基于非接触式IC卡技术的校园门禁管理系统设计

林百光

[摘 要]本文针对高校多媒体教室采用传统人工管理模式存在的弊端，介绍一种基于校园一卡通的多媒体讲台门禁管理系统，实现对多媒体讲台门锁的智能化、自动化管理及远程控制，有效地提高了多媒体设备的管理效率。

[关键词]多媒体管理；校园一卡通；讲台门禁

中图分类号：V241.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0340-02

1 多媒体管理存在问题

高校多媒体教室的建设在发展过程中普遍存在数量不断增多、位置越来越分散的状况，但在多媒体教室的管理模式上卻相对滞后，一直延续最初那种人工管理模式，这种人工管理模式，无论是使用者还是管理者都得把大量时间和精力浪费在这些毫无专业技术含量的繁琐事务上，随着多媒体教室数量的增多，其效率低的弊端更加突出。

2 校园一卡通简介

“校园一卡通系统”是架构在校园网上，一般采用非接触式IC卡，它与刷卡器之间通过无线电波来完成读写操作。非接触性IC卡本身是无源卡，当刷卡器对卡进行读写操作时，刷卡器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号与卡内的L/C电路谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作；另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器，完成一次读写操作。利用计算机、通信网络、终端等设备，借助IC卡片为信息载体，能在校园内实现包括综合消费类、身份识别类、金融服务类、公共信息服务类等各方面功能的系统。

3 多媒体讲台门禁管理系统的组成

多媒体讲台门禁管理系统的硬件结构主要包括前端讲台门禁节点、后台管理服务器、通信网络三大部分，如图1所示。

3.1 前端讲台门禁节点

前端讲台门禁节点主要由读卡器、门禁控制器和电控锁组成。安装时将讲台面盖传统的机械锁换成电控锁，读卡器安装在讲台柜外表面某个方便刷卡的位置，门禁控制器安装在讲台设备柜内部（柜内安放多媒体设备，柜门上机械锁，教师使用只需打开面盖，就可通过控制面板使用多媒体设备，无需开设备柜门）。

门禁控制器采用TCP/IP联网方式与管理服务器进行通信，接收管理服务器发来的数据和控制指令，将本门禁节点的状态信息上存到管理服务器。门禁控制器实际上是一个能执行程序和存储数据的单片机系统，能存储管理服务器下发的用户授权信息。当教师持卡刷卡时，卡片内的身份信息通过读卡器传入控制器，控制器将自动查询存储在其中的用户授权信息，判断持卡人是否有权限使用该教室的多媒体设备，若有使用权限，则执行开锁指令，讲台面盖锁被打开；若持卡人姓名、上课时间、教室编号等信息中的任一项不相符，则不会执行开锁指令，讲台面盖锁不会被打开，并形成企图开锁记录，持卡人无法使用多媒体设备。

正是由于门禁控制器具有这种处理和存储的能力，使其同时支持联网、脱机两种运行模式。联网时，管理服务器能及时将最新的用户授权信息下发，在控制器端存储起来；同样，控制器端的刷卡记录信息、设备状态信息也能及时上传到管理服务器。在网络出现问题时，控制器利用存储在本地的用户授权信息对刷卡人的身份进行判断，不影响讲台门禁节点的正常使用；同时，刷卡记录信息也暂时保存在本地，待网络正常后再上传回服务器。

3.2 后台管理服务器

3.2.1 讲台门禁管理系统软件

后台管理服务器主要用来安装讲台门禁管理系统软件。管理系统软件主要包含管理控制、设备通信、信息同步等模块，实现对整个门禁系统的维护、控制及管理。

管理控制模块主要实现多媒体教室管理所需的参数设置、设备管理、教室信息管理、权限管理、系统监控、数据查询等，并提供对应的操作功能供管理人员使用。

设备通信模块负责前端讲台门禁节点与后台管理服务器之间的数据交换，主要包括：权限信息洗发、记录信息、设备状态信息上传等。

信息同步模块负责与教务系统和校园一卡通系统进行数据交换，通过信息同步接口从学校的教务系统获取排课信息，然后由管理控制模块结合一卡通系统中的人员和设备信息生成上课教师使用多媒体的授权信息，并将授权信息下发到多媒体讲台门禁控制器，供讲台门禁控制器对刷卡人员的使用权限进行判断之用，并实时采集刷卡记录、讲台面盖开/关状态等信息，供管理系统进行数据分析和报表生成。

3.2.2 管理服务器

管理系统软件采用目前最流行的浏览器/服务器架构，即B/S架构。基于这种架构，后台管理服务器应包括Web服务器、应用服务器、数据库服务器。Web服务器以人们最为熟悉的网页的形式传送一个操作介面使管理员可以通过浏览器进行操作；应用服务器安装讲台门禁管理系统软件，负责对整个门禁系统的控制及维护管理；数据库服务器用来存储整个系统的用户数据（授权信息）和运行数据（刷卡记录、门开/关状态等信息）。三种服务器，在实际中可根据系统规模（用户数量和受控讲台数量）决定是分开单独部署还是采取兼用的方式部署。

3.3 通信网络

随着教育信息化的发展，学校基本上都建成了高速稳定的校园网。本校网络线路采用千兆光纤到楼，10/100M自适应到桌面，实现了校园所有多媒体教室的全覆盖。因此，采用基于TCP/IP通信协议的校园以太网作为多媒体讲台门禁管理系统的通信网络是一种最佳的选择。只需占用多媒体讲台内原有交换机的其中一个接口，而无需再单独布线，就可将门禁控制器通过RJ45网络接口方便地接入校园网，有效地复用现有网络。

4 多媒体讲台门禁系统的管理与使用

讲台门禁管理系统采用B/S架构，大部分工作都是由管理服务器来完成，而作为管理工作站的电脑，只需接入校园网并安装浏览器即可，管理人员通过浏览器登录到管理系统页面，就能实现各项管理工作。

系统安装完成，首次使用时，先由系统管理员（一级管理员）以超级用户身份登录管理系统页面，通过系统管理菜单进行部署，包括对设备运行参数、系统运行参数的设置；新建、编辑设备的信息；新建、编辑教室编号并与设备进行绑定；设置管理员的管理菜单操作权限、教室管理权限和班级管理权限，管理员登录管理系统页面时，没有权限的项目不会在界面上显示。这些工作完成后，系统即可交付使用。

对于上课教师，上课时直接到上课的多媒体教室持教工卡刷卡打开多媒体讲台面盖就可以使用多媒体设备，无需到管理值班室进行钥匙的申领；下课后关闭设备和讲台面盖后即可离开，省去归还钥匙的麻烦。

对于管理人员，通过登录管理系统页面，就可以在超级管理員设定的权限下，进行各种日常管理工作，部分功能简介如下：

一、课程信息管理

1.课节管理用于设置每天的课节信息。通常以学校上课作息时间表为参考，设定每节课的上下课时间。设定上课时间一般比实际的上课时间提早15～20分钟，以便老师能提前打开讲台面盖，开启设备及做好其它各项准备工作；设定下课时间一般比实际的下课时间延迟10～15分钟，以便老师下课关上面盖后因某种原因（如遗留了东西等）需要再次打开。

2.课程信息导入用于将教务系统中的课程信息导入到多媒体讲台门禁管理系统，以便生成授权名单，使老师能按照排课表的安排刷卡开锁上课。

3.课程信息调整将教务系统中的课程信息导入到多媒体讲台门禁管理系统后，教师使用多媒体的权限就开通了，即哪位老师，在哪个时段，使用哪间教室的多媒体设备就确定了。当实际执行过程中有变化时，则管理员必须提前利用有关功能菜单作出调整，否则相关教师到时不能打开面盖使用多媒体设备。

二、授权管理

用于以手工的方式对使用多媒体讲台的人员进行授权/授禁。教师的授权信息可以由管理系统根据教务系统中的课程信息自动生成，其它非教学人员的授权信息则可以通过该模块随时添加或删除。

三、实时监控

通过该模块，多媒体管理员可以远程监视多媒体讲台面盖的状态（打开、关闭、脱机无法监控等），省去了亲临现场逐间教室排查的麻烦；另外，在特殊情况下（如：使用人员忘记带卡、临时调整教室、临时使用教室等），管理人员可以远程打开相应教室的讲台面盖锁。

四、信息查询

系统能精确记录多媒体讲台门禁的使用信息，并形成汇总，供有关人员查询和处理。比如：多媒体管理人员可以将讲台未关闭明细及统计信息反馈给有关职能部门或使用者本人，提醒其注意多媒体设备的使用规范；教务管理人员也可以利用这些信息统计出教师上课的出勤情况。

5 结束语

基于校园一卡通的多媒体讲台门禁管理系统，充分利用已有的设备及其功能，实现对多媒体讲台门锁的智能化、自动化管理及远程控制，极大地方便了教师的使用，有效地提升多媒体教学系统的管理效率和技术管理水平。

参考文献

[1] 李福军，刘海东.基于校园网的门禁系统在多媒体教学管理中的应用[J].电脑知识与技术，2010年1月.

[2] 廖华江，钟剑.基于WebService的校园一卡通应用集成接口研究[J].计算机与现代化，2010年第12期.

[3] 伍剑宇.校园一卡通系统的设计与应用[D].吉林：吉林大学，2013年.