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用射频卡系统实现校园一卡通

来源: 发布时间:2020-11-14 1064 次浏览

射频卡是现代信息工程的一个热点。本文综述了射频卡的工作原理和优良特性,分析探讨了在高校校园内实现一卡

1、校园信用卡使用现状
 
    我国自1994 年实施“金卡”工程以来,极大地推动了金融电子化、商业和流通领域电子化的步伐。尤其近几年来,在高校校园内各种信用卡的普及更为迅速,几乎每个师生员工的手中都有一些不同功能的信用卡,如借书卡、售饭卡、上机卡等。目前有的学校还有考勤卡、医疗卡、学籍档案管理卡等等。随着货币电子化的发展,人们手中的不同用途的信用卡还会越来越多,众多的使用者在享受着信用卡带来的安全和快捷的同时,也深深感受到了对他们保护、管理上的许多不便之处。
 
    由于使用环境和用途的不同,这些信用卡目前还无法相互替代。以我校使用的三种卡片为例,借书卡使用的是条形码,这种卡片却不能替代售饭卡和上机卡,条形码虽为非接触式读写,但读写速度较慢,用做售饭卡时在餐厅售饭高峰时会严重影响售饭速度; 条形码自身无存储功能,无法储存学生帐户等信息,不能用作上机卡。上机卡必须用带有存储器的IC 卡,但这种IC卡又不适合用于替代售饭卡,由于它为接触式读写,存在易磨损、不耐脏的缺陷,不适合用于环境较差并且每天需频繁读写的餐厅里。而售饭卡使用的非接触式光电卡,虽适应性较强但自身也无存储功能,无法替代上机卡,因此这些信用卡目前还无法通用。

2、射频卡工作原理及特点
 
    日前的基于射频识别技术RFTD, ( radio fre quency identifi cation) 的发展而产生的非接触式智能型射频卡,它兼有非接触式卡片耐磨、不受外界环境影响和智能IC卡可存储信息、高安全性的双重优点,能轻而易举地解决上述这些信用卡在使用中的各种矛盾,用一张射频卡就可以替代校园内使用的各种信用卡,实现一卡通用。
 
    射频卡又称非接触式智能卡,利用无线射频方式进行非接触式双向通讯,以达到识别和交换数据的目的。它包括由电感应线圈或小型高频收发天线组成的射频电路和微处理器组成。射频电路主要用于完成与读卡设备之间的通讯,微处理器部分电路的组成和原理与普通接触式IC卡基本相同。由于射频卡为非接触式读写,与接触式IC卡相比,抗干扰能力强,对使用环境要求低,又可并行处理,因此响应时间短,读写速度快。尤其是它具有的大容量存储功能又是其它非接触式光电卡所无法比拟的。表1列出了各类信用卡的性能特点与区别。


    射频卡综合了其它卡片的所有优势,由于EEPROM有足够大的存储空间,并可分成若干区域,每个用途占用一个区域,各种功能一卡通用,目前在很多领域已得到了成功的应用。

    3、射频识别技术
 
    射频识别系统包括读写设备和射频卡,读写设备是连接射频卡与应用系统间的桥梁,是射频卡应用中至关重要的一个环节,其射频电路、存储和加密逻辑等基本组成与射频卡类似,另外还应包括与应用系统间的通讯接口。以西门子公司生产的物美价廉的MIFARE, IC (SLE 44135) 射频卡系统为例,其卡片与读卡设备间的工作距离可达l0cm,工作频率为13.56MHz。其组成框图见下图。

    由于射频卡是无源系统,卡所需信息和能量均由读写设备读写控制模块上的线圈(coil) 通过电磁感应来提供。在西门子MIFARE 射频卡中同样包括由线圈(coil) 和SLE44R35 芯片组成的模块。当其处于读写设备发出的磁场范围内时由模拟接口的线圈接受射频脉冲,模拟接口模块对其整流稳压后,作为系统工作电压并从SLFA4R35 芯片中接收到的射频脉冲中解调出信息,送到内部控制逻辑,若是读取信息,则从存储器中读出有关信息,若写入或修改信息则启动内部升压电路以便对EEPROM进行写人操作。同样,射频卡自我激活并发出识别信号,被读写设备系统获取,读写设备把接收到的模拟信号解调、译码后进行相应分析处理,经通讯口传给计算机执行相应的操作。另外,W ARE射频卡系统还存在反碰撞协议,以保证在同一磁场环境中允许多个卡同时使用而不发生冲突。验证协议是指卡与读写设备之间相互确认,使系统有更高的保密性能。

    4、使用射频卡系统实现校园一卡通的可行性
 
    目前校园内使用的借书卡,售饭卡等大多为条形码,磁卡或光电卡,这类卡共同的缺点是无信息载体,无EEPROM,本身只是一个密码,通过读卡设备读出密码后,才能打开计算机硬盘上的数据库,再进行相应的操作,而上机卡等使用IC卡的卡片,需用专门的智能卡读写设备对卡内部存储信息进行读写操作,由于卡片内部存贮了信息,这种卡既可与计算机联网使用,也可与读写设备单独工作。用射频卡系统代替上述卡种,实现一卡通的更大优势在于只需更换上述不同种类的信用卡及读写设备,除接口程序稍作改动外,其网络结构和上层软件几乎不作任何修改。在射频卡EEPROM的不同区域分别存储借书卡,售饭卡的密码以及上机卡的各种信息,通过射频卡读写设备控制模块分类读出后,即可进行相应的操作,实现不同的功能。
 
    可根据图书馆,微机房,餐厅不同的使用场所选择相应的专用射频卡读写设备( 图书馆,微机房,可选用普通型射频卡读写设备,餐厅可选用既能读取光电卡又能读取射频卡的二合一型读写设备) 。卡片可由学生自己购买,新生人校直接使用射频卡,老生采取自愿原则,作为过渡时期,可允许新旧卡片和新旧读写设备混合使用(需把图书管理系统和微机房上机缴费系统接口程序的通讯模块稍作修改,而餐厅售饭系统只需把POS 机的光电卡读卡系统换成相应尽寸,标准的二合一型读写器即可) 。到老生离校后,校内将全部采用射频卡及读写设备。
 
    校园内一卡通能否实现的关键还在卡片和读写设备的价格,目前普通可读写的射频卡市场价位在20 元/ 张左右,卡片由学生自己购买,图书馆,机房,餐厅的读写设备全部更换,学院需投资2 一3 万元,这部分投资不仅能实现一卡通用,重要的是为进一步提高学校的现代化管理打下一个坚实的物质基础。射频卡不仅用于上机、借书和买饭,还可用于其它很多方面。在射频卡的EEPROM上可预留出许多区域,将来根据学校管理上的需要兼作考勤卡、学籍档案管理卡等。
 
    考勤卡系统可加强学生日常管理,记录学生出入校门时间,写入射频卡EEPROM的指定区域,学生平时或节假日离校超过限制时间,读写器将报警指示。也可用于记录职工的上下班时间,便于学校的统一管理。
 
    学籍管理卡,可用于学生成绩及奖惩查询。可在教学大厅装置几台查询机,挂接于校园网上,学生在查询机的射频卡读写器读卡后,查询机通过校园网到学生成绩管理的数据库中按条件查找该生成绩,然后显示在查询机的显示器上供浏览。
 
    由于已有了射频卡,不需要太多的硬件投人,而学籍卡管理系统及考勤卡系统所有的接口程序和管理软件,可根据学校的实际情况,自主开发,将来不再需要从外面购进整套系统,从长远发展看,不但节省了大量资金,还可锻炼学院自身的科研能力,同时多种功能一卡通用,也会对加强学校的管理水平和工作效率,提升学校形象起到重要的促进作用。