完整版XX校园一卡通信息化系统项目建设可行性方案.docx
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完整版XX校园一卡通信息化系统项目建设可行性方案
XX校园一卡通信息化系统项目建设可行性方案
1设计说明
1.1概述
1.1.1工程概况
现代化的学校需要现代化的管理、教学手段的支持。
随着现代教学手段的发展，校园设施不断增加，学校规模不断扩大。
怎样对学校设施、人员更有效地管理，成了困扰每个学校管理者的难题。
建设一套可靠、成熟，兼容性、可扩展性好的校园“一卡通”系统，对学校整个信息化系统建设，具有非常重要的意义。
本着网络集成化、通用性、可靠性、可扩展性、先进性的设计原则，按照本次工程建设单位的要求，我们设计了非接触式IC卡一卡通系统来实现所有学校管理、安防和后勤的要求。
非接触式IC卡一卡通系统是信息技术、电子通讯技术发展的产物，是实现物业管理、安全防范管理的有效措施，该系统通过射频技术实现非接触信息传输，实际使用时，卡片不与设备直接接触，只需在设备前晃动，系统即可采集到所需信息，实现门禁、考勤、食堂消费管理等诸多功能。
因其高度安全、适用面广、极为方便的使用和管理方式，除了在学校被广泛应用外，也被广泛应用于银行、宾馆、高档写字楼、智能化小区、工厂等重要场所。
实际使用时，学校教职工和学生只需将此卡做成工牌、学生证的IC卡在读卡器前晃一下（约2-5公分距离），即可根据权限进入学校和自己的办公室等防范区域，无卡或无效卡持卡人不能进入防范区域，同时，系统自动记录员工考勤情况，可实现员工考勤数据采集﹑信息查询和考勤统计过程自动化，完善人事管理现代化，代替了以往的人工签卡﹑打卡，方便管理人员统计﹑考核各部门出勤率，准确地掌握员工出勤情况；同时，该卡还可直接在学校食堂买饭或在图书馆借阅图书。
一张智能卡，即可代替出入房门的钥匙、学生证、图书证、医疗证和各种体育设施的使用证等，具备身份识别和电子钱包功能，学校通过该系统，可实现对重要办公、教学、实验场所，图书馆、学生宿舍等的出入管理，教职员工考勤、学生出勤管理、对学校学生食堂的消费管理，学校浴室热水管理、图书馆的图书借阅等功能，使用极为方便，通过系统扩展，很容易实现停车场管理、保安巡更管理等功能。
一张智能卡可通用于所有子系统，所有子系统数据共享，真正实现学校的校园智能“一卡通”。
1.1.2设计依据
（1）《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）；
（2）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）；
（3）《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-1985）；
（4）《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-92）；
（5）《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）；
（6）《安全防范系统适用图形符号》（GA/74-94）；
（7）《低压配电设计规范》（GB50054-95）；
（8）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2904）；
（9）《商用建筑线缆标准》（EIA/TIA-569）。
1.1.3设计范围
本期工程设计范围包括系统总体建设方案，包含工程所涉及的系统相关软件、硬件、网络以及配套设备等；以及根据国家工信部的有关规定、工程实际情况和建设单位的要求编制的工程预算。
1.2业务定位
随着信息产业的日异革新以及网络的迅猛发展，智能卡技术已被社会的各行各业所接受并应用，其中非接触式智能卡“一卡通”系统整合了智能卡的多种用途，以其技术的先进、使用的便利、保密和安全等特性越来越广泛地应用在：
校园、机关、大厦、小区、企业、医院等场合；将收费管理、水电能源控制、身份识别、门禁、通道控制、考勤、会议签到、人事资料、图书管理、停车场管理等常用的功能整合成为一个统一的“一卡通”系统。
“校园一卡通”及其网络系统使学校师生员工可持IC卡作为身份识别的手段，用于教学管理、考勤、学生选课、查询成绩、借阅图书、学校医务所挂号、查询网上资料等功能；作为电子交易的手段，将现金集中于学校财务部门，金额记入所有者的IC卡，以校园内部的电子货币形式，用于校园内的食堂就餐、超市消费，水电缴费、公共机房上机上网等其他各种为学生和教师服务的收费项目。
同时“园一卡通”系统的建设与校园OA系统的无缝连接为实现师生的基本信息查询、教务信息查询（如课程成绩、学籍学分、教学情况）、管理信息查询、后勤信息查询、消费统计分析查询，以及领导宏观管理的综合查询等，提供了一个统一、简便、快捷的平台，以校园卡为纽带促进了“数字化校园”的建设。
1.3建设方案
1.3.1需求分析
（1）实现消费功能，在学校超市，食堂使用校园卡消费；
（2）实现淋浴管理，可实现用校园卡洗澡；
（3）实现图书馆系统，可用卡借书还书等基本操作，学校建立图书管理系统，需进行对接；
（4）通道考勤，实现学生进出校门自动考勤；
（5）对接开发，与图书管理系统对接实现校园卡，与校讯通对接实现短信功能；
（6）校方已经有消费系统的，希望用现在的校园卡实现考勤，通道考勤等应用。
表1.3-1学校需求情况表
1.3.2方案设计
（1）针对校方提出的第6点需求，经分析后得出结论：
这些项目如果对接其他厂家产品，这属于个性定制化产品，需导致开发周期较长，实施较慢，协调麻烦，开发费用剧增，本方案建议摈弃利旧，应完全采用新建的方式。
其中，新建的优点是可以实现完整的一卡通，方便后期维护，对接开发较少；利旧的缺点则包括：
1对接开发量巨大，需要公司人员投入大量人力协调支持；
2需要其他应用厂商紧密配合，需要的技术文档有可能涉及其他公司产品机
密；
③需要需求分析评估，对接厂商需要紧密配合，且需要现有技术是否融合支持，可能导致用户方发行卡会要再多套系统中去实现，增加管理成本。
（2）系统设计
经过对该学校实际情况分析，仔细研究工程图纸，我们做出如下一卡通系统设计：
本方案设计采用非接触式IC卡一卡通方案，系统由一卡通平台、门禁考勤子系统、消费子系统、发卡子系统等系统组成。
各子系统功能和具体实施见下面分项描述。
该一卡通系统网络拓扑结构清晰、功能明确，一张卡片可通用于所有子系统，所有子系统共享一个数据库服务器，且可扩展其他子系统，实现真正意义上的一卡通，完全能够满足本学校需要。
见下图：
图1.3-1一卡通系统网络拓扑
每一个教职员工和学生均发放一张IC卡，卡中记录有学生、教职员工资料、证卡信息、各子系统数据记录等，如：
姓名、卡号、照片、部门、职位、班级、卡内金额，持卡人通过在各系统的读卡设备前读卡，实现出入、消费等功能。
该卡上印刷有持卡人相关资料、照片，可作为学生证或员工证使用。
1.3.3系统功能及实施方案
1.3.3.1一卡通系统平台的功能
（1）负责整个一卡通系统的数据管理功能；
（2）全系统所有数据（学生、教职员工资料、证卡信息、各子系统数据记录等）都存贮在一卡通服务器数据库内；
（3）各子系统管理员通过权限查询、维护本系统的数据。
本方案设计一卡通系统服务平台放置在一卡通管理中心。
1.3.3.2校园卡管理子系统
校园卡管理子系统也叫发卡子系统。
为方便用户操作，严格管理，避免重复发卡，本方案设计独立的校园卡管理子系统，负责系统智能卡的资料录入、新卡发行、卡挂失（黑名单）、卡解挂、退卡、充值、验值、卡资料修改等管理功能。
为在本校上学的学生、本校教师及后勤职工每人发放一张智能IC卡，根据该学生所属年级班级情况实现设置好个人资料及相应权限，教师也一样。
IC卡与持卡人一一对应，通过对IC卡的管理，实现对学生和教师的出入、考勤、售餐。
该子系统管理主机可设置一卡通管理中心。
1.3.3.3通道考勤子系统
门禁考勤系统主要用于加强学校重要安保区域的人员出入管理，防止校外无关人员随意进入学校影响学校正常教学环境，同时加强办公室、机房、实验室、学生宿舍、图书馆等区域的管理，做到校内人员合理、有序的流动，有效防止内盗、外盗和校园侵害事件的发生。
同时，该设备具有考勤功能，能对教职工上下班、学生到离校进行考勤。
根据校方实际需求，本方案设计在以下门安装门禁考勤设备：
（1）学校主出入口安装门禁考勤机，对人员进出进行管理。
通过安装摆闸，控制人员的进出。
门禁考勤系统与一卡通系统共用一台主机，放置在一卡通中心，在管理主机上安装一卡通管理软件，负责对整个门禁考勤系统的维护管理。
（2）师生通过读卡方式进入主校门，读卡器上有读卡信号指示灯，如为非法卡，则设备会进行告警。
系统可实时显示、记录所有事件数据；读卡器读卡数据实时传送给管理系统，可在管理中心电脑中立即显示出来；可显示各种信息如：
持卡人（姓名、照片等）、事件时间、门点地址、事件类型（正常上班、加班、非正常时段读卡、无效卡读卡、非正常开门等）并如实记录且记录不可更改，如出现异常事件会立即报警，并能通过人名、卡号、进出时间进行检索、查询。
学校提到无障碍通道，学生走过会自动考勤，由于校园卡片使用的13.56M的IC卡，从技术上讲，IC卡感应距离基本达不到要求，所以建议用户使用主动刷卡型通道机。
1.3.3.4考勤子系统
负责学校教职员工上下班考勤统计工作，同时，还可实现对学生出勤的自动管理；采用非接触式IC卡考勤系统，可实现员工考勤数据采集﹑信息查询和考勤统计过程自动化，完善人事管理现代化，从而方便了员工上下班考勤，代替了以往的人工签卡﹑打卡，方便管理人员统计﹑考核各部门出勤率，准确地掌握员工出勤情况。
发行后的IC卡印上照片，可以作为员工工作证、学生证。
上班时，员工在考勤点前出示自己员工卡后，读卡器自动记录考勤数据；下班或外出时，同上班一样只需读一下卡，电脑便记录所需的信息。
学生也是同样操作。
考勤系统主要功能：
（1）考勤记录：
员工上、下班、学生上课读卡后，系统自动记录员工、学生姓名、部门、职务、上班、日期、时间等，并把信息传送至电脑。
（2）考勤统计：
系统将指定读卡器采集到的数据进行过滤处理，只保留每天有用的考勤记录，然后按员工姓名、部门、日期进行统计，自动生成各种报表。
（3）考勤查询：
管理部门可根据需要随时在查询系统上查询各部门员工的考勤情况，同时也可以查询员工进出的详细记录。
并可随时打印出来。
各部门也可以根据需要，随时查询本部门员工的考勤情况及出入门状况。
1.3.3.5消费子系统
消费子系统负责食堂售餐的自动缴费、统计发卡与消费各类报表等的管理；员工、学生消费时，不需要缴纳现金，收银员将员工已充值的IC卡在消费机上读一下，即可完成缴费。
（1）系统组成
该系统硬件主要由充值机、消费机、发卡器和主机组成。
（2）方案实施
在食堂设置10台消费机，负责员工餐饮消费的读卡收费工作，在食堂管理办公室设置一台充值机，与一卡通管理中心联网，并设置前台发卡点，统一对智能卡进行发放登记、充值、验值操作；系统主要功能包括消费扣款、发放补助、现金充值、挂失、解挂、报表统计、餐次设定等。
（3）主要功能
①对消费机进行餐饮、营业分组等营业参数的设置；
②实时监控各终端机状态；
③按照商户及持卡人身份设置管理收取方式；
④消费机键盘操作支持编码、现金、定额方式操作；
⑤系统具有日消费限额、次消费限额机制来保护持卡人的利益；
⑥实时查询、统计营业窗口明细表及消费汇总等账务情况；
⑦自定义查询各类报表，报表也可以在网上，通过权限限制打印；
⑧维护系统白名单，自动防止伪卡；
⑨整理黑名单，下传到消费机。
（4）系统特点
1真正的电子钱包
非接触的读写特性、更快的读写速度。
支持真正的离线运行。
计费消费在离线运行时，自身可以判定卡内是否有余额，该卡是否是已挂失或已注销的卡而不依赖于主控计算机中的数据库，有效验证卡的有效性和合法性。
2强大的黑名单管理功能
系统中对挂失卡和注销卡，采用黑名单管理方式，及将卡发行时设置有效期，如果使用时间超出有效期，不管该卡是否挂失或者注销，均拒绝使用。
1.3.3.6水控子系统
本系统由卡片、计费控制器、电磁阀（或流量计）、专用POS机、网络及网络设备、管理软件等部分组成。
图1.3-2水控收费子系统
（1）卡片
统一使用本单位校园一卡通系统发行的卡片。
（2）管理软件
本系统管理软件全部安装在管理中心的应用程序服务器上，客户端PC机使用管理软件时，可按权限范围直接调用。
（3）控制模式
我公司水控系统有四种模式，每种模式都可以设置为计时和计量两种收费方法，对冷水和热水采取不同的计费方式，用户可以自行选择。
1直接付费式
直接将卡片插在计费器插槽内，便开始用水计费。
该模式必须在联网条件下使用。
2买票方式
先在买票机上打卡买票，打一次卡买一张票，打五次卡买五张票（买票的金额可由用户设定）；买了票后，将卡片插在计费器插槽内，方可开始用水计费。
只要卡票还有钱，使用时就不需要再买票，直接使用即可。
该模式需配置非接触式IC卡POS机买票（简称为买票机）。
3转帐方式
每次用水前，在转帐机上打卡，转帐机将把校园一卡通钱包中的金额全部转出到水控钱包中，在计费器用水后，必须再次在转帐机上打卡，在将水控钱包的金额转回到校园一卡通钱包中，完成一笔消费。
该模式需配置非接触式IC卡POS机转帐（简称为转帐机）。
4帐号方式
用水前，在读卡机上刷卡，PC机将自动分配一个帐号；用水时，在键盘式计费主控器上输入帐号便可；用水后，在读卡机上刷卡，完成一笔消费。
帐号模式必须在联网条件下进行。
该模式需配置管理主机（PC机），读卡机。
四种模式优缺点比较:
表1.3-2模式优缺点比较表
比较项目
直接付费式
买票方式
转帐方式
帐号方式
持卡人方便性
方便
方便
不方便
不方便
管理人员职守
不需专人职守
不需专人职守
不需专人职守
需专人职守
管理工作量
小
小
小
大
网络铺设
每个水龙头
不需要铺设
不需要铺设
每个水龙头
均需要铺设
均需要铺设
非法卡识别
可以
可以
可以
可以
卡片寿命
频繁操作，影响校园一卡通钱包寿命
不影响校园一卡通钱包寿命
不影响校园一卡通钱包寿命
不影响校园一卡通钱包寿命
按时计费
可以
可以
可以
可以
按量计费
可以
可以
可以
可以
费率设置
可以
可以
可以
可以
是否允许透支
不能透支
可按用户需求设置透支金额
可按用户需求设置透支金额
可按用户需求设置透支金额
成本费用
高
低
低
中
维护方法
复杂
简单
简单
复杂
故障率
较高
较低
较低
较高
维护费用
较高
较低
较低
较高
专门计算机配备
不需
不需
不需
需
实时监控水龙头
能
不能
不能
能
交易流水量
交易流水量较多。
交易流水量较少。
交易流水量
交易流水量较多。
金额小（几分钱），网络负担重，数据库压力大
较少。
金额小（几分钱），网络负担重，数据库压力大
独立式模式与集中式模式的比较:
1独立式模式
独立式水控系统具有工程价格低，运行稳定，数据准确、管理维护方便、扩展性好等特点。
独立式模式下，在每个水龙头处安装计费控制器和电磁阀/水表。
使用时持卡人只需将卡片插在计费控制器插槽内，水龙头就可正常出水，在出水过程中，如果拔卡水龙头就可停止出水。
使用方便随意，也达到了控水、节水、高效的目的。
转账机安装在浴室的进出口，每栋浴室安装一个转账机即可，节约成本。
2集中式模式
集中式模式适用于一定要对水龙头工作状态实时监控的场所。
集中式模式所有终端数据通过网络传输到网络服务器，统一处理；独特的网络通信方式，确保系统稳定、安全；系统设有多重数据保护措施，可实时挂失。
表1.3-3独立式和集中式的比较
比较项目
独立式
集中式
使用卡片类型
Mifareone
Mifareone
按时计费
可以
可以
按量计费
可以
可以
费率设置
可以
可以
非法卡识别
可以
可以
网络铺设
不需铺设
每个水龙头均需要铺设
成本费用
较低
较高
维护方法
简单
较复杂
故障率
较低
较高
维护费用
较低
较高
专人职守
不需专人职守
需专人职守
计算机配备
不需
需
实时监控水龙头
不能
能
（4）系统主要功能
表1.3-4功能设置表
主要功能
用于控水子系统
计费方式设置
计时和计量两种不同计费方式的设置
计费数额设置
设置不同场所不同的计费设置
系统卡发行
发行系统卡，为独立式系统设备授权
用水人类型设置
①身份类型如：
教工、学生等人员
②可根据身份类型设置不同的收费标准
统计编码设置
对控水各种不同的收费类型进行编码设置
收费项目设置
设置水龙头具体每种收费金额
信息查询
①即时查询水龙头的使用情况
②即时查询水龙头以前的收费情况
③即时查询水龙头故障情况
④查询信息可以以多种数据形式输出
统计报表
①水龙头收费日结报表
②控水收费月报表
③水龙头工作量报表
权限管理
①进入系统身份验证
②分级操作权限管理
3作流程日志管理
1.3.3.7校讯通改造
ID卡全称为身份识别卡（IdentificationCard），是一种不可写入的感应卡，含固定的编号，因为其不可写入数据，其记录内容仅限卡号只可由芯片厂一次性写入，开发商只可读出卡号加以利用，无法根据系统的实际需要制订新的号码管理制度。
同时由于ID卡卡内无内容，故其卡片持有者的权限、系统功能操作要完全依赖于计算机网络平台数据库的支持。
所以在行业内ID卡是无法做成一卡通使用的。
这就决定了只能改变校讯通的读卡类型，向一卡通系统兼容。
（1）硬件改造
由于该校校讯通系统使用的是ID卡，在整合方案中将有IC卡来替换。
而校讯通的读卡终端不能读取IC卡，所以在实施时，需先将所有终端更换为IC卡读卡终端，使之可读取出一卡通所使用的IC卡之前特意保留下来的扇区信息。
（2）数据改造
提取出一卡通系统中IC卡与学生绑定情况的数据，把这些数据更新到校讯通数据库中，替换掉原ID卡与学生的绑定数据。
（3）一卡通与校讯通融合系统效果
在进行如上改造后，学生即可通过IC使用一卡通系统所包含的消费、门禁、图书借阅众多功能，也可在改造后的校讯通系统上完成考勤、短信通知家长等功能。
重要的是不必更改校讯通软件平台，只需对数据库和硬件做相应改造。
同时应注意，在新生入学时需进行如下步骤建立数据：
1在校讯通系统中建立基本资料；
2将这些资料同步更新到一卡通系统数据库中；
3根据一卡通系统中的学生数据制作IC卡；
4将IC卡ID号绑定的学生数据更新到校讯通系统中。
这样才能保证两套系统中学生数据与IC卡绑定无误，持有IC卡的新生能在校讯通和一卡通系统上的正常使用。
1.4设备安装要求
1.4.1管理中心电脑
表1.4-1处理器参数表
处理器
IntelCeleronE32002.4G
处理器类型
赛扬双核
处理器频率
2.4GHz
处理器接口
LGA775
二级缓存
1024
操作系统
DOS系统
处理器外频
200MHz
主板/内存
主板/芯片组
IntelG31
总线频率
800MHz
内存类型
DDR2800
内存大小
2GB
1.4.2数据库服务器
表1.4-2服务器参数表
产品类别
塔式CPU；
型号
PentiumG6202.6G标配
CPU数量
1颗
内存容量
2GBDDR3
标配硬盘容量
500GB
网络控制器
集成千兆网卡
电源类型
85PLUS单电源
产品结构
4URAID
模式
RAID0，1
扩展槽
1×PCI-E2.0x16插
光驱
DVD（可选DVD-RW）
最大内存容量
32GB
1.4.3交换机
S2326TP-PWR-ER主机（24个10/100Base-T，2个千兆Combo口）（10/100/100
0BASE-T+100/1000BASE-X），POE，机箱，双电源槽位，电源线（3m，不含电源），2个风扇（无用户数限制）。
1.4.4考勤机
（1）产品特性要求
①使用128*64点阵液晶显示屏（背光显示），可自由设置背光常闭、常亮；
②可自由设置刷卡时显示员工姓名、卡序号或卡内容；
③支持1-8个中文名字显示，工号支持字符显示；
④以TCP/IP模式连接局域网上传服务器；
⑤实时或非实时传输，可通过PC软件完成实时考勤及参数传递；
⑥可以设置打卡间隔（1~254S内任意设置）；
⑦具有定时收数功能。
（2）产品参数
表1.4-3交换机工作参数表
电压
DC12V±15%
工作电流
200mA
工作温度
-20℃—+70℃
工作相对湿度
10%—95%
存储容量
30000条超大容量存储
工作模式
考勤
显示方式
数字、英文、中文
读卡速度
小于0.1秒
内置喇叭
蜂鸣器
打卡间隔
1-254秒任意设置
数据保存
flash存储（断电数据永不丢失）
感应距离
≤80mm
数据采集方式
TCP/IP或U盘
1.4.5消费机
（1）产品特性要求
①双面数码管显示，操作方便，显示直观；
②有定值、单价、菜号等多种消费模式，方便消费操作；
③每天最大消费限额和每天消费次数限制，提高用户卡安全度；
④记录存储容量大，最大可存储28000条；
⑤可选择使用TCP/IP\RS232等方式连接网络；
⑥内置备用电池，可工作4小时；
7支持Mifare1TYPEA标准卡，支持密码操作；
8可以设置多达6段的消费时间段，非消费时段打卡无效；
9统计功能，统计一段时间内总消费金额和消费次数；
⑩要求消费数据可实时主动上传。
（2）产品参数
表1.4-4消费机工作参数表
输入电压
AC220V±15%
工作电流
<200mA
CPU
W78E58
存储容量
512KBRAM
刷卡记录
28000条
合法卡管理
黑白名单（15000条）
RAM备用电池
锂电池
后备电源
可供电4小时
显示
双面8位7段LED
读写卡时间
≤0.5S
刷卡间隔
1~254S
感应距离
≤80mm（与卡片质量有关）
读卡类型
IC卡通讯方式：
TCP/IP，RS232，RS485
通讯距离
100m（TCP/IP）/1200m（RS485）
通讯速率
9600~115200bps
内置喇叭
蜂鸣器
键盘
二十键键盘（操作面），十二键键盘（客户面）
设备颜色
表面乳白底面黑色
外壳尺寸
290mm×175mm×135mm
工作温度
0~70℃
工作湿度
10%~95%
1.4.6USB读卡器
（1）产品特性要求
①采用PHILIPS高集成ISO14443A读卡芯片MFRC500；
②支持USB2.0协议；
③USB总线供电整机电流小于110mA；
④操作距离可达8cm；
⑤支持mifare1S50、mifare1S70、lmifareUltraLightmifare；
⑥未与PC机连接时可指示感应区内是否有卡；
⑦有蜂鸣器及发光二极管进行报警。
（2）产品参数
表1.4-5读卡器工作参数表
输入电压
DC5V
CPU
W78E52
感应距离
≤80mm
读卡类型
mifar
升级会员 