智能卡在高校教育信息化管理中的應用研究

引言

　　近年來(lái)，隨著(zhù)智能卡技術(shù)的快速發(fā)展和國家信息化戰略的實(shí)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(kāi)始陸續引進(jìn)智能卡，智能卡的引進(jìn)有力地促進(jìn)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正是智能卡技術(shù)的一種非常典型的應用。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志，其惟一性和卡內信息可修改性使得校園卡能很好地應用在高校的各個(gè)管理層面。但是，由于目前社會(huì )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(shí)間并不長(cháng)，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(mén)，比如食堂、圖書(shū)館等等。因此，怎樣把智能卡強大的功能應用到高校的各個(gè)管理層面，發(fā)揮出其作用。成為了一個(gè)非常熱門(mén)的研究主題。

　　1智能卡簡(jiǎn)介

　　所謂智能卡是IC卡（集成電路卡）的一種，其內部嵌有微芯片。按所嵌的芯片類(lèi)型的不同，IC卡可分為三類(lèi)，第一類(lèi)是存儲器卡，該卡內的集成電路是可用電擦除的可編程只讀存儲器EEPROM，它僅具有數據存儲功能，沒(méi)有數據處理能力，存儲卡本身無(wú)硬件加密功能，只在文件上加密，很容易被破解。第二類(lèi)是邏輯加密卡，該卡內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據安全，但只是低層次防護，無(wú)法防止惡意攻擊。第三類(lèi)是智能卡（CPU卡），該卡內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中的卡內操作系統 COS(Chip Operating System)，卡中數據分為外部讀取和內部處理部分，確�？ㄖ袛祿踩煽�，而且卡內包含一個(gè) RFID芯片，所以它們不需要與讀寫(xiě)器任何物理接觸就能夠識別持卡人，有些地方也稱(chēng)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，其應用主要體現在兩個(gè)方面。第一是消費支付功能。通過(guò)校園卡內的電子錢(qián)包，持卡人可以在校園內任意一個(gè)與系統聯(lián)網(wǎng)的消費網(wǎng)點(diǎn)以卡結算，實(shí)現數字化、電子化貨幣結算。一個(gè)典型的應用就是高校食堂里教職工和學(xué)生的就餐支付系統，一卡通持有者通過(guò)專(zhuān)門(mén)的充值系統采用預付費的方式將金額存入卡內，然后持卡消費。該應用可以為高校后勤管理解決現金就餐所帶來(lái)的諸如衛生、腐敗問(wèn)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(xué)號或職工號、姓名、照片以及所屬單位等，且教職工、臨時(shí)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芯片和數據庫系統中均存有持卡人的身份信息，實(shí)現了校園內的電子身份識別，取消了各種證件。一個(gè)典型的應用就是高校圖書(shū)館的圖書(shū)借閱管理系統。持卡人持卡進(jìn)入高校圖書(shū)館瀏覽，只有合法持卡人才允許進(jìn)入，能通過(guò)圖書(shū)管理系統進(jìn)行圖書(shū)的借還操作。如果出現延期借閱，管理系統會(huì )扣除卡內金額，完成逾期罰款的功能。另一個(gè)典型的應用就是學(xué)生上機操作。當前高校普及了計算機教育，大量學(xué)生在課余時(shí)間自費上機查閱資料和學(xué)習，校園卡系統可以自動(dòng)完成上機身份識別和費用繳納操作，為高校節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(wèn)題

　　當前高校教育信息化管理中存在的典型問(wèn)題主要有兩個(gè)。第一個(gè)是應用面太狹窄的問(wèn)題。事實(shí)上，校園一卡通系統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在高校的日常生活管理領(lǐng)域。作為一個(gè)高校，教學(xué)管理始終是教育管理各個(gè)層面中最重要最核心的問(wèn)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的點(diǎn)名方式，其弊端顯而易見(jiàn)，效率太過(guò)低下，特別是高校教學(xué)中普遍采取大課制，顯然口頭點(diǎn)名方式是不現實(shí)的，為此，完全可以利用校園一卡通的身份惟一性特點(diǎn)，實(shí)現自動(dòng)點(diǎn)名。第二個(gè)是校園一卡通系統沒(méi)有和學(xué)校已有網(wǎng)絡(luò )資源緊密連接的問(wèn)題。在智能卡引入到高校之前，各個(gè)高校普遍已經(jīng)有了計算機網(wǎng)絡(luò )系統，而且也實(shí)現了部分信息化管理，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整合起來(lái)，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(gè)重要的課題[3]。

　　4典型問(wèn)題的解決方案

　　針對以上這些問(wèn)題，本文以解決高校教學(xué)管理中最棘手的教學(xué)考勤問(wèn)題為例，介紹一種基于智能卡的教學(xué)考勤系統的設計思路和實(shí)現流程，以此為基礎闡述類(lèi)似問(wèn)題的解決方案 [4]。本系統采用 Philips Mifare oneS50智能卡，以 Visual Basic6.0+SQL SERVER2000為編程開(kāi)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(gè)扇區，每個(gè)扇區為 4塊，每塊 16個(gè)字節，以塊為存取單位，每個(gè)扇區有獨立的一組密碼及訪(fǎng)問(wèn)控制。其卡內結構如圖1所示。每個(gè)扇區的密碼和存取控制都是獨立的，可以根據實(shí)際需要設定各自的密碼及存取控制。存取控制為 4個(gè)字節，共 32位，扇區中的每個(gè)塊（包括數據塊和控制塊）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(gè)塊都有相應的三個(gè)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)考勤系統設計

　　該系統已經(jīng)在學(xué)校學(xué)籍管理系統中注冊并寫(xiě)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(jìn)行教學(xué)考勤操作。本文設計開(kāi)發(fā)的教學(xué)考勤系統的功能結構如圖 2所示，考勤軟件系統主界面如圖3所示。 

　　利用該系統可以實(shí)現本地數據庫中院系、專(zhuān)業(yè)班級的增刪、修改，學(xué)生信息的增刪、修改，并實(shí)現課程管理、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(jìn)行統計分析等。系統實(shí)現了與遠程教務(wù)處網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器的資源共享。系統應用框圖如圖4所示。 

　　4.3教學(xué)考勤系統關(guān)鍵操作

　　該考勤軟件的幾個(gè)關(guān)鍵操作步驟如下：

　�、殴芾韱T對系統進(jìn)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)信息數據，打開(kāi)“考勤管理”選項設定諸如授課專(zhuān)業(yè)，班級，地點(diǎn)，開(kāi)課時(shí)間等等信息，如圖5所示。然后點(diǎn)擊“開(kāi)始考勤”。 

　�、茖W(xué)生進(jìn)入教室后，只需要持IC卡貼近讀卡器，聽(tīng)到“嘟”的一聲，就完成了考勤簽到操作。系統將自動(dòng)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(shí)間、上課地點(diǎn)、簽到時(shí)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據庫中，如圖 5所示。如果學(xué)生在設定的上課時(shí)間前持卡主動(dòng)考勤，則數據庫記錄的學(xué)生簽到狀態(tài)為“正�！�；如果學(xué)生在開(kāi)課后 15分鐘內持卡簽到，則數據庫里記錄為“遲到”；15分鐘后持卡簽到，則數據庫記錄為“曠課”。如果已簽到學(xué)生再持卡簽到，系統將發(fā)出“已簽到”的提示信息。如果出現學(xué)生請假情形，則可以由管理員選擇“手動(dòng)考勤”選項進(jìn)行登記，并注明原因，以備統計。因此數據庫中將 出現四種類(lèi)型的學(xué)生考勤狀態(tài)，分別是“正�！�、“遲到”、“曠課”、 “請假”。一旦出現系統故障或者 IC卡故障也可以選擇手動(dòng)考勤。

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

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

　　5 結束語(yǔ)

　　高校教育實(shí)現信息化管理是必然的趨勢，智能卡在其中扮演著(zhù)非常重要和關(guān)鍵的角色。通過(guò)本文所述的解決方案，我們可以發(fā)現，很多的問(wèn)題實(shí)際上完全可以通過(guò)多個(gè)系統的聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現資源共享，以此來(lái)提高管理的效率。在教學(xué)管理領(lǐng)域也是如此，舊的傳統的管理模式已經(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(dòng)高校教育實(shí)現真正的信息化管理�！队嬎銠C時(shí)代》

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