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ic卡网络管理论文篇一

多媒体教室IC卡控制管理系统的设计与实现

【摘要】面对多媒体教室诸多的使用管理问题,文章探讨了使用校园IC卡进行多媒体教室管理的设计与实现。系统的应用有利于教学过程的科学化管理,使教学运行环境更加趋于完善。

【关键词】多媒体教室管理;校园一卡通;身份认证;排课系统

【中图分类号】G434【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)07―0037―03

前言

以非接触射频卡为信息载体来构建适用于校园管理和消费的校园“一卡通”系统,在学校得到了普遍应用。用校园“一卡通”(校园IC卡)取代学校目前使用的学生证、借书证、票卡、医疗证件、计算机房机时卡等,消除了师生携带各种证件的烦恼。与银行联网的校园IC卡可以在校内银行网点指定圈存、消费,真正做到在校园内一卡通用。

北京理工大学从2006年起,在研究生教学楼和新校区的多媒体教学环境建设中,充分利用校园网为教学服务,将校园IC卡应用到多媒体教室的使用与管理,方便了教师的使用,同时为加强学校教学过程的管理,提供了有效的技术支持和管理手段。本文就多媒体教学集控环境下,多媒体教室刷卡控制系统的设计与实现进行介绍。

一 多媒体教室刷卡控制系统的研究

1刷卡控制系统架构

非接触射频卡将射频识别技术和IC卡技术结合起来,将具有微处理器及存储器的集成电路IC芯片和感应天线封装于标准PVC卡之中,射频卡具多个分区、每个扇区的密码和存取控制都是独立的,软件可以模块化设计,适合一卡多用的特性,在各种一卡通系统中得到广泛应用。IC卡的物理卡号具有唯一性,在读写时处于非接触操作状态。读卡器工作时,与IC卡片内的LC串联谐振电路产生共振,从而为IC卡提供了工作电压,将卡内数据发射出去或接收读卡器发出的数据并保存。

校园“一卡通”具有身份认证功能即门禁系统,门禁系统是一个依托网络的信息传输功能,就特定人员在限定的环境和时间段完成相关工作并自动记录运行信息的管理系统。开发多媒体教室刷卡控制系统是通过教学课表信息与教师身份认证识别,实现教师持校园IC卡方便地使用多媒体教室。

网络多媒体教室刷卡控制系统的结构图如图1所示。系统是以太网TCP/IP校园网总线方式,每个教室多媒体控制台都安装一个读卡器,读卡器内有时钟及读卡记录存储器。通过对读卡器的网络连接和设置,服务器下发排课信息和有效卡号,IC卡的身份信息经系统数据库的对比识别,实现对多媒体控制台的开锁控制。

系统按应用可分为实时联网和脱机联网两类。实时联网需要系统服务器在读卡时与数据库对比识别,并发出控制命令。脱机联网是当读卡器存储排课信息后,可以脱离网络独立工作,进行信息识别、发出开锁控制指令并读卡记录。

图1中多媒体教室控制台1读卡器采用的是TCP/IP技术接口类型。控制台2和3是通过多媒体教室中央控制器完成服务器与读卡器的通讯,读卡器可采用RS232等技术接口。控制台2的读卡器开锁指令是通过中央控制器的继电器端口连接电控锁完成;控制台3读卡器自身具有继电器控制模块,具有12V电源,可以直接驱动电控锁。

2 功能设计

多媒体教室刷卡控制系统采用校园IC卡,实现教室与课表对应的使用管理。

(1) 教师利用校园IC卡自主使用多媒体教室

任课教师只需在教室控制台读卡器前刷卡,经读卡器内身份信息和教务排课数据识别,通过认证后则允许自动打开控制台的电控锁,并完成多媒体教学设备的启动。

(2) 开发教务排课系统和“一卡通”管理系统接口

为了学校教务管理系统和“一卡通”管理系统的安全,设定访问权限,开发教务排课数据和“一卡通”教师信息接口,获取课表信息和IC卡教师身份信息。

(3) 按学期集中授权、教室端身份验证

刷卡控制系统按照每学期的排课数据通过网络集中对教室端读卡器授权,教室端IC卡读卡器能存放一学期的排课数据和刷卡记录,教室端进行本地身份认证。

(4) 读卡器的脱机联网运行方式

读卡器可脱机或联网使用,当遇到网络故障时,IC卡的使用权限认证可以脱离服务器数据库和网络运行环境,读卡器处于独立工作状态。

(5) 权限信息更新

当排课数据或一卡通信息发生变化时,刷卡控制系统即时对系统数据库进行数据的更新管理,同时对相应教室端读卡器的数据自动刷新。

(6) 使用权限设定

教室的使用可以按课表、按教室、按同时段同教室多教师、按管理通卡多种权限设定。

(7) 教室使用报表

教务部门随时可以查询教室使用情况(如正常、迟到、未用、应急调课处理)。可以生成教室使用报表。

3 接口设计

刷卡控制系统管理服务器的数据要求来源于两个方面,一个为课程表数据库,另一个为学校一卡通数据库。课程表数据库则为教务课表信息,学校一卡通数据库保存有每个教师的工号和持有的IC卡序列号,两者之间需要有准确的对应关系。在上述两个数据库的基础上,形成刷卡控制数据库。根据系统的管理要求,刷卡控制数据库的结构设计应包含所有必要信息以方便检索。由学校教务系统和一卡通系统提供接口,以数据库(SQLServer、MySQL 或Oracle)表或者视图方式,进行刷卡控制系统软件的开发设计,自动进行数据同步,所需的接口数据见表1、表2所示。

管理服务器刷卡控制数据库是通过教师工号(具有唯一性)的对应,确定了任课教师所持的校园IC卡(序列号)与课表的认证。

4 系统数据处理流程

图2展示了数据处理流程,系统管理服务程序根据设定

好的逻辑规则把教师上课信息更新到网管数据以便教师卡下发。分布在各个教室的读卡器存储该教室的使用认证信息,形成统一的数据信息应用网络。

5 教室端控制处理方式

多媒体教室网络中央控制器基于TCP/IP协议,支持对标准串行设备的控制,支持IC卡读卡器接口和控制信息转发。

网络畅通时读卡器数据上传至中心数据库,网络故障时,教师读卡器脱离服务器独立工作,完成认证和操作记录,实现读卡器脱机联网方式。图2中使用的读卡器具有继电器接口可以直接驱动电控锁,目的是保证数据的安全,运行管理可靠。

二 多媒体教室刷卡控制系统应用

基于高校按学期排课的特点,新学期前对教室读卡器集中授权,课表信息变化时数据进行刷新。系统的IC卡管理、排课数据维护见图3、图4。

如果采用每天定时导入教务系统一周的排课数据,程序自动给读卡器下发当天能开锁的教师卡号和时间的方法,这样将会增加工作难度和影响数据的可靠性。IC卡管理对于卡号权限的设定,任课教师以普通卡类型对应上课教室,管理员可以按照管理范围纳入白名单信息管理并给与权限。对于未分配权限的卡号,根据实际需要可以添加使用权限。读卡器更新设置以当前系统时间更新到读卡器,下发电控锁的吸合时间。

持有校园IC卡的教师,按照课表在上课前20分钟随时可以刷卡,直接打开控制台上课。对于临时调课和IC卡丢失未更新的情况,总控室可以远程开锁,或通过工作人员配置的通卡给与服务。对于学校各类广播教学活动,总控软件对教室预设分组,根据课表信息自动开启多媒体教室设备,实现无人值守管理。

北京理工大学教师持校园“一卡通”IC卡使用多媒体教室的管理模式已运行了三年,效果得到了学校和教师的认可。

结束语

多媒体教室刷卡控制系统是基于校园IC卡,结合多媒体教学系统的功能和特点的设计开发,不仅可以方便教师使用,提升多媒体教学系统的技术管理水平,也有利于学校教学过程的科学化管理和信息化的建设。

参考文献

[1] 刘天华,杜梅,孙阳.智能射频卡在校园一卡通系统中的应用[J].微计算机信息,2006,(35):167-169.

[2] 邢建平,张明辉,王洪君,陈岗,孙建军,边栋.一种基于IP网络的研究型实验室智能管理平台[J].现代教育技术,2008,(4) :

103-105.

[3] 张胜,赵珏.基于数字化校园环境的一卡通设计与实现[J].微计算机信息,2010,(1-2):75-77.

ic卡网络管理论文篇二

实验室IC卡管理系统的设计与研究

摘要:就如何在以计算机为主要设备的实验室开展IC卡智能化管理,进行了设计与初探,以期达到实验室管理的规范化、自动化和无人化,加大实验室开放力度,减轻了机房管理人员的工作负担。

关键词:计算机房;管理系统;IC卡

我院作为一所影视艺术类的专门院校,非常重视培养学生的后期编辑和制作能力,近年来随着招生规模的扩大,投入了大量资金建立了多个影视后期制作、特技动画实验室,以满足学生实践的需要。这些实验室以计算机为主要实验设备,每天除了承担正常教学任务外,还需要对不同层次的学生长时间开放,以满足学生创作个人作品的需要。但目前,我院现对实验室机房的管理模式仍为传统的人工管理模式,管理人员采用人工管理手段通过手工记录和机房巡视来监察学生上机情况、逐一检查和维护设备;而涉及收费管理,则多是手工计时且以学校发的上机票作为计费及交易支付手段,缺乏准确性与可追溯性。因此,随着教学要求的不断提高,对外开放力度的逐步加大,这种原有的人工管理模式遇到了严峻的挑战,显现出越来越多的问题。正是基于以上原因,提出了对实验室进行IC卡智能化管理的方案,以提高办公效率,加强管理,为学院的发展创造条件。

一、实验室IC卡管理系统的设计

1.实验室管理系统的功能设计

利用计算机软件管理技术全面解决计算机的运行和管理问题,使以计算机为主要设备的实验室能真正实现管理的网络化、自动化。计算机开放实验室使用的软件管理系统应该具备以下功能,如图1所示:

图1 管理系统功能模块

(1)用户管理

用户管理主要包括个人管理和班级管理两个部分。

①个人管理主要包括当前使用者的身份信息、密码信息、上机时间、使用实验室和设备的权限等。

②班级管理主要包括班级的基本信息,按课表规定的使用实验室的时间设置,使用实验室的权限,使用实验室的性质(课内教学、课外开放),上网权限等。

(2)设备管理

设备管理主要包括设备设置和设备检测两个部分。

①设备设置是指管理人员可以对实验室的机器进行详细的设置、查询,指定发送信息,修改收费系数、集体下机、解禁/禁止使用USB端口等。

②设备检测是指通过对机房中各个硬件设备发送信号,分析反馈信号,以确定该设备是否正常使用,使管理员能快速地维修机器,保证正常的上机环境。

(3)门禁管理

门禁管理包括了客户端登录/注销模块、刷卡程序和管理系统中相应的管理功能。该模块是实现实验室管理自动化的关键部分,整个过程在门禁系统监控下由用户自主进行,不需要管理人员的参与,用户严格按照“刷IC卡―登录―验证成功进入操作系统―关机―刷卡退出”的步骤实施,不会出现绕过门禁系统非法上机的情况。

(4)记录查询

记录查询主要包括用户信息,操作信息和设备信息。

①用户信息:主要包含当前使用该设备的用户身份信息、上机时间、使用的计算机的位置和设备使用权限等。

②操作信息:可以查询上机记录明细、管理员操作日志、机器状态、刷卡上机统计等。

③设备信息:主要记录了设备的型号、位置和损坏度等。

(5)管理员设置

管理员设置主要包括了密码设置,一般管理员的使用权限设置,用户信息和使用权限设置,设备信息和使用设置等。

2.数据库设计

(1)概念结构设计

将用户需求抽象为信息结构进行概念结构设计。从数据流图和数据字典分析得出实体及其属性,进一步分析各实体之间的联系,设计E-R图(如图2所示)。

图2 各实体间的E-R图

(2)逻辑结构设计

系统采用了SQL Server关系型数据库系统,因此先把E―R模型转化为关系数据模型。再对数据模型进行优化,并设计出用户子模式,以保证安全性和简化用户使用。在得出数据库的关系模式后,根据数据字典的数据项描述给出数据库各表的结构。

(3)数据库物理设计

①创建数据库与基本表:使用SQL Server的T-SQL语言和数据定义语言(DDL)创建数据库及其表结构。

②创建视图:如创建视图“DutyQuery”和“AdmOuery”的DDL如下:

Create View DutyQuery /*一般值班人员使用,查询用户基本信息*/

AS

SELECT username,CardID,name,C1ass,balance,status

FROM users

Create View AdmQuery /*超级管理员使用,查询用户详细信息*/

AS

SELECT

username,CardID,name,class,balance,status,PSW,rate,op―id,op_time

FROM users

③创建索引:“用户信息表”是被频繁查询的一个表,其中属性“用户名”是主码,同时用户信息一旦输入后很少更改,所以使用了聚簇来提高查询速度。用户信息表和课程信息表的聚簇索引建立如下:

Create Clustered Index UserNameIndex on users

(username,CardID)

Create Clustered

(Username,CourseName)

④确定存储结构:为了提高系统安全性,防止系统因介质损坏而导致数据丢失,实现RAID 5级磁盘阵列。

为了提高系统对磁盘数据的读写效率,把数据库文件的主数据文件、次数据文件和日志文件分别存放在多个不同的磁盘分区中。

二、系统安全性的考虑

实验室管理系统实现了对大量计算机的自动化管理和对设备使用者的监控,保证教学工作的顺利进行。为此,必须保证管理系统有一个安全的运行环境,硬件的故障是不能完全避免的,软件方面,主要是操作系统的漏洞、网络病毒、黑客工具的不断出现,只要连接网络,就不可避免地面临网络安全和网络病毒的威胁。因此,为了有效保护系统的安全运行,应做到如下几点。

1.系统数据库服务器必须与Internet隔离,也要与局域网内的客户端隔离;

2.对重要信息进行加密存储和传输;

3.对丢失或盗来的卡片有防诈骗技术措施;

4.对使用者皆有身份验证,鉴别操作实体的部门、级别及权限属性;

5.有强度合适的访问控制策略,阻止越权对资源的访问与操作,对越权者进行审计跟踪;

6.阻止非法用户访问和进入系统;

7.阻止合法用户进行未授权的访问和操作;

8.及时对操作系统进行升级及打补丁;

9.安装防毒软件,以防病毒入侵;

10.对重要的数据进行备份。

而故障一旦发生,对于数据库信息将是灾难性的损失。但无论采取哪些技术措施,只能保证系统的相对安全。

三、结束语

开放式机房的出现,凸显了传统的人工管理的弊端: 票据收发统计量大、过程繁琐、容易伪造、效率低下等。IC卡自动化管理系统使用网络通信、C/S模式、B/S模式、数据库等方面有关技术,具有使用方便、安全可靠、适应面广等特点,使得以计算机为主要实训设备的实验室能彻底解放专人值守的工作方式,学生上机、用机、下机过程自动进行,管理系统自动对学生上机、用机、下机时间、费用、机号进行登记,实现上机过程的自动化,更能适合开放式机房的要求。

参考文献

[1]李瑜波.公用计算机机房智能化管理系统的研究[J].广东工业大学学报,2006,1

[2]陈美莲.计算机机房自动化管理系统的设计[J].教育信息化,2006,5

[3]张龙祥.UML与系统分析设计[M].北京:人民邮电出版社,2001