用射頻卡實(shí)現(xiàn)校園一卡通

文章出處：http://botanicstilllife.com 作者：馬永軍   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年11月19日

    1、校園信用卡使用現(xiàn)狀
 
    我國(guó)自1994 年實(shí)施“金卡”工程以來(lái)，極大地推動(dòng)了金融電子化、商業(yè)和流通領(lǐng)域電子化的步伐。尤其近幾年來(lái)，在高校校園內(nèi)各種信用卡的普及更為迅速，幾乎每個(gè)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(jī)卡等。目前有的學(xué)校還有考勤卡、醫(yī)療卡、學(xué)籍檔案管理卡等等。隨著貨幣電子化的發(fā)展，人們手中的不同用途的信用卡還會(huì)越來(lái)越多，眾多的使用者在享受著信用卡帶來(lái)的安全和快捷的同時(shí)，也深深感受到了對(duì)他們保護(hù)、管理上的許多不便之處。
 
    由于使用環(huán)境和用途的不同，這些信用卡目前還無(wú)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(jī)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(shí)在餐廳售飯高峰時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響售飯速度; 條形碼自身無(wú)存儲(chǔ)功能，無(wú)法儲(chǔ)存學(xué)生帳戶等信息，不能用作上機(jī)卡。上機(jī)卡必須用帶有存儲(chǔ)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(huán)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(yīng)性較強(qiáng)但自身也無(wú)存儲(chǔ)功能，無(wú)法替代上機(jī)卡，因此這些信用卡目前還無(wú)法通用。
 
    2、射頻卡工作原理及特點(diǎn)
 
    日前的基于射頻識(shí)別技術(shù)RFTD, ( radio fre quency identifi cation) 的發(fā)展而產(chǎn)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(huán)境影響和智能IC卡可存儲(chǔ)信息、高安全性的雙重優(yōu)點(diǎn)，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(nèi)使用的各種信用卡，實(shí)現(xiàn)一卡通用。
 
    射頻卡又稱非接觸式智能卡，利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通訊，以達(dá)到識(shí)別和交換數(shù)據(jù)的目的。它包括由電感應(yīng)線圈或小型高頻收發(fā)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(shè)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(qiáng)，對(duì)使用環(huán)境要求低，又可并行處理，因此響應(yīng)時(shí)間短，讀寫速度快。尤其是它具有的大容量存儲(chǔ)功能又是其它非接觸式光電卡所無(wú)法比擬的。表1列出了各類信用卡的性能特點(diǎn)與區(qū)別。

    射頻卡綜合了其它卡片的所有優(yōu)勢(shì)，由于EEPROM有足夠大的存儲(chǔ)空間，并可分成若干區(qū)域，每個(gè)用途占用一個(gè)區(qū)域，各種功能一卡通用，目前在很多領(lǐng)域已得到了成功的應(yīng)用。

    3、射頻識(shí)別技術(shù)
 
    射頻識(shí)別系統(tǒng)包括讀寫設(shè)備和射頻卡，讀寫設(shè)備是連接射頻卡與應(yīng)用系統(tǒng)間的橋梁，是射頻卡應(yīng)用中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其射頻電路、存儲(chǔ)和加密邏輯等基本組成與射頻卡類似，另外還應(yīng)包括與應(yīng)用系統(tǒng)間的通訊接口。以西門子公司生產(chǎn)的物美價(jià)廉的MIFARE, IC (SLE 44135) 射頻卡系統(tǒng)為例，其卡片與讀卡設(shè)備間的工作距離可達(dá)l0cm，工作頻率為13.56MHz。其組成框圖見下圖。

    由于射頻卡是無(wú)源系統(tǒng)，卡所需信息和能量均由讀寫設(shè)備讀寫控制模塊上的線圈(coil) 通過(guò)電磁感應(yīng)來(lái)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(dāng)其處于讀寫設(shè)備發(fā)出的磁場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)由模擬接口的線圈接受射頻脈沖，模擬接口模塊對(duì)其整流穩(wěn)壓后，作為系統(tǒng)工作電壓并從SLFA4R35 芯片中接收到的射頻脈沖中解調(diào)出信息，送到內(nèi)部控制邏輯，若是讀取信息，則從存儲(chǔ)器中讀出有關(guān)信息，若寫入或修改信息則啟動(dòng)內(nèi)部升壓電路以便對(duì)EEPROM進(jìn)行寫人操作。同樣，射頻卡自我激活并發(fā)出識(shí)別信號(hào)，被讀寫設(shè)備系統(tǒng)獲取，讀寫設(shè)備把接收到的模擬信號(hào)解調(diào)、譯碼后進(jìn)行相應(yīng)分析處理，經(jīng)通訊口傳給計(jì)算機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的操作。另外，W ARE射頻卡系統(tǒng)還存在反碰撞協(xié)議，以保證在同一磁場(chǎng)環(huán)境中允許多個(gè)卡同時(shí)使用而不發(fā)生沖突。驗(yàn)證協(xié)議是指卡與讀寫設(shè)備之間相互確認(rèn)，使系統(tǒng)有更高的保密性能。

    4、使用射頻卡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)校園一卡通的可行性
 
    目前校園內(nèi)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(diǎn)是無(wú)信息載體，無(wú)EEPROM，本身只是一個(gè)密碼，通過(guò)讀卡設(shè)備讀出密碼后，才能打開計(jì)算機(jī)硬盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)，再進(jìn)行相應(yīng)的操作，而上機(jī)卡等使用IC卡的卡片，需用專門的智能卡讀寫設(shè)備對(duì)卡內(nèi)部存儲(chǔ)信息進(jìn)行讀寫操作，由于卡片內(nèi)部存貯了信息，這種卡既可與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)使用，也可與讀寫設(shè)備單獨(dú)工作。用射頻卡系統(tǒng)代替上述卡種，實(shí)現(xiàn)一卡通的最大優(yōu)勢(shì)在于只需更換上述不同種類的信用卡及讀寫設(shè)備，除接口程序稍作改動(dòng)外，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和上層軟件幾乎不作任何修改。在射頻卡EEPROM的不同區(qū)域分別存儲(chǔ)借書卡，售飯卡的密碼以及上機(jī)卡的各種信息，通過(guò)射頻卡讀寫設(shè)備控制模塊分類讀出后，即可進(jìn)行相應(yīng)的操作，實(shí)現(xiàn)不同的功能。
 
    可根據(jù)圖書館，微機(jī)房，餐廳不同的使用場(chǎng)所選擇相應(yīng)的專用射頻卡讀寫設(shè)備( 圖書館，微機(jī)房，可選用普通型射頻卡讀寫設(shè)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(shè)備) ?？ㄆ捎蓪W(xué)生自己購(gòu)買，新生人校直接使用射頻卡，老生采取自愿原則，作為過(guò)渡時(shí)期，可允許新舊卡片和新舊讀寫設(shè)備混合使用(需把圖書管理系統(tǒng)和微機(jī)房上機(jī)繳費(fèi)系統(tǒng)接口程序的通訊模塊稍作修改，而餐廳售飯系統(tǒng)只需把POS 機(jī)的光電卡讀卡系統(tǒng)換成相應(yīng)盡寸，標(biāo)準(zhǔn)的二合一型讀寫器即可) 。到老生離校后，校內(nèi)將全部采用射頻卡及讀寫設(shè)備。
 
    校園內(nèi)一卡通能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵還在卡片和讀寫設(shè)備的價(jià)格，目前普通可讀寫的射頻卡市場(chǎng)價(jià)位在20 元/ 張左右，卡片由學(xué)生自己購(gòu)買，圖書館，機(jī)房，餐廳的讀寫設(shè)備全部更換，學(xué)院需投資2 一3 萬(wàn)元，這部分投資不僅能實(shí)現(xiàn)一卡通用，重要的是為進(jìn)一步提高學(xué)校的現(xiàn)代化管理打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。射頻卡不僅用于上機(jī)、借書和買飯，還可用于其它很多方面。在射頻卡的EEPROM上可預(yù)留出許多區(qū)域，將來(lái)根據(jù)學(xué)校管理上的需要兼作考勤卡、學(xué)籍檔案管理卡等。
 
    考勤卡系統(tǒng)可加強(qiáng)學(xué)生日常管理，記錄學(xué)生出入校門時(shí)間，寫入射頻卡EEPROM的指定區(qū)域，學(xué)生平時(shí)或節(jié)假日離校超過(guò)限制時(shí)間，讀寫器將報(bào)警指示。也可用于記錄職工的上下班時(shí)間，便于學(xué)校的統(tǒng)一管理。
 
    學(xué)籍管理卡，可用于學(xué)生成績(jī)及獎(jiǎng)懲查詢。可在教學(xué)大廳裝置幾臺(tái)查詢機(jī)，掛接于校園網(wǎng)上，學(xué)生在查詢機(jī)的射頻卡讀寫器讀卡后，查詢機(jī)通過(guò)校園網(wǎng)到學(xué)生成績(jī)管理的數(shù)據(jù)庫(kù)中按條件查找該生成績(jī)，然后顯示在查詢機(jī)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(xué)籍卡管理系統(tǒng)及考勤卡系統(tǒng)所有的接口程序和管理軟件，可根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況，自主開發(fā)，將來(lái)不再需要從外面購(gòu)進(jìn)整套系統(tǒng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，不但節(jié)省了大量資金，還可鍛煉學(xué)院自身的科研能力，同時(shí)多種功能一卡通用，也會(huì)對(duì)加強(qiáng)學(xué)校的管理水平和工作效率，提升學(xué)校形象起到重要的促進(jìn)作用。