用射頻卡實現校園一卡通

文章出處：http://www.katarog.com 作者：馬永軍   人氣： 發表時間：2011年11月19日

    1、校園信用卡使用現狀
 
    我國自1994 年實施“金卡”工程以來，極大地推動了金融電子化、商業和流通領域電子化的步伐。尤其近幾年來，在高校校園內各種信用卡的普及更為迅速，幾乎每個師生員工的手中都有一些不同功能的信用卡，如借書卡、售飯卡、上機卡等。目前有的學校還有考勤卡、醫療卡、學籍檔案管理卡等等。隨著貨幣電子化的發展，人們手中的不同用途的信用卡還會越來越多，眾多的使用者在享受著信用卡帶來的安全和快捷的同時，也深深感受到了對他們保護、管理上的許多不便之處。
 
    由于使用環境和用途的不同，這些信用卡目前還無法相互替代。以我校使用的三種卡片為例，借書卡使用的是條形碼，這種卡片卻不能替代售飯卡和上機卡，條形碼雖為非接觸式讀寫，但讀寫速度較慢，用做售飯卡時在餐廳售飯高峰時會嚴重影響售飯速度; 條形碼自身無存儲功能，無法儲存學生帳戶等信息，不能用作上機卡。上機卡必須用帶有存儲器的IC 卡，但這種IC卡又不適合用于替代售飯卡，由于它為接觸式讀寫，存在易磨損、不耐臟的缺陷，不適合用于環境較差并且每天需頻繁讀寫的餐廳里。而售飯卡使用的非接觸式光電卡，雖適應性較強但自身也無存儲功能，無法替代上機卡，因此這些信用卡目前還無法通用。
 
    2、射頻卡工作原理及特點
 
    日前的基于射頻識別技術RFTD, ( radio fre quency identifi cation) 的發展而產生的非接觸式智能型射頻卡，它兼有非接觸式卡片耐磨、不受外界環境影響和智能IC卡可存儲信息、高安全性的雙重優點，能輕而易舉地解決上述這些信用卡在使用中的各種矛盾，用一張射頻卡就可以替代校園內使用的各種信用卡，實現一卡通用。
 
    射頻卡又稱非接觸式智能卡，利用無線射頻方式進行非接觸式雙向通訊，以達到識別和交換數據的目的。它包括由電感應線圈或小型高頻收發天線組成的射頻電路和微處理器組成。射頻電路主要用于完成與讀卡設備之間的通訊，微處理器部分電路的組成和原理與普通接觸式IC卡基本相同。由于射頻卡為非接觸式讀寫，與接觸式IC卡相比，抗干擾能力強，對使用環境要求低，又可并行處理，因此響應時間短，讀寫速度快。尤其是它具有的大容量存儲功能又是其它非接觸式光電卡所無法比擬的。表1列出了各類信用卡的性能特點與區別。

    射頻卡綜合了其它卡片的所有優勢，由于EEPROM有足夠大的存儲空間，并可分成若干區域，每個用途占用一個區域，各種功能一卡通用，目前在很多領域已得到了成功的應用。

    3、射頻識別技術
 
    射頻識別系統包括讀寫設備和射頻卡，讀寫設備是連接射頻卡與應用系統間的橋梁，是射頻卡應用中至關重要的一個環節，其射頻電路、存儲和加密邏輯等基本組成與射頻卡類似，另外還應包括與應用系統間的通訊接口。以西門子公司生產的物美價廉的MIFARE, IC (SLE 44135) 射頻卡系統為例，其卡片與讀卡設備間的工作距離可達l0cm，工作頻率為13.56MHz。其組成框圖見下圖。

    由于射頻卡是無源系統，卡所需信息和能量均由讀寫設備讀寫控制模塊上的線圈(coil) 通過電磁感應來提供。在西門子MIFARE 射頻卡中同樣包括由線圈(coil) 和SLE44R35 芯片組成的模塊。當其處于讀寫設備發出的磁場范圍內時由模擬接口的線圈接受射頻脈沖，模擬接口模塊對其整流穩壓后，作為系統工作電壓并從SLFA4R35 芯片中接收到的射頻脈沖中解調出信息，送到內部控制邏輯，若是讀取信息，則從存儲器中讀出有關信息，若寫入或修改信息則啟動內部升壓電路以便對EEPROM進行寫人操作。同樣，射頻卡自我激活并發出識別信號，被讀寫設備系統獲取，讀寫設備把接收到的模擬信號解調、譯碼后進行相應分析處理，經通訊口傳給計算機執行相應的操作。另外，W ARE射頻卡系統還存在反碰撞協議，以保證在同一磁場環境中允許多個卡同時使用而不發生沖突。驗證協議是指卡與讀寫設備之間相互確認，使系統有更高的保密性能。

    4、使用射頻卡系統實現校園一卡通的可行性
 
    目前校園內使用的借書卡，售飯卡等大多為條形碼，磁卡或光電卡，這類卡共同的缺點是無信息載體，無EEPROM，本身只是一個密碼，通過讀卡設備讀出密碼后，才能打開計算機硬盤上的數據庫，再進行相應的操作，而上機卡等使用IC卡的卡片，需用專門的智能卡讀寫設備對卡內部存儲信息進行讀寫操作，由于卡片內部存貯了信息，這種卡既可與計算機聯網使用，也可與讀寫設備單獨工作。用射頻卡系統代替上述卡種，實現一卡通的最大優勢在于只需更換上述不同種類的信用卡及讀寫設備，除接口程序稍作改動外，其網絡結構和上層軟件幾乎不作任何修改。在射頻卡EEPROM的不同區域分別存儲借書卡，售飯卡的密碼以及上機卡的各種信息，通過射頻卡讀寫設備控制模塊分類讀出后，即可進行相應的操作，實現不同的功能。
 
    可根據圖書館，微機房，餐廳不同的使用場所選擇相應的專用射頻卡讀寫設備( 圖書館，微機房，可選用普通型射頻卡讀寫設備，餐廳可選用既能讀取光電卡又能讀取射頻卡的二合一型讀寫設備) 。卡片可由學生自己購買，新生人校直接使用射頻卡，老生采取自愿原則，作為過渡時期，可允許新舊卡片和新舊讀寫設備混合使用(需把圖書管理系統和微機房上機繳費系統接口程序的通訊模塊稍作修改，而餐廳售飯系統只需把POS 機的光電卡讀卡系統換成相應盡寸，標準的二合一型讀寫器即可) 。到老生離校后，校內將全部采用射頻卡及讀寫設備。
 
    校園內一卡通能否實現的關鍵還在卡片和讀寫設備的價格，目前普通可讀寫的射頻卡市場價位在20 元/ 張左右，卡片由學生自己購買，圖書館，機房，餐廳的讀寫設備全部更換，學院需投資2 一3 萬元，這部分投資不僅能實現一卡通用，重要的是為進一步提高學校的現代化管理打下一個堅實的物質基礎。射頻卡不僅用于上機、借書和買飯，還可用于其它很多方面。在射頻卡的EEPROM上可預留出許多區域，將來根據學校管理上的需要兼作考勤卡、學籍檔案管理卡等。
 
    考勤卡系統可加強學生日常管理，記錄學生出入校門時間，寫入射頻卡EEPROM的指定區域，學生平時或節假日離校超過限制時間，讀寫器將報警指示。也可用于記錄職工的上下班時間，便于學校的統一管理。
 
    學籍管理卡，可用于學生成績及獎懲查詢。可在教學大廳裝置幾臺查詢機，掛接于校園網上，學生在查詢機的射頻卡讀寫器讀卡后，查詢機通過校園網到學生成績管理的數據庫中按條件查找該生成績，然后顯示在查詢機的顯示器上供瀏覽。
 
    由于已有了射頻卡，不需要太多的硬件投人,而學籍卡管理系統及考勤卡系統所有的接口程序和管理軟件，可根據學校的實際情況，自主開發，將來不再需要從外面購進整套系統，從長遠發展看，不但節省了大量資金，還可鍛煉學院自身的科研能力，同時多種功能一卡通用，也會對加強學校的管理水平和工作效率，提升學校形象起到重要的促進作用。