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110校园一卡通平台解决方案

 

校园一卡通平台

解决方案

 

 

2016年1月

 

目录

一、项目背景4

二、建设目标4

2.1、校园一卡通与数字化校园5

2.2、设计原则7

三、一卡通系统结构9

四、校园卡11

4.1、校园卡特点11

4.2、校园卡记载信息12

五、一卡通业务流程12

5.1、系统组织结构的设计12

5.2、各个组织机构说明13

六、一卡通基础服务平台14

6.1、平台概述14

6.2、功能需求14

6.3、软件平台14

七、食堂管理子系统15

7.1、平台概述15

7.2、功能需求15

7.3、消费(售饭)系统结构图16

八、大门通道管理子系统16

8.1、平台概述16

8.2、功能需求17

8.3、系统组成17

九、车辆车牌识别子系统(蓝牙感应卡方案)18

9.1、平台概述18

9.2、功能需求18

9.3、系统结构20

9.4、建设方案20

9.4.1、系统配置20

十、车辆车牌识别子系统(视频自动识别方案)21

10.1、平台概述21

十一、宿舍通道管理子系统21

11.1、平台概述21

11.2、功能需求22

11.3、解决方案24

11.4、系统结构和原理26

十三、校园综合管理门户27

13.1、平台概述27

13.2、平台功能28

一、项目背景

随着数字校园建设的逐步深入,校园内的各种信息资源整合已经进入全面规划和实施阶段,“校园一卡通”项目拟结合学校正在进行的统一信息门户、数据交换平台、统一身份认证平台和数据共享中心等建设。

“校园一卡通”项目为数字校园提供重要数据决策信息,通过共同的身份认证机制,实现数据管理的集成与共享,使“校园一卡通”系统成为数字校园建设的核心组成部分。

“校园一卡通”系统将与学校正在实施的数字校园平台系统建设统筹考虑,有机配合。

为加强学校规范化管理,方便全校师生学习、工作和生活,利用校园卡的强大功能,在银行网络系统、校园网的支持下,建设新的“校园一卡通”系统。

二、建设目标

“校园一卡通”的总体目标是实现“数据共享,平台统一,应用集成”,建立以卡为媒介的、面向校园师生的综合性服务平台,覆盖身份识别、金融服务、信息服务、流程整合等领域,形成高效稳定、功能全面、扩展灵活、管理方便的新一代“校园一卡通”系统平台,实现“一卡多用、一卡在手、走遍校园”的建设目标。

“校园一卡通”系统作为整个数字化校园的一个重要应用项目,必须符合学校数字化校园的整体规划的数据标准和接口。

按照“一库”、“一卡”的一体化建设理念,“校园一卡通”系统将采用平台式、模块化的建设方法,构建一个开放,灵活接入的“校园一卡通”系统平台。

利用“校园一卡通”系统平台,接入包括消费子系统、淋浴、门禁、考勤等在内的多个子系统,各个子系统即可独立运行,又可接入“校园一卡通”系统平台。

“校园一卡通”系统支持与多家银行系统、与学校原有的各类应用系统衔接和系统本身应用规模、应用层次不断扩大的衔接。

将“校园一卡通”系统建设成开放式、标准化和用户自我建设扩展的系统。

2.1、校园一卡通与数字化校园

系统实现的校园一卡通系统是在数字化校园框架下的校园卡系统,是数字化校园的基础模块和重要组成部分,而不是孤立的单项功能的卡系统。

所以,在系统设计和实施上,必须考虑数字化校园的整体建设需要,必须提供系统的安全性、可扩展性和方便的系统接口。

数字化校园的定义

数字化校园是以网络为基础,利用先进的信息化手段和工具,实现从环境(包括设备、教室等)、资源(如图书、讲义、课件等)到活动(包括教、学、管理、服务、办公等)的全部数字化,在传统校园的基础上构建一个数字空间,以拓展现实校园的时间和空间维度,提升传统校园的效率,扩展传统校园的功能,最终实现教育过程的全面信息化。

从而达到提高教育管理水平和效率的目的。

数字化校园的结构和特点

数字化校园的整体结构如下图所示:

数字化校园建设的典型特点包括:

数字化校园对象是学生(学习、数字化生活)、教师(教育、科研)和管理人员(管理)

数字化校园宗旨是服务,提供更高效的服务。

数字化校园建设的基础是IT

数字化校园建设的运作是:

校长工程数字化校园的建设是一个长期、连续、无终止的过程。

从上图中,可看到:

校园一卡通是数字化校园的重要组成部分。

校园一卡通对数字化校园的贡献

校园一卡通系统:

是“数字化校园”的重要组成部分和基础设施提供了信息采集的基础工程

数字化校园最终是为人服务的,解决了基础人员信息和信息载体问题提供了统一的身份认证系统提供了实时消费支付系统,实现了“银校通”提供了财务收付、财务结算和商户管理等功能,为学校进行财务管理改革和数字化建设提供了基础为后勤社会化建设提供了手段工具

在全校范围内构建了统一的、优良的信息化共享环境以校园卡为纽带,进一步促进了数字化校园的建设。

2.2、设计原则

1.基于B/S架构,提供功能强大的通用信息管理插件,支持多种类型的数据源,查询检索功能丰富,展示方式多样(曲线图、柱状图、饼图等图表);

2.必须采用基于Java的J2EE成熟的分布式系统架构体系,采用成熟的负载均衡策略,保证系统的高可用性,健壮性、稳定性和安全性,提供跨平台、跨数据库部署支持,减少对环境的依赖;

3.统一的认证和授权管理机制,提供多种安全方式保证认证信息安全,自动获取各业务系统用户信息,无需进行同步;

4.提供海量数据存储及实时存储能力,系统必须支持海量数据的管理,支持大规模的数据应用;

5.支持大文本数据交换、支持多种方式的时间调度控制数据交换流程;

6.具备强大的监控功能和方便的通知功能;

三、一卡通系统结构

为构建统一的校园一卡通系统平台首先需要安全、可靠,满足学校现在和未来多年应用需要的数据存储处理中心。

考虑到学校的实际规模,系统选用ORACLE大型数据库系统;为保证数据的安全性和吞吐量,建议采用先进的磁盘阵列作为数据库存储。

因为校园一卡通数据中心的重要性,为实现长期、稳定的运行,建议采用双机集群热备份系统,即通过先进的集群软件将两台中心主机连接起来,正常情况下由主机负责业务处理,当主机出现故障时,集群软件能够检测到故障,自动启动备份机接管主机的业务处理,保证所有交易处理不间断进行。

校园一卡通系统作为学校统一的身份认证、消费管理等业务处理系统,需要具备较强的业务处理能力,为了便于系统扩展,系统采用流行的三层处理结构,即将数据库、业务处理分数据的一致性,又便于业逻辑处理交由相应的应用器、负责身份认证的认证围系统和设备接入的接入为了管理消费终端等运行又可以联机运行,保园一卡通”系统还要提供数据的本地存储,便于系校园一卡通系统中直接服务终端、消费机的节能。

基本上我们可以将一银行作为高级平台,校园卡管理中心各个校园一卡通高级平台为银行网络用普通电话拨号作为线路算等功能。

分隔开,业务处理的变化不会影响数据的安业务处理的扩展。

在本系统总体结构中,我用服务器处理,主要包括:

负责各类交易处证服务器、负责银行业务处理的金融业务服入服务器和网上服务的WEB服务器等。

为了管理消费终端等面向客户的脱机运行设备,实现各个子系保证系统的可靠性,并与学校第三方系统有供相应的前置或代理系统来管理相关脱机运系统管理、运行和数据核对。

校园一卡通系统中直接面对客户和管理人员的是管理工作站、控制器、考勤机等设备。

基本上我们可以将一卡通系统网络分为三级平台结构:

银行作为高级平台。

校园卡管理中心做为管理级平台。

各个校园一卡通应用网络为应用级平台。

高级平台为银行网络系统,通过DDN与学校校园卡管理中心实时连接,可用普通电话拨号作为线路备份,实现用户的实时圈存、银行卡挂失、每日业务结算能功能。

管理级平台是“校园卡”中心系统专用局域网,是系统核心数据库、中心服务器和各种应用服务器所在地,通过防火墙同三级平台相联,提供各种业务处理。

应用级平台利用整个校园网作为“校园卡”系统的骨干通讯平台,主要实现校园卡在学校内的各种业务处理。

整个校园一卡通系统运行在现有的校园网络上,充分利用学校覆盖整个校园的现有网络构建完善的“校园一卡通”使用环境。

为方便系统维护和中心机房管理,“校园一卡通”系统数据中心在学校网络中心设立机房。

为方便学生,一卡通管理中心可设立在食堂等学生集中的地方。

银行通过专线与设置在数据中心的金融业务服务器连接,金融业务服务器负责银行与学校之间的所有资金转帐(圈存、大额收付费)、数据交换和查询处理。

通讯采用TCP/IP协议和8583标准报文格式进行;消费子系统主机与终端机之间采用RS485专线或TCP/IP总线连接,为保证系统“不停机”,日间终端机可采用脱机方式,子系统主机可通过定时或人工方式,随时连接终端机,完成数据采集、参数下载、黑名单更新和状态监控等。

四、校园卡

4.1、校园卡特点

校园卡与银行卡可分开为两张独立的卡片,也可以制作成复合卡。

卡面统一印刷出学校要求的图案,空出照片、姓名、学号(教师为工号)、卡号、图书馆借书证条码位置给卡务中心制卡打印。

卡存储区合理分配,当前功能满足的同时,为系统将来的功能扩充留下的充足的功能空间。

一卡一密,卡内数据安全加密,不可破解和复制。

提供多种类型卡:

Ø教师卡:

教师使用,具有校园卡的所有消费和身份识别功能;

Ø学生卡:

学生使用,卡面上与教师卡有明显区别,根据学校的情况可以分为本科生、研究生等,具有校园卡的所有消费和身份识别功能;

Ø身份卡:

只有身份标识,无“钱包”功能;例如单独的图书借阅卡;

Ø临时卡:

临时办事人员使用,具有”钱包“功能;不具有身份识别功能,但是可以充值并在学校消费网点使用。

所有卡中都可设置有效期的信息,当有效期结束后,各子系统自动拒绝使用该卡,需要继续使用时,持卡及有效证件到校园卡中心延长有效期。

4.2、校园卡记载信息

在卡的分区内可记录姓名、性别、卡号、学号(或教师工号)、身份证号、图书馆借阅号、单位标识、身份标识、流水号、消费限额、消费限次、个人密码、卡片标识、卡片状态、卡片类型、有效期、卡金额、补助金额、透支额、消费记录、转账记录、补助记录、银行卡帐号、帐号类型等;部分内容实行双备份以防止读写卡过程中的错误。

五、一卡通业务流程

通常来讲,可以将校园一卡通的业务流程分为“电子交易”业务流程、“身份识别”业务流程、“混合应用型”业务流程。

典型的电子交易流程是持卡人在消费机上进行消费的过程:

持卡人用有效卡在消费机上轻轻一晃,消费机验证后即将交易金额从卡上扣除,并将交易信息存储在设备中。

根据系统的设定可选择将数据实时传回服务器或保存在终端机中。

门禁和考勤系统是典型的身份识别系统,系统中门禁控制器内均存有权限及时限白名单或者黑名单,并通过实时下载进行名单更新。

持卡人在门禁读卡头上刷卡,卡片信息传送到门禁控制器,门禁控制器通过与机内的白名单进行校对,以检验持卡人的身份有效性,并发送控制信号到门禁机,通过不同的警示方式来表示允许通过或不允许通过。

混合应用型业务流程

车牌识别系统是混合应用的系统,持卡人刷卡后,各系统需要对持卡人身份进行校验,对于不同的卡类或用户群组,对应不同的费率和优先级等,系统根据相应设定,作出不同处理。

5.1、系统组织结构的设计

一卡通系统涉及银行、学校等多重关系,一卡通系统的日常操作维护和后期子系统的扩建都是系统管理组织机构需要解决的问题。

结合使用学校的实际情况,建议设定以下部门,如图所示:

5.2、各个组织机构说明

银行发卡中心

主要负责银行卡的开户,与学校之间的业务等。

一卡通管理中心管理机构

学校专门成立此机构,是一卡通系统职能管理机构,主要由财务结算部门、持卡人业务管理部门、系统维护部门组成。

财务结算部门

由财务处统一管理,在学校设定财务结算分部门,负责各个校区商户管理、补助发放、财务报帐等。

持卡人业务管理部门

面向学校的广大师生进行持卡人日常管理:

如开户、撤户、挂失、解挂、换卡、持卡人信息修改、查流水帐、存取款等服务。

系统维护部门

由学校指定专人负责系统正常运行、日常管理、系统数据备份、全局参数设置、各个子系统监控、子系统接入管理等,系统出现故障的时候及时与厂家或者网络中心联系,配合问题的解决。

六、一卡通基础服务平台

6.1、平台概述

“校园一卡通”基础平台是基于卡以及相关应用系统的支撑、数据交换平台。

“校园一卡通”系统作为数字化校园的有机组成部分,在基于卡的业务子系统和数字化校园应用之间,“校园一卡通”基础平台起到一个承上启下的作用。

“校园一卡通”基础平台要为消费类业务子系统提供资金结算服务;为身份识别类业务子系统提供身份确认服务;为各类子系统提供数据抽取、集中、关联、交换等服务。

是基于卡应用和相关应用子系统的数据中心。

作为数字化校园层次化应用的一层,“校园一卡通”基础平台为数字化校园应用提供源数据、数据同步、联动等服务。

“校园一卡通”基础平台还要具备有关卡的各种管理功能,具备构建新业务应用的能力。

6.2、功能需求

密钥管理、系统管理、用户管理、卡务管理、报表管理、资金管理、信息服务、接入交换管理、监控系统、数据统计分析、二次开发子系统、数据中心、短信网关服务、结算服务等功能。

6.3、软件平台

本子系统是校园一卡通系统的管理部分,运行于管理处/中心,进行整个系统的基本设置和管理,其它系统分别各自独立运行于不同或相同的客户端机。

七、食堂管理子系统

7.1、平台概述

消费管理子系统是校园一卡通系统的重要的组成部分,它的成功应用将对该校园师生的就餐和校园餐饮管理提供极大的方便,为数字化校园奠定良好的基础。

根据客户目前的需求,该校园内消费设备分布在N个不同的食堂。

食堂共分X层

第一餐饮中心XX台

第二餐饮中心XX台

第三餐饮中心XX台

……

共需食堂终端售饭机XX台

7.2、功能需求

通过在POS机上刷卡消费,满足学校在食堂方面的具体使用。

1、系统应具备审核供应商资质的功能,为从源头管控供应商提供依据和支撑;

2、一期实现对米、油、面的正品抽样检测功能,通过扫描枪或者二维码结合系统基础数据来识别食材的真伪;

3、具有饭菜价格异常智能提醒功能,通过该功能从一定程度管控餐饮公司私自加价的问题;

4、系统对食材采购、库存管理、库存预警方面应做相应考虑;

5、食堂专用就餐机应有较强的防油、防污、防水能力。

6、具有灵活多样的消费方式,可进行智能设置和项目价格定制,设定单项最高消费额与每天消费总额,设置权限可以开放给学生自行设定。

7、具有可靠的读写卡功能,自动识别“伪卡”功能,持伪卡、假卡、挂失卡消费,窗口机能自动报警,并禁止消费。

8、系统提供成本分析和效益分析等相关营业报表统计,以及财务对账功能;可实现日、月、年、某一时段的报表处理,可查询各食堂当餐、当天的收入情况;消费者当天、每月、每年以及一段时间内的消费情况;就餐人数、时区分布情况,为消费者、决策管理者提供详实的材料。

9、售饭机有可靠的供电方案,保证断电后不中断工作,并能保持6小时工作时间;有掉电数据保护功能。

10、窗口机具有脱网工作能力,网络恢复后能保证最新数据的一致性;有较大存储容量,黑名单处理策略先进合理。

7.3、消费(售饭)系统结构图

八、大门通道管理子系统

8.1、平台概述

开放式无障碍快速门禁通道系统是一种新型的安防管理系统。

系统适用于如企事业、工厂、厂矿、学校等单位的出入口,集体公寓出入口,图书馆出入口等人员身份难以准确、高效判

定并快速通过的场合。

这些通道场合均具有固定持卡人员,一定时间内较大通道流量,并配备现场管理人员的特点,无障碍通道系统能够对其进行有效的管理。

开放式无障碍快速门禁通道系统能够实现24小时不间断视频监控及联动通道控制。

持卡人进出通道主动刷卡,系统能够快速准确的判定进出持卡人员的合法性,筛选非法身份和无卡人员,同时声光报警及抓拍照片。

避免了传统通道验证人员身份效率较低而造成进出口拥堵的状况。

防尾随,反潜入。

并在遇到紧急情况时可以快速的对人员进行疏散。

8.2、功能需求

1、系统能按门、按时间、按人员设置有效开门区域、有效开门时段的权限;

2、能自动验证人员的进出权限,记录出入人员的基本信息和时间信息,包括开门的日期、时间、卡号、姓名等持卡人出入信息;

3、对非法使用卡或强行打开门锁等非正常情况,系统能自动发出报警信号,并自动记录非法状况的时间、门号、状态等详细信息,确保门锁安全和事后查证;

4、管理部门可根据需要随时在系统上查询、打印各类人员出入门的详细信息;

5、系统建议使用B/S架构结合的方式;

6、要求可以和教务系统的课表进行对接,实现自动授权和管理,也即如果教务系统对应的课表发生变化,门禁会自动根据课表进行调整授权,而无需人工干预;

7、可以根据需要灵活实现二级管理,设置不同的管理权限;

8.3、系统组成

放式无障碍快速门禁通道系统由系统工作站,通道管理软件,通道机,485通讯转接器,视频卡,视频监控头等组成,并配备现场管理人员。

在持卡人员通过通道时快速、准确地判定其通过状态,合法卡快速放行,非法卡或者无卡时声光报警并拍照。

九、车辆车牌识别子系统(蓝牙感应卡方案)

9.1、平台概述

主要用于控制企业车辆的有效进入及外来临时车辆管理,对外来人员有效统计。

9.2、功能需求

1、校园大门坐北朝南,分为主通道和东、西两侧通道,大门口只准过人,来访车辆只能在西南口通行;

2、要求西南口入口处设计自动出入口,新的车辆车牌识别系统由一卡通基础平台统一制卡、统一管理;

3、为便于后续改造升级,原有的一切有关类似于停车场设备元素统一拆除,更换成新的车辆车牌识别系统;

4、车辆车牌识别系统是基于智能一卡通的功能扩展,最终达到“一库、一网、一卡的信息载体”,实现只需统一发放一次卡即可在目前在建的各个子系统(门禁、食堂、宿舍)中高效操作,最大限度的提高管理和投资回报率;

5、要求车辆识别子系统具有车牌识别兼容性,使用卡读取距离可调节,具有脱节使用性(短时间脱离停车场系统主机);

6、卡片失效或者余额不足系统自动提示,管理人员可选择放行与否;

7、运用技术手段尽最大可能提高车辆车牌识别设备的精准灵敏度,使车主刷卡全过程用户体验良好;

8、用先进的电子技术和高度自动化的机电设备将机械、自控设备(硬件、软件)、视频技术及车辆车牌识别设备有机融合起来,将进出场车辆为安全置于计算机监控下;

9、停车场系统组成灵活,使用进出口车辆数量不规则性,软件自定义进口或出口,满足后续多个出口同一管理,也可分散管理,根据需求选取最佳的组合方式,最成本和工作达到最精简;

10、卡片权限取消、失效及有效延期都通过软件调整,不许车主亲自管理处办理;

11、车辆进出校园,平台应人性化地弹出相关界面供值班人员对比、收费、放行等操作;

12、系统应最大程度的规避异常或故障,若有异常发生,值班人员应能启用键盘、鼠标或其他临时设备实现临时开闸;系统应能记录临时开闸时间和操作人姓名;要求车辆识别系统由良好的安全防范措施,应对临时突发事件的发生,例如:

防雷击设计、突然断电设计和雨雪防护设计等;

9.3、系统结构

9.4、建设方案

9.4.1、系统配置

以一个进口,一个出口为例,蓝牙远距离停车场系统的配置如下:

1、入口设备:

入口控制机1台,自动道闸1台,车辆检测器1个,地感线圈1个,彩色摄像机1个。

2、出口设备:

出口控制机1台,自动道闸1台,车辆检测器1个,地感线圈1个,彩色摄像机1个。

3、管理中心设备:

电脑1台,通讯转换器1台,视频卡1块,停车场管理软件1套,发卡器1台。

十、车辆车牌识别子系统(视频自动识别方案)

10.1、平台概述

车牌识别技术(LicensePlateRecognition,LPR)以计算机技术、图像处理技术、模糊识别为基础,建立车辆的特征模型,识别车辆特征,如号牌、车型、颜色等。

它是一个以特定目标为对象的专用计算机视觉系统,能从一幅图像中自动提取车牌图像,自动分割字符,进而对字符进行识别,它运用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术,对采集到的图像信息进行处理,能够实时准确地自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符,并直接给出识别结果,使得车辆的电脑化监控和管理成为现实。

我公司识别核心汲取了国外及目前车牌识别算法的精华,并在此在基础上作了优化和改进,使得定位及识别的速度及准确性得到了很大的提升,特别是对光照的要求,因为过多地依赖环境无疑对安装及推广应用形成了障碍。

由于安装位置的不固定性,车牌的反光,逆光,背光等因素将直接影响车牌的识别,改进过的算法对以上车牌的识别得到了很大提升。

DLL的集成识别模块形式和绿色免安装为客户集成带来了许多的便利,在线的及时学习及即时加入技术可以识别新的车牌汉字及即时提升识别的准确率。

十一、宿舍通道管理子系统

11.1、平台概述

“日图三餐,夜图一宿”,学生大部分时间都是在学生宿舍度过的,宿舍是学生日常生活与学习的重要场所。

不断改进和加强学生宿舍的管理工作,既是高校后勤社会化改革过程中的一项重要任务。

坚持科学发展观,开展如何在新形势下加强学生宿舍管理工作,尤其是对学生宿舍的安全管理、出入管理、归寝管理。

如何创造一个安全的宿舍有着十分重要的意义。

然而,在日常管理中我们经常会碰到这样的问题:

1、外来人员混入宿舍带来的安全隐患:

一般来讲,一座宿舍楼会有700-2000人左右的学生入住,根据实测,高峰时,每分钟每个门可能会有120人以上的学生通过,负责管理的老师不可能识别每一名进入宿舍的学生,当有外来人员要进入宿舍楼时,可以很容易的进入而不被发现,容易发生意外情况(学生放在寝室的物品、钱款丢失;外来人员对学生造成人身伤害),而且无法在事后进行调查。

2、查寝耗费时间并且工作量大,影响学生作息:

学校负责宿舍管理的老师在查寝时,常常因为时间的关系,无法对所有寝室进行人员的查点,常常依赖于学生干部的手工报表。

手工报表误差率高,往往即使有学生夜不归寝,也不能及时发现,给学校的管理造成很多困难,一旦发生意外,学校将承担很大的责任。

3、学生私自调换宿舍:

如果学校有多栋宿舍楼,同一学校的学生往往会因为私下的关系自行调换,入住到别的宿舍楼中,管理员老师又无法发现,这样就给学校在学生宿舍管理上增加了很大的难度。

4、宿舍出入口必须有人盯守:

这里用到了“盯守”一词,可见宿舍管理人员在为了保证安全,在人流高峰时必须提高警惕,人真辨别出入宿舍的人,但是难免有漏网之鱼。

5、宿舍管理人员代为传送的信件等不能及时传送到学生手中。

随着科学技术的发展,宿舍出入(通道)管理系统应运而生,本系统利用红外侦测、智能卡技术、射频电子标签(

RFID

)技术、视频监控、门禁控制、报警输出、视频输出相互协调,相互制约,得以实现出入口控制的人性化、智能化,解决了以上学生出入宿舍、查寝的问题,并已在学校宿舍中广泛使用。

蓝天卡快速无障碍通道机机的出现,给宿舍管理尤其是安全管理上提供一种新的思路。

11.2、功能需求

可以实现的功能

1、对非法通过人员报警:

外来无卡人员、没有授权通过的人员经过通道时,通道机发出声光报警,同时在软件工作站语音提示通知安保人员,同时系统会抓拍非法人员的影像资料。

有效的防止尾随、跟随,在大人流量情况下能准确识别无卡人员。

 

2、有效识别人员身份:

人员通过时系统可通过卡片识别人员身份和人员信息。

人员身份包括:

学生卡,教师卡,领导卡,家长卡;人员信息包括:

人员照片、姓名、部门、出入时间等信息,如配置短信功能,可以通过短信方式通知学生家长学生的出勤情况

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