智能IC卡在高校教育信息化管理中的應(yīng)用

文章出處：http://hlpi.cn 作者：葛錦環(huán) 朱志亮

　　近年來,，隨著智能卡技術(shù)的快速發(fā)展和國家信息化戰(zhàn)略的實施,，高校教育信息化管理一直為教育界人士所重視。全國各大高校開始陸續(xù)引進智能卡,，智能卡的引進有力地促進了高校教育管理的信息化,。高校引入的校園一卡通管理系統(tǒng)正是智能卡技術(shù)的一種非常典型的應(yīng)用。在高校中,，教職工和學(xué)生人手一卡,，該卡成為了他們的身份識別標(biāo)志，其惟一性和卡內(nèi)信息可修改性使得校園卡能很好地應(yīng)用在高校的各個管理層面,。但是,，由于目前社會信息化的程度不高，高校教育信息化程度也受到限制,，智能卡引入高校的時間并不長,，從總體看智能卡在高校教育信息化管理中的應(yīng)用還非常有限，目前僅僅應(yīng)用在某些特殊的部門，比如食堂,、圖書館等等,。因此，怎樣把智能卡強大的功能應(yīng)用到高校的各個管理層面,，發(fā)揮出其作用,。成為了一個非常熱門的研究主題。

　　1智能卡簡介

　　所謂智能卡是IC卡（集成電路卡）的一種,，其內(nèi)部嵌有微芯片,。按所嵌的芯片類型的不同，IC卡可分為三類,，第一類是存儲器卡,，該卡內(nèi)的集成電路是可用電擦除的可編程只讀存儲器EEPROM，它僅具有數(shù)據(jù)存儲功能,，沒有數(shù)據(jù)處理能力,，存儲卡本身無硬件加密功能，只在文件上加密,，很容易被破解,。第二類是邏輯加密卡，該卡內(nèi)的集成電路包括加密邏輯電路和可編程只讀存儲器,，加密邏輯電路可在一定程度上保護卡和卡中數(shù)據(jù)安全,，但只是低層次防護，無法防止惡意攻擊,。第三類是智能卡（CPU卡）,，該卡內(nèi)的集成電路包括中央處理器 CPU、可編程只讀存儲器,、隨機存儲器 RAM和固化在只讀存儲器 ROM中的卡內(nèi)操作系統(tǒng) COS(Chip Operating System),，卡中數(shù)據(jù)分為外部讀取和內(nèi)部處理部分，確?？ㄖ袛?shù)據(jù)安全可靠,，而且卡內(nèi)包含一個 RFID芯片，所以它們不需要與讀寫器任何物理接觸就能夠識別持卡人,，有些地方也稱之為非接觸式 IC卡 [1],。

　　2智能卡在高校中的典型應(yīng)用

　　智能卡在高校中的典型應(yīng)用是校園一卡通系統(tǒng)，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面,。第一是消費支付功能,。通過校園卡內(nèi)的電子錢包，持卡人可以在校園內(nèi)任意一個與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的消費網(wǎng)點以卡結(jié)算,，實現(xiàn)數(shù)字化,、電子化貨幣結(jié)算。一個典型的應(yīng)用就是高校食堂里教職工和學(xué)生的就餐支付系統(tǒng)，一卡通持有者通過專門的充值系統(tǒng)采用預(yù)付費的方式將金額存入卡內(nèi),，然后持卡消費。該應(yīng)用可以為高校后勤管理解決現(xiàn)金就餐所帶來的諸如衛(wèi)生,、腐敗問題,，更可以提高持卡者的就餐效率。第二是身份識別功能,。校園卡表面印有持卡人身份標(biāo)識,，如學(xué)號或職工號、姓名,、照片以及所屬單位等,，且教職工、臨時工和學(xué)生等不同身份卡片的底色也不同,，以便于身份識別,。校園卡的 IC芯片和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中均存有持卡人的身份信息，實現(xiàn)了校園內(nèi)的電子身份識別,，取消了各種證件,。一個典型的應(yīng)用就是高校圖書館的圖書借閱管理系統(tǒng)。持卡人持卡進入高校圖書館瀏覽,，只有合法持卡人才允許進入,，能通過圖書管理系統(tǒng)進行圖書的借還操作。如果出現(xiàn)延期借閱,，管理系統(tǒng)會扣除卡內(nèi)金額,，完成逾期罰款的功能。另一個典型的應(yīng)用就是學(xué)生上機操作,。當(dāng)前高校普及了計算機教育,，大量學(xué)生在課余時間自費上機查閱資料和學(xué)習(xí)，校園卡系統(tǒng)可以自動完成上機身份識別和費用繳納操作,，為高校節(jié)約了大量的人力物力,，提高了效率 [2]。

　　3高校教育信息化管理中存在的問題

　　當(dāng)前高校教育信息化管理中存在的典型問題主要有兩個,。第一個是應(yīng)用面太狹窄的問題,。事實上，校園一卡通系統(tǒng)的功能遠比文中所描述的功能強大,。前面所述的應(yīng)用主要體現(xiàn)在高校的日常生活管理領(lǐng)域,。作為一個高校，教學(xué)管理始終是教育管理各個層面中最重要最核心的問題,，涉及教學(xué)管理的諸多難題需要解決,，比如教學(xué)考勤管理，而教學(xué)考勤管理主要還是采用傳統(tǒng)的點名方式，其弊端顯而易見,，效率太過低下,，特別是高校教學(xué)中普遍采取大課制，顯然口頭點名方式是不現(xiàn)實的,，為此,，完全可以利用校園一卡通的身份惟一性特點，實現(xiàn)自動點名,。第二個是校園一卡通系統(tǒng)沒有和學(xué)校已有網(wǎng)絡(luò)資源緊密連接的問題,。在智能卡引入到高校之前，各個高校普遍已經(jīng)有了計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，而且也實現(xiàn)了部分信息化管理,，比如學(xué)生的學(xué)籍管理，考務(wù)管理等,，但是這些計算機網(wǎng)絡(luò)資源和校園一卡通系統(tǒng)是完全獨立的,。怎樣把這些網(wǎng)絡(luò)資源和校園一卡通系統(tǒng)整合起來，發(fā)揮其更大的作用,，是當(dāng)前擺在高校教育信息化管理者面前一個重要的課題[3],。

　　4典型問題的解決方案

　　針對以上這些問題，本文以解決高校教學(xué)管理中最棘手的教學(xué)考勤問題為例,，介紹一種基于智能卡的教學(xué)考勤系統(tǒng)的設(shè)計思路和實現(xiàn)流程,，以此為基礎(chǔ)闡述類似問題的解決方案 [4]。本系統(tǒng)采用 Philips Mifare oneS50智能卡,，以 Visual Basic6.0+SQL SERVER2000為編程開發(fā)平臺,。

　　4.1 Philips Mifare oneS50智能卡結(jié)構(gòu)

　　該卡為 EEPROM結(jié)構(gòu)，容量為 8K,，分為 16個扇區(qū),，每個扇區(qū)為 4塊，每塊 16個字節(jié),，以塊為存取單位,，每個扇區(qū)有獨立的一組密碼及訪問控制。其卡內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。每個扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨立的,，可以根據(jù)實際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。存取控制為 4個字節(jié),，共 32位,，扇區(qū)中的每個塊（包括數(shù)據(jù)塊和控制塊）的存取條件是由密碼和存取控制共同決定的，在存取控制中每個塊都有相應(yīng)的三個控制位,。有關(guān)卡的詳細存取控制請參閱文獻 [5],。 

　4.2教學(xué)考勤系統(tǒng)設(shè)計

　　該系統(tǒng)已經(jīng)在學(xué)校學(xué)籍管理系統(tǒng)中注冊并寫入了校園一卡通中的學(xué)生信息（包括學(xué)生學(xué)號,、姓名等基本信息和性別、年級,、班級等可選信息）以進行教學(xué)考勤操作,。本文設(shè)計開發(fā)的教學(xué)考勤系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖 2所示，考勤軟件系統(tǒng)主界面如圖3所示,。 

　　利用該系統(tǒng)可以實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)庫中院系,、專業(yè)班級的增刪、修改,，學(xué)生信息的增刪、修改,，并實現(xiàn)課程管理,、教室管理以及核心的考勤管理，除此之外還能對考勤結(jié)果進行統(tǒng)計分析等,。系統(tǒng)實現(xiàn)了與遠程教務(wù)處網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的資源共享,。系統(tǒng)應(yīng)用框圖如圖4所示。 

　　4.3教學(xué)考勤系統(tǒng)關(guān)鍵操作

　　該考勤軟件的幾個關(guān)鍵操作步驟如下：

　?、殴芾韱T對系統(tǒng)進行初始化操作,，從教務(wù)處網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上下載本次授課的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，打開“考勤管理”選項設(shè)定諸如授課專業(yè),，班級,，地點，開課時間等等信息,，如圖5所示,。然后點擊“開始考勤”。 

　?、茖W(xué)生進入教室后,，只需要持IC卡貼近讀卡器，聽到“嘟”的一聲,，就完成了考勤簽到操作,。系統(tǒng)將自動記錄該學(xué)生考勤的相關(guān)信息，包括姓名,、性別,、學(xué)號、卡號,、班級,、課程、上課時間,、上課地點,、簽到時間和簽到狀態(tài),。該考勤信息將顯示在考勤界面下方并記錄在本地數(shù)據(jù)庫中，如圖 5所示,。如果學(xué)生在設(shè)定的上課時間前持卡主動考勤,，則數(shù)據(jù)庫記錄的學(xué)生簽到狀態(tài)為“正常”；如果學(xué)生在開課后 15分鐘內(nèi)持卡簽到,，則數(shù)據(jù)庫里記錄為“遲到”,；15分鐘后持卡簽到，則數(shù)據(jù)庫記錄為“曠課”,。如果已簽到學(xué)生再持卡簽到,，系統(tǒng)將發(fā)出“已簽到”的提示信息。如果出現(xiàn)學(xué)生請假情形,，則可以由管理員選擇“手動考勤”選項進行登記,，并注明原因，以備統(tǒng)計,。因此數(shù)據(jù)庫中將 出現(xiàn)四種類型的學(xué)生考勤狀態(tài),，分別是“正常”、“遲到”,、“曠課”,、 “請假”。一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障或者 IC卡故障也可以選擇手動考勤,。

　?、强记诮Y(jié)束，管理員將考勤結(jié)果發(fā)送到教務(wù)處網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上,，供教務(wù)處統(tǒng)計,。也可以在本地“統(tǒng)計管理”中生成報表并打印統(tǒng)計結(jié)果。

　　該教學(xué)考勤系統(tǒng)很好地利用了一卡通的特點和優(yōu)勢,，而且系統(tǒng)并不是獨立工作的,，它充分利用學(xué)校已有的網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)了與其他系統(tǒng)的掛接與捆綁功能,，通過平臺預(yù)留的擴展接口與教務(wù)處教學(xué)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),，實現(xiàn)信息資源共享，確實提高了教學(xué)考勤的效率,，是高校信息化教育管理的一個典型應(yīng)用,。

　　5 結(jié)束語

　　高校教育實現(xiàn)信息化管理是必然的趨勢，智能卡在其中扮演著非常重要和關(guān)鍵的角色,。通過本文所述的解決方案,，我們可以發(fā)現(xiàn)，很多的問題實際上完全可以通過多個系統(tǒng)的聯(lián)動來實現(xiàn)資源共享,，以此來提高管理的效率,。在教學(xué)管理領(lǐng)域也是如此,，舊的傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)落伍，我們急切需要用高效的管理方法逐漸作替代,，利用智能卡這一快速發(fā)展的高科技設(shè)備,，可以帶動高校教育實現(xiàn)真正的信息化管理?！队嬎銠C時代》

　　參考文獻： 

　　[1] 李小敏,王明杰.基于智能卡的高校后勤管理認證系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技信息(科學(xué)教研),2008.6:73~74
　　[2] 黃永斌,王琦峰.面向服務(wù)架構(gòu)的高校信息化應(yīng)用平臺及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].浙江萬里學(xué)院學(xué)報,2009.5:28~31
　　[3] 梁培,韓錫斌,胡華,吳庚生.高校信息化評價的思路和方法研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2008.4:20~23
　　[4] 林蔥,蔡秀珊.校園一卡通系統(tǒng)的總體設(shè)計和實現(xiàn)[J].中國教育信息化,2007.13:53~56
　　[5] Philips Semiconductors,Inc.,Mifare one S50 IC card mannul, 2001.5