中間件技術在校園一卡通系統的應用

文章出處：http://www.katarog.com 作者：周蕾 劉虎   人氣： 發表時間：2011年11月23日

1 引言 

    隨著智能卡系統在社會各領域的迅速發展， 目前很多學校都建立了自己的智能卡應用系統。但由于早期缺乏統一的規劃，學校的許多部門引進或開發的智能卡應用系統大都各自為政，比如圖書館發行圖書借閱卡，食堂管理系統發行飯卡，學生到機房上機使用上機卡，老師上課使用多媒體使用卡等等，不僅造成老師和學生手持有多張卡，使用極不方便，而且增加了數據在完整性和一致性方面的維護代價，另外，相同系統的重復建設也造成學校資源的極大浪費。校園一卡通建設工作可以利用智能IC卡的強大功能和計算機網絡，把整個校同的管理子系統有機地銜接起來，加強校內資源共享，減少重復建設，實現校園信息管理和消費服務方式的智能化和數字化，促進校園信息化管理水平的提高。

2 系統功能設計 

    校園一卡通的目標就是使全校的學生和教工通過一張智能IC卡，全面替代現有的多張卡和證件。學生和教職工可持此卡在學校聯網的卡機上完成就餐、上機、洗浴、注冊、借書、選課、食詢考試成績等校內所有事務。根據校同一卡通的建設目標，結 合我院的實際需求，大致可以將系統分為射頻卡管理子系統、餐飲計費管理子系統、機房計費管理子系統、圖書館卡管理子系統、門禁管理子系統等。在整個校園一卡通系統中，射頻卡管理子系統為核心部分。射頻卡管理子系統管理學校人員的基本信息．負責卡的發行、掛失、解掛、注銷及存款等財務管理以及操作員管理。其它子系統在使用時，首先通過刷卡機讀取卡的信息，驗證卡的有效性，若通過驗證，則進行相應的處理，卡中的有關信息也隨之改變，并進行記錄，然后把數據上傳到一卡通中心數據庫服務器，進行更新。

3 數據庫方案昀分析 

    在數據庫分布方案的選擇上主要考慮集中式數據庫和分布式數據庫。采用集中式數據庫，將所有的數據都存放在中心數據庫服務器上，這樣有利于數據的維護和保持它的一致性．但一旦中心數據庫發生了故障，整個系統都將癱瘓。采用分布式數據庫．數據將分散在各個數據庫服務器上，這樣的好處是如果有一臺或幾臺服務器發生故障，系統仍然能夠繼續運行，但需要花一定的代價來保持各個子數據庫與中心數據庫的數據一致．適用于對實時性、穩定性及數據庫性能要求極高的數據庫系統。由于校園一卡通系統分布應用不是很廣，主要集中在校園內，且金額的扣除在射頻卡上完成，后臺數據庫主要功能用于存儲信息及查詢，對實時性要求相對不高，集中式數據庫已能滿足數據處理要求。經過以上分析，本校園一卡通系統采用集中式數據庫。

4 系統結構 

4．1 三層結構模式 

    本系統結構采用三層C／S模式，與傳統的客戶機／服務器(即傳統C／S模式)結構不同的是，三層結構多了一個中間層。傳統客戶機／月艮務器的缺點是顯而易見的。首先客戶端與數據層直接通信 數據的安全性是個潛在的問題；其次．客戶端包含了業務邏輯，當業務規則出現變化時，就不得不通過升級客戶端來實現．軟件的易用性和可維護性大大降低；最后，由于客戶 端丁作對數據庫服務器的依賴較大，從而導致網絡的通信負載過大，使整個系統性能受影響。三層C／S結構是傳統客戶機朋艮務器模式的發展，屬于多層體系 由于采用了中間層，客戶端不能直接訪問數據庫，使數據庫的安全問題得到控制。中間層是業務對象層，當業務規則出現變化時，一方面可通過客戶端界面進行簡單的參數維護，另一方面則可通過更改業務對象來進行維護．由于避免了針對每一個客戶端的升級或更改，所以軟件的易用性和可維護性得到了提高。

4．2中間件技術 

    中間件(Middleware)是位于硬件、操作系統平臺和應用程序之間的通用服務系統，具有標準的程序接口和協議，可實現不同硬件和操作系統平臺上的數據共享和應用互操作。作為構造三層結構業務應用系統的基礎平臺．中間件提供了以下兩個主要功能： 

    a)負責客戶機與服務器之間的聯系和通訊．提供了表示層與功能層之間，功能層與功能層之間、功能層與數據層之間、數據層與數據層之間的聯接和完善的通訊機制。
    b)提供了一個三層結構應用開發和運行的平臺．包括：支持模塊化應用開發的框架：硬件、操作系統、數據庫和網絡差異的屏蔽；保證事物完整性和數據一致性的事物管理機制；應用的負載均衡和管理功能；應用的高可靠性及安全控制機制等。 

4．3 DCOM 技術 

    Microsoft的DCOM (分布式組件模型)技術是OLE的擴展，是實現三層C／S結構的關鍵技術。DCOM技術要求用戶依據軟件的要求開發組件，這些組件通常是被設計成DLL的形式，可以將這些組件放置在一臺專用的組件服務器上，由客戶端來進行遠程調用。

5 系統中間件的殳計 

    在Visual Basic6．0中，可以使用ActiveX EXE封裝業務邏輯．來設計組件。根據系統設計的功能模塊，將其中經常訪問的一些重要功能設計成組件。比如系統中設計了數據庫操作類adoAccess，因為系統的絕大多數功能都需要訪問數據庫才能實現， adoAccess類提供了打開數據庫連接、關閉數據庫連接、執行SQL語句獲得記錄集、對數據庫進行事務處理等方法．這樣在需要訪問數據庫時，系統就不需要重復編寫關于數據庫連接、訪問等程序段， 只需創建指定的對象．調用相應的方法即可。除此以外，系統還設計了管理員信息類、部門信息類、卡信息類、刷卡機信息類等，這些中間件實現了系統的主要業務邏
輯功能．在此基礎上開發用戶界面層時可以不知道數據庫的格式，甚至不必了解是何種類型的數據庫，只需要知道組件的接口就可以實現調用，完成指定的功能。

    下面以系統中卡信息類為例，簡單敘述該中間件的設計過程。卡信息類cCard用來處理單張卡的信息，主要實現對單張IC卡中信息操作的基本功能，如在cCard類中提供了對卡中信息進行添加、修改、刪除等方法．并提供對卡中CardId、UserId、UserName、Phone、Time、FillMoney等屬性的設置。卡信息集合類cCards用來處理多張卡的信息，其最小單元為cCard．它完成一組卡信息相關的操作．比如查找功能。以下是實現cCards類中查找方法的程序段：



6 結束語 

    本系統以IC卡為操作手段，配合校同汁算機網絡，實現整個學校的全方位IC 網絡化管理，將先進的IC卡技術服務應用于學校的教學、科研、管理和生活等方面。從系統的設計過程可以看出，將業務規則、數據訪問、合法性校驗等1：作放到了中間層進行處理，通常情況下，客戶端不直接與數據庫進行交互，而是通過COM／DCOM 通訊與中間層建立連接．冉經由中問層與數據庫進行交互．不僅可以極大地提高開發效率和靈活性 而且對系統功能的擴展也留有很大的余地。


作者簡介：周蕾(1971-)，女，淮陰工學院計算機工程系講師，研究方向：計算機應用，網絡和數據庫
劉虎(1973一)，男，淮陰工學院計算機工程系講師，碩士，研究方向：計算機應用

參考文獻：
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