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        智能IC卡在高校教育信息化管理中的應用

        文章出處:http://www.mjagi.com 作者:葛錦環(huán) 朱志亮 人氣: 發(fā)表時間:2012年01月23日

        [文章內(nèi)容簡介]:在高校中,教職工和學生人手一卡,該卡成為了他們的身份識別標志,其惟一性和卡內(nèi)信息可修改性使得校園卡能很好地應用在高校的各個管理層面。

          近年來,隨著智能卡技術的快速發(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)正是智能卡技術的一種非常典型的應用。在高校中,教職工和學生人手一卡,該卡成為了他們的身份識別標志,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用還非常有限,目前僅僅應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用

          智能卡在高校中的典型應用是校園一卡通系統(tǒng),其應用主要體現(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)點以卡結算,實現(xiàn)數(shù)字化、電子化貨幣結算。一個典型的應用就是高校食堂里教職工和學生的就餐支付系統(tǒng),一卡通持有者通過專門的充值系統(tǒng)采用預付費的方式將金額存入卡內(nèi),然后持卡消費。該應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識,如學號或職工號、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。另一個典型的應用就是學生上機操作。當前高校普及了計算機教育,大量學生在課余時間自費上機查閱資料和學習,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。前面所述的應用主要體現(xiàn)在高校的日常生活管理領域。作為一個高校,教學管理始終是教育管理各個層面中最重要最核心的問題,涉及教學管理的諸多難題需要解決,比如教學考勤管理,而教學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)沒有和學校已有網(wǎng)絡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)絡系統(tǒng),而且也實現(xiàn)了部分信息化管理,比如學生的學籍管理,考務管理等,但是這些計算機網(wǎng)絡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管理中最棘手的教學考勤問題為例,介紹一種基于智能卡的教學考勤系統(tǒng)的設計思路和實現(xiàn)流程,以此為基礎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智能卡結構

          該卡為 EEPROM結構,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)結構如圖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的三個控制位。有關卡的詳細存取控制請參閱文獻 [5]。 

         4.2教學考勤系統(tǒng)設計

          該系統(tǒng)已經(jīng)在學校學籍管理系統(tǒng)中注冊并寫入了校園一卡通中的學生信息(包括學生學號、姓名等基本信息和性別、年級、班級等可選信息)以進行教學考勤操作。本文設計開發(fā)的教學考勤系統(tǒng)的功能結構如圖 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果進行統(tǒng)計分析等。系統(tǒng)實現(xiàn)了與遠程教務處網(wǎng)絡服務器的資源共享。系統(tǒng)應用框圖如圖4所示。 


         

          4.3教學考勤系統(tǒng)關鍵操作

          該考勤軟件的幾個關鍵操作步驟如下:

         ?、殴芾韱T對系統(tǒng)進行初始化操作,從教務處網(wǎng)絡服務器上下載本次授課的相關信息數(shù)據(jù),打開“考勤管理”選項設定諸如授課專業(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)將自動記錄該學生考勤的相關信息,包括姓名、性別、學號、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。如果學生在設定的上課時間前持卡主動考勤,則數(shù)據(jù)庫記錄的學生簽到狀態(tài)為“正常”;如果學生在開課后 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束,管理員將考勤結果發(fā)送到教務處網(wǎng)絡服務器上,供教務處統(tǒng)計。也可以在本地“統(tǒng)計管理”中生成報表并打印統(tǒng)計結果。

          該教學考勤系統(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,它充分利用學校已有的網(wǎng)絡資源,實現(xiàn)了與其他系統(tǒng)的掛接與捆綁功能,通過平臺預留的擴展接口與教務處教學管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)信息資源共享,確實提高了教學考勤的效率,是高校信息化教育管理的一個典型應用。

          5 結束語

          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。在教學管理領域也是如此,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)展的高科技設備,可以帶動高校教育實現(xiàn)真正的信息化管理。《計算機時代》

          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)的設計[J].科技信息(科學教研),2008.6:73~74
          [2] 黃永斌,王琦峰.面向服務架構的高校信息化應用平臺及關鍵技術研究[J].浙江萬里學院學報,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,2008.4:20~23
          [4] 林蔥,蔡秀珊.校園一卡通系統(tǒng)的總體設計和實現(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

        本文關鍵詞:智能IC卡
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