银行卡,校园风

经调查：部分高校已经采用了校园卡系统，但功能单一，存在缺陷。如就餐刷卡，签到刷卡，消费刷卡等都是分开的，必须办理多张卡，而且卡片类型不同，保存方式也不同，十分繁琐，不能实现“一卡多用”。不利于在校学生的使用。而各中小学校园卡使用率几乎为零。我校没有使用校园卡系统。因此考勤、学生管理、收费、成绩报告、投票等日常管理均为人工操作，既耽误了时间，又不能避免错误，且易造成损失。经过讨论，我们三人便结组研究该课题。

一、研究目的

将信息技术以及电子控制技术结合运用在实际生活中，解决生活中的实际问题。即通过研发智能校园卡系统为学校师生提供自动化、精确无误、快速便捷的考勤、学生管理、宿舍门禁、校园消费、成绩报告、投票、邮件签收、图书馆体育馆管理登记等功能，并真正做到一卡多用，为老师、学生提供便利。节省时间，避免错误，而且希望将多项功能实现“一卡通”。避免了手持多卡，专卡专用的麻烦。

二、研究思路

通过调查提出问题并设计新的使用功能，编写程序，制卡，实际应用，公开测试，展示成果等。

三、研究方法

通过调查、对比、请教专家、座谈、公开测试、社会宣传、网络宣传等方法完成研究。

四、研究过程

1　在各大高校进行深入调查，了解目前有关校园卡系统的功能和使用情况。

2　对现行的校园卡系统的功能缺陷、不足进行客观分析，提出改进设想。

3　请教专业老师，了解目前各大银行所使用的银行卡管理系统，并做深入研究。

4　学习非接触IC卡――Mifare卡有关知识。

5　利用计算机语言编写校园卡程序，实现一些基本功能。

6　在班级内小范围进行公测，由同学们、老师们发现问题并对问题进行修改。

7　进一步完善程序，实现了考勤、校园支付、校园投票、成绩查询功能，并辅助开发了饭费交纳系统等实用功能，完全可以实现一卡多用。

8　再次公测，进一步美化程序，使程序更具人性化。

9　总结经验教训，并撰写论文

在校园内公开介绍我们自主研发的智能校园卡系统，并邀请全校师生体验。

10　研究过程分析

通过了解和构想，我们制定出初步计划，即：自我构建及实习；走入银行；制作调查问题；对数据进行分析；设计校园卡内部程序(重中之重)；校园卡的外形设计。我们通过调查问卷得知，大多数学生多知道何为校园卡，并且对校园卡的热情很是高涨，都希望拥有一个属于同学们自主的个性校园卡，经过我们多方面的努力，最后研究出校园卡成品，但在这个过程中我们遇到了极大的阻碍。

一是程序设计：银行中的卡片，程序复杂多样，是由多个高级专业网络工程师共同完成。我们与之差距极大，但是我们既自己的所能，用最简单易懂的程序来完成校园卡制作，虽然几经失败，并且功能不是很全面，但是，保证了使用的美观与方便。

二是使用范围：由于校园卡的制作成本较高，我们并不能大规模的使用校园卡，所以，我们就以本班为单位进行校园卡的小规模使用，幸运的是，我们的试行很顺利。

三是外形设计：我们画出卡样，但发现我们根本无法进行印刷，导师为我们请到了广告公司的专业人士，讲解了色彩的分辨率与色彩的搭配，我们接下来还会设计异性卡，它的外形不再拘泥于方方正正，可有多种形态，更加时尚，如：小汽车、苹果、男生、女生。

11　校园卡的制作和原理

卡片选用非接触性MIFARE1卡(与市政交通一卡通、北京市中小学学生卡原理相同)，目前大多数校园卡都是Mifare卡。我们用的是Mi，fare 1 S50，存储容量是1k字节。

选用理由：

(1)MIFARE1卡具有极高的安全性，每个扇区无论读/写都必须先通过密码认证。

(2)每张卡具有全球唯一的卡片序列号，没有相同的两张MIFARE1卡片，能够实现一卡多用。

(3)并且该卡便于读写。操作快捷便利。无接触通信使读写器在10 cm范围内就可以对卡片操作，无需插拔。寿命高(数据保存期可达lO年以上，可读写100000次以上，卡片抗静电保护能力达2 kV以上)，防污防水，适合学生使用。

(4)非接触式IC卡的外形尺寸符合国际标准ISO 7810对ID-1型卡的规定(85.72 mm×54.03 mm×0.76 mm)，其制造工艺是在四层PVC薄膜(两层嵌入薄膜和两层覆盖薄膜)之间粘合一个非接触式IC卡模块及耦合元件而构成。

①厂商块

厂商块是存储器第1个扇区(扇区O)的第1个数据块(块0)，它包含了IC卡厂商的数据。基于保密性和系统的安全性，这一块在IC卡厂商编程之后被置为写保护，因此该块不能再复用为应用数据块。

其中：第0～3个字节为卡片的序列号；第4个字节为序列号的校验码；第5个字节为卡片的容量“Size”字节：第6～7个字节为卡片的类型号字节，即TagType字节；其他字节由厂商另加定义。

例如，一张MIFARE 1卡扇区O中的块0(block 0)存储的16个字节的内容为420A7E00368804004481740630373937H，则其序列号为420A7E00H，序列号的校验码为36H，容量字节Size为88H，卡片类型号TagType为0400H。

②数据块

所有的扇区都包含三个数据块(扇区0只有两个数据块和一个只读的厂商块)，每个块有16个字节。数据块可以被以下的访问控制位(actess bits)配置为读写块或值块。

a　读写块：用作一般的数据保存，可用读/写命令直接读/写整个块，例如在食堂消费时采用输入饭菜金额的方式扣款。

b　值块：用作数值块，可以进行初始化值、加值、减值、读值的运算，系统配用相应的函数完成上述功能，有效的命令包括加/减/恢复/发送命令。例如在食堂消费时对于定额套餐采用输入餐号的方式加以扣款，以及用于公交/地铁等行业的检票/收费系统。

值块有一个固定的数据格式，可以进行错误检测和纠正并备份管理。

值块只能在值块格式的写操作时产生。值块格式如表3.6所示。其中，值(VALUE)表示一个带符号的4字节值，这个值的最低一个字节保存在最低的地址中，取反的字节以标准的2的补码的格式保存。为了保证数据的正确性和保密性，值被保存了三次，两次不取反保存，一次取反(带下划线者)保存。

③区尾块

每个区都有一个区尾(sector trailer)，它包括以下两点：

a　密钥A(第0～5字节，共6B)和密钥B(第10～15字节，共6B，可选)，读密钥时返回逻辑0。

b　存取控制位(access bits，第6～9字节，共4B)：访问这个扇区中4个块的条件，存取控制

位也可以指出数据块的类型(读写或值)。

密钥A的缺省值为AOAlA2A3A4A5H，密钥B的缺省值为BOBlB2838485H，存取控制位的缺省值为FF078069H。

如果不需要密钥B，那么块3的最后6B可以作为数据字节。

用户数据可以使用区尾的第9字节，这个字节具有与字节6、7和8一样的访问权限。

(5)智能IC卡与普通磁卡的对比

读卡器由高频模块和耦合元件发送电磁场。以提供非接触式IC卡所需要的工作能量以及发送数据给卡，同时接收来自卡的数据，并将数据上传至计算机。

读写器和IC卡之间的工作关系如下：

①读写器发射激励信号(一组固定频率的电磁波)。

②IC卡进入读写器工作区内，被读写器信号激励。在电磁波的激励下，卡内的LC串联谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可以作为电源为其他电路提供工作电压，供卡内集成电路工作所需。

③同时卡内的电路对接收到的信息进行分析，判断发自读写器的命令，如需在EEPROM中写入或修改内容，还需将2V电压提升到15V左右，以满足写入EEPROM的电压要求。

④IC卡对读写器的命令进行处理后，发射应答信息给读写器。

⑤读写器接收IC卡的应答信息。

程序采用Microsoft Visual Basic 6.0编写，数据库使用Microsoft Access 2007制作。

卡面设计我们以我校的古典教学楼为背景，表现出了北京师大附中的古朴与典雅，绿色代表我们90后的勃勃生机，漫天的飞鸽好像知道我们心中的梦――放飞梦想，让青春自由翱翔，背景为我们1班的全家福。代表我们1班的团结与合作，积极与进取，若干年后，当我们不经意间再拿起校园卡，暖意不禁上扬，回忆起往事的一幕幕，才发现稚嫩的我们是如此的洒脱与单纯，就让我们把那份美好永远保存在这张小小的卡片上。

五、研究结论

1　校园卡有助于学校对学生的管理，例如每次接水都须刷卡进行，有助于水的节约与利用，对于学生的生活有了质的管理，不再是依靠值周人力来管理，可以用机器来进行。

2　整个校园智能卡系统完全自主研发，可以实现自动化，精准无错误的考勤、学生管理、收费、个人成绩报告、投票等功能，并真正做到一卡多用，为老师、学生提供便利。

六、进一步设想

1　继续研发更多功能

即将研发更多功能，与CMIS、综合素质评价、选修课系统等数据库结合，并与市政交通一卡通合一(需签约)，这些功能在不断地研究过程中完全可以实现。

2　可能面对的困难

(1)继续开发新功能可能需要大量时间、人力、财力的支援，可能需要请更多专家进行指导。

(2)在整个校园实行比较困难。这需要一个庞大的数据库，许多台同样的刷卡机，制作大量IC卡等。今后可与学校电教中心协商，调用学生学籍CMIS数据库作为校园卡系统的数据库。

专家点评

选题源于生活学习中的现象。现实生活中“卡”给人们带来了简捷、快速、方便，但各式各样单一功能的卡也给人们造成许多困难。在相关专家指导下，作者学习了有关银行卡的知识，参观了解了银行卡的制作过程。在此基础上探索研究多功能的校园卡，经过挫折和失败，试制出具有部分功能的校园卡。仿制而又创新是本项目的特点。

建议：若校园卡能识别学生的真伪就更具现实意义。但难度加大，可能是初中生力所不能及的。