速地完成多种协议的发布，能够迅速地满足各种应用程序的要求。

4.SOA（Service-Oriented Architecture）是一种以服务架构为导向的模式，它可以根据需求，在整个局域网内进行分散部署、组合和使用。SOA的根基是一个可以被应用程序直接调用的服务层，这样就可以对软件代理的交互进行有效的控制。

5.SCA（Service组件架构）是一种基于服务的组件结构模式，是SOA的延伸，与传统商用组件最大的区别是SCA可以将“组件和传输”分开进行操作的同时，还给出了更加完整的组装模式和组装策略。如采用Web服务、XML技术、缓存管理等技术构建，以满足整个系统的需要，对用户、数据、性能、权限等各个要素进行分析；根据每个组件特点，设计管理组件平台，实现自我管理和自我扩展，使其成为一个综合功能构建相对齐全的系统架构。

（二）硬件组网设计

一卡通系统通常是校园内的局域网，多个部门之间的互联、移动的应用模式。在该模式下，还包括使用互联网所承担部分的数据通讯，以及工程的规模和应用子系统数量，这些目标要求的复杂性由网络的拓扑结构决定。在此基础上，高校一卡通系统可采用“金字塔”式的拓扑结构，在“金字塔”顶部的数据中心，其属于整体网络核心；中间层是连接分支机构、第三方系统、手机、一卡通等终端设备的集成层；底层属于位于大楼内部的接入层。

（三）组网解析

1.各种类型的数据中心设备，一般都是连接到机房的核心交换机，采用星形结构，支持分布式部署、虚拟化部署、VLAN分区，保证了与其他服务器的数据分离。若使用者选择了在双机热备份模式下使用两个数据库服务器，并利用磁盘阵列进行数据存储，则采用FC-SAN方式。

2.分支机构间的组网通常是通过VPN（Virtual Private Network,VPN）将网络技术与大学网络连接起来，它的技术实现是通过虚拟隧道技术在互联网中创建一个虚拟专用通道，以此确保网络的传输速度和数据的安全性。

3.作为一卡通系统的载体网络，通常使用 VLAN技术实现一卡通系统内部的数据通讯以及其他数据的通讯体系（如OA、网页浏览等传统的网络存取数据）进行分离操作，大多数一卡通信息通过TCP/IP直接访问LAN；某些特定的装置可以通过CAN-BUS或485访问数据，该采集机采用TCP/IP访问LAN；采用WiFi、zigbee等技术，可以方便地访问一卡通的无线终端；利用GPRS和CDMA技术的无线终端，例如手机，在运营商的网络上接入数据中心，通常保护资料是利用防火墙等装置来完成。

四、高校一卡通使用情况和效果

（一）无现金支付环境

以系统的支付系统为核心，基于不同的应用子系统，建立了一个基于非现金的校园支付环境。目前，学校食堂、超市、综合缴费等非现金支付和虚拟银行卡的支付，形成了“改善财政收支渠道，优化财政清算实现流程”的目标。

（二）智慧公寓——能耗管理

一卡通系统解决了宿舍楼的水电问题，有效地支持了后勤管理，营造出了绿色、节能、智能的校园。如，宿舍电气控制（或水控）并非测量和收费，其包括水电量与阶梯水电价的设置，在此可运用利用经济因素，提高学生节约能源意识，有效地减轻了资源浪费的严重状况。

（三）维护安保秩序

该系统将校园内的车辆号牌和个人身份信息进行绑定，进出车辆自动放行；校外车辆可按要求自行决定是否放行或是否收费。

（四）移动端服务整合

开发制定的一卡通APP主要集成了以下几个方面，包括挂失、查询、充值、缴费、认证等校园卡服务，包含个人轨迹、订餐、水电缴费、场馆预约等生活服务，也包括通知公告、遗失卡领取公告、支付认证流水等信息服务。

（五）一卡通运维保障

一卡通实体卡的工作大多有人工充值、人工补卡等业务，通过智慧校园建设，通过一卡通APP实现自助服务，可以有效降低人力成本，提高用户使用体验。

结束语

综合上述，高校所打造的智慧校园服务体系需建设一卡通系统，一卡通系统解决了以往存在的诸多问题，其中包括信息不互通、各校区财务独立核算、管理不统一、应用孤岛现象严重、业务过程与应用之间脱节、人工办理导致服务效率低等问题，在一卡通系统建设后不仅减少了服务成本，提升了服务效率，也保证了师生的体验性，满足了师生对智慧服务的需求，确保其在工作、学习、生活方面享受到更为高效便利的服务。