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RFID-SIM移动校园一卡通整体技术方案书

来源:一卡通世界      作者:中国移动通信有限公司      2012/3/5 15:37:56

    1 项目概况

    1.1 项目背景

    石河子大学位于新疆天山北麓被联合国授予“人居环境改善良好城市”的石河子市。1996年4月,学校由农业部部属的石河子农学院、石河子医学院、兵团师范专科学校和兵团经济专科学校合并组建,是国家“211工程”重点建设高校和国家西部重点建设高校,现由国家教育部和新疆生产建设兵团共建。

    石河子大学拥有良好的教学、科研条件。校园面积183万平方米,校舍面积106万平方米,实验室面积17万平方米。拥有设施完善的图书馆、体育馆、游泳馆、田径馆、标准体育场、会堂、综合教学楼等一批标志性建筑。有附属医院4个,建筑面积34万平方米,床位数3400个,职工4544人。图书馆藏书290万册,内有联合国粮农组织(FAO)藏书点。

    1.2 需求分析

    1) 会议签到系统:会议室考勤机5台;
    2) 消费系统:食堂超市消费机300台,充值机20台;
    3) 通道控制:图书馆包含2个图书馆门禁系统,一个为改造加宽,一个为新建,均为闸道形式;
    4) 图书馆借阅:另外校方即将新落成一座新的图书馆可以配套使用新的一卡通借阅设备。

    2 移动校园一卡通系统概述

    “移动校园一卡通”是在学校内,凡有现金、票证或需要识别身份的场合均采用RFID-SIM手机卡来完成。此种管理模式代替了传统的消费及身份识别管理模式,为学校的管理带来了高效、方便与安全。中国移动一卡通系统是数字化校园建设的重要组成部分,是为校园信息化提供信息采集的基础工程之一,具有学校管理决策支持系统的部分功能。

    2.1 移动校园一卡通系统整体架构

 移动一卡通逻辑架构

移动一卡通逻辑架构

    本系统对外主要与移动一卡通服务平台进行接口。其中信源层由非接触式RFID-SIM卡和CPU卡组成,二者通过通过移动网关和数据采集层的设备相通讯;数据采集层的设备主要是由考勤、门禁和消费终端组成,完成用户信息的采集和过滤,并将数据提供给应用层数量;应用层是移动一卡通客户端(企业端)前置机管理软件,分为门禁、考勤、消费和卡片管理四个子系统,可以根据需要进行扩展增加新的如应用子系统,如停车场管理、图书馆管理等,以满足客户不同层次的需求。

    2.2 一卡通解决的问题

    系统识别率:99.99%(识别距离内);
    响应时间:从读卡到道闸/门打开的响应时间小于1ms
    识别距离:门禁、考勤和停车场机具识别卡片距离不大于10cm,消费机识别卡片的距离不大于4cm。
    工作温度:-5~+45℃
    环境相对湿度:5%~95%,RH。
    存储温度:-20~+55℃。防护等级:IP30
    静电防护ESD:+/-8kVdc空气放电;+/-6kVdc直接放电。满足GB17626.2。
    MTBF:不低于10年;MTTF:小于0.1小时;
    系统在突然断电的情况下,可以工作数小时。

    3 石河子大学一卡通系统总体设计

    3.1 中国移动校园一卡通系统设计要求

    中国移动校园一卡通是一项重要的网络管理系统工程,是实现数字化校园的重要步骤和组成部分,其设计是否合理,对系统的实现和实施有着重要的影响,对学校信息化建设的效果起着决定性的作用。针对学校的实际情况提出系统设计的总指导原则:安全可靠性、分布性、扩展方便、标准开放、系统兼容性等原则。

    3.1.1 系统建设目标

    移动校园一卡通系统的建设使新疆石河子大学全校所有师生员工每人持一张RFID-SIM卡,这张RFID-SIM卡取代以前的各种证件(包括学生证、工作证、借书证、医疗证、出入证等)全部或部分功能,并能扩展其他一卡通功能等的互联互通。教职工和学生在学校各处出入、学习、活动和消费均只凭RFID-SIM卡便可进行,最终实现“一卡在手,走遍校园”,同时带动学校各单位、各部门信息化、规范化管理的进程。

    3.1.2 系统建设原则

    安全性原则:从支撑平台、应用平台、应用系统的角度综合考虑和设计整体系统的安全。构建安全的网络结构,通过入侵检测、防病毒、免疫等方式实现网络接入安全性;采取加密方法保障数据传输和存储的安全性;通过数据库连机/脱机备份、本地/异地备份以及安全恢复,卡安全保护等方式实现数据的安全性;在操作系统、数据库系统和应用软件系统三个层次上分别设立访问控制机制进行合理权限管理,确保信息操作的安全性、一致性。
    可靠性原则:对移动校园一卡通系统进行科学的规划、设计,以确保系统架构的稳定性和适应性,同时系统具备容错性和误操作保护。
    统一化原则:各基本子系统应尽量使用统一一个数据库进行管理,尽量做到“一卡一库”,必要时才可采取多应用的数据库管理方式,通过数据库软件的完整性功能确保信息系统内信息的一致性。
    标准化原则:移动校园一卡通系统的设计和开发按照系统建设目标和设计目标,遵循按照国家标准和国际标准,以便于信息共享、交流以及将来的维护。
    可维护性原则:移动校园一卡通系统在运行时尚需不断修正和完善,以满足用户的个性化需求,所以系统设计中充分考虑到可维护性,使其具有可读性、可修改性、可测试性。
    规范化、模块化原则:移动校园采用规范化和模块化的开发模式,充分考虑技术实现的合理性和业务划分的范围,将业务流程和组织机构分离,使系统不致因业务部门的组织结构变化发生变化。
    利用原有的资源原则:系统充分利用及继承学校已有的硬件基础设施、已运行的应用软件资源,以及长期以来形成的数据资源。

    3.1.3 系统扩展要求

    系统充分考虑到学校在发展过程中所发生的学校扩建、部门机构调整、人员情况调整、需求变动等情况,使本系统具有良好的可扩展性。移动校园一卡通系统支持对多种支撑平台和应用平台的兼容;对多种网络及通讯协议的兼容;安全、便捷的第三方应用系统接入;以及系统中各个应用模块的自身升级。

    3.2 中国移动校园一卡通系统网络结构设计

    3.2.1 中国移动校园一卡通结构示意图

中国移动校园一卡通结构示意图

    3.2.2 一卡通平台

    在Web服务器上部署一卡通管理平台和相应的模块。
    主要功能包括:系统管理、门户管理、平台业务管理、卡片管理、机具管理、业务量统计、业务管理。

    3.2.3 应用服务器

    负责企业客户端数据的采集。包括机具数据采集、消费记录、考勤记录等。用户虚拟卡片处理,处理业务请求.
    通讯管理:管理客户端连接,收发数据。
    通讯管理组:将通讯管理服务的数据进行分类缓存.
    前置机状态数据处理:管理前置机发送过来的机具状态,更新到数据库保存。
    前置机通知处理:将用户手机或WEB操作更新到校园前置机

    3.2.4 数据库服务器

    操作系统软件:1套,WINDOWS SERVER 2003
    简体中文企业版,开放式许可+2年软件升级保障
    数据库软件:1套,WINDOWS Sql server 2000
    简体中文标准版,1个CPU许可+2年软件升级保障
    实现双击热备数据库存储。

    3.2.5 校园客户端

    和校园服务端通讯
    连接到服务端并传输定义好的数据。

    3.3 系统卡片结构设计

    3.3.1 RFID-SIM卡

    RFID-SIM卡通过手机菜单方式向用户呈现操作界面,通过非接触方式同各类终端(门禁、考勤、消费、停车场、图书馆等)进行交互,通过空中方式同中国移动一卡通平台进行交互。

中国移动校园一卡通结构示意图

    RFID-SIM卡支持市面所有的移动手机,支持GSM、TD-SCDMA网络的基本电信业务
    消费或考勤成功,手机有消费金额、余额提示信息或考勤成功提示信息
    可以通过手机菜单操作查询手机钱包余额
    可以通过手机键盘对其进行控制操作
    长中短距离混合应用:RFID-SIM手机可以实现考勤、门禁、食堂消费等短距离应用,也可以实现在停车场等中长距离的刷卡应用
    内部集成无线射频模块,可以同终端(或PC)通讯
    内部备份机制保持数据完整
    一卡多用方便安全

    3.3.2 CPU卡

    CPU卡又叫智能卡,卡内具有中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、数据存储器(EEPROM)以及片内操作系统(COS)。
    CPU卡的工作频率是13.56HZ,其逻辑功能、文件结构及数据元跟RFID-SIM手机卡相同,没有菜单操作界面、不能同一卡通系统之间进行空中交互,主要是解决非移动用户和临时用户的用卡需求。
    CPU卡可适用于学校、政府、企业、金融、保险行业等多个领域,具有用户空间大、读取速度快、支持一卡多用等特点,并已经通过中国人民银行和国家商秘委的认证。

    3.3.3 SAM卡

    SAM卡,是根据母卡一级密钥体系生成的二级密钥体系的物理载体,一般安装在终端机的内部用于与RFID-SIM卡或CPU卡进行双向认证,实现用户的身份和权限的识别,以及与终端的信息交互。装载在终端机的内部,与RFID-SIM卡、cpu卡进行双向认证,增强其保密性。

    3.3.4 母卡

    母卡是由中国移动一卡通系统平台生成的一级密钥管理系统的物理载体,它保存于企业管理员处,用于实现企业在中国移动一卡通系统中对企业ID密码修改,企业内部授权生成SAM卡,和对RFID-SIM卡或CPU卡的二次洗卡。是企业一卡通系统中密钥的最高级别。

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