基于校園一卡通的自助復(fù)印系統(tǒng)研究

文章出處：http://coolbang.cn 作者：王時繪 周朝陽   人氣： 發(fā)表時間：2011年11月21日

0 引言 

    隨著用戶需求的提高，傳統(tǒng)的“復(fù)印室”式的集中復(fù)印已經(jīng)不能滿足需求，自助復(fù)印的理念被提了出來，并在高校圖書館與檔案館中得到普遍使用。近年來，我國高校的數(shù)字化校園建設(shè)取得了明顯的進展，對校園一卡通系統(tǒng)的建設(shè)也越來越重視。校園一卡通整合了眾多的校園業(yè)務(wù)功能，包括財務(wù)管理、學(xué)籍管理、圖書借還、食堂消費、人事管理等等，基本可以做到“一卡在手，走遍全?！薄⑿@一卡通與自助復(fù)印功能高效地整合起來，現(xiàn)有的技術(shù)方案并不是很成熟，在國內(nèi)高校中的成功案例不多。湖北大學(xué)在數(shù)字化校園建設(shè)的一期工程中，對這一問題進行了深入的探討，并在湖北大學(xué)圖書館中作了比較成功的部署和實施。本文就相關(guān)技術(shù)進行詳細(xì)介紹。

1自助復(fù)印系統(tǒng)實現(xiàn)原理 

    自助復(fù)印系統(tǒng)實現(xiàn)了用戶自己復(fù)印、系統(tǒng)自動扣款、無需管理員干預(yù)的功能?！獋€功能完整的自助復(fù)印系統(tǒng)應(yīng)該具有身份識別、卡片管理、賬務(wù)管理、自助復(fù)印等功能，能夠確保數(shù)據(jù)的安全。通常自助復(fù)印系統(tǒng)由：數(shù)字式復(fù)印機、網(wǎng)絡(luò)擴展卡、IC卡讀卡器、IC卡、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、IC卡充值器、以太網(wǎng)等組成。

    數(shù)字復(fù)印機通過網(wǎng)絡(luò)擴展卡接入以太網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通信。復(fù)印用戶首先到卡務(wù)中心辦卡、注冊個人信息并充值，所有這些信息都存入數(shù)據(jù)庫中，隨后用戶就可以到復(fù)印機上刷卡復(fù)印。要保證整個系統(tǒng)安全可靠，需要做到以下幾點：

    (1)復(fù)印機的開啟必須受用戶IC卡信息的控制，只有合法用戶(用戶是已注冊的合法用戶、余額高于某一限額)才能開啟。 
    (2)復(fù)印實行實時扣款，即復(fù)印機每復(fù)印一張，讀卡器當(dāng)即從IC卡中扣除一張的費用。 
    (3)復(fù)印任務(wù)結(jié)束，操作記錄流水回傳服務(wù)器，實現(xiàn)IC卡信息與數(shù)據(jù)庫信息的同步。

    從上可知，自助復(fù)印系統(tǒng)中存在卡、庫兩套賬，卡(IC卡或CPU卡)與后臺數(shù)據(jù)庫同時保存用戶的身份、財務(wù)等信息，這就對系統(tǒng)的健壯性提出了很高的要求，特別是要保證信息的一致性。由于高校圖書館服務(wù)的實時性要求很高，通常情況下，應(yīng)采用同步的方式實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性與一致性。

2自助復(fù)印功能與校園一卡通系統(tǒng)的整合方式分析 

    整合的目的就是要實現(xiàn)信息的共知共享、功能的集中控制。實現(xiàn)的方式可分為軟件對接和硬件接入兩種方式。

2．1通過軟件接口實現(xiàn)兩系統(tǒng)的對接 

    這種實現(xiàn)方式需要提供一個軟件接口，把自助復(fù)印系統(tǒng)與校園一卡通系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)用戶身份、財務(wù)等信息的共享共知，保證信息的一致性。這種方式中，自助復(fù)印系統(tǒng)是作為一個相對完整的整體通過軟件接口接入到一卡通系統(tǒng)中來。其原理如圖1所示。

圖1軟件接口原理圖

    自助復(fù)印機通過該接口，可以從一卡通服務(wù)器上下載用戶信息，同時，用戶的每次消費信息通過自助復(fù)印服務(wù)器也可以上傳到一卡通服務(wù)器中去。在這種體系架構(gòu)中，由于在復(fù)印機本地的服務(wù)器中也保存一份與一卡通服務(wù)器中一致的用戶信息，所以，自助復(fù)印機可以臨時脫網(wǎng)運行(脫離一卡通服務(wù)器)。

    這種實現(xiàn)方式要求自助復(fù)印系統(tǒng)和一卡通系統(tǒng)雙方提供一個標(biāo)準(zhǔn)的接口，遵循同一個數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(通常是XML標(biāo)準(zhǔn)日)，以實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)交換與控制。其接口函數(shù)主要包括：UserHandle(獲取并傳遞登錄用戶信息)，TokenHandler(獲得管理員的令牌)，MoneyHandler(獲取并處理消費項目金額信息)，GateHandler，SystemHandler(系統(tǒng)時間控制)五個接口函數(shù)。

2．2復(fù)印機以硬件的方式接入一卡通系統(tǒng) 

    用2．1中的方法實現(xiàn)基于校園一卡通的自助復(fù)印系統(tǒng)很復(fù)雜，特別是在接口軟件的實現(xiàn)中，涉及到雙方管理軟件的權(quán)限開放，有很多協(xié)調(diào)配合的困難和技術(shù)難題要克服。通過對自助復(fù)印實現(xiàn)原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析，我們發(fā)現(xiàn)，只要對復(fù)印機硬件稍作改裝，就可以實現(xiàn)復(fù)印機與一卡通系統(tǒng)的直接互連，從而在一卡通中實現(xiàn)自助復(fù)印功能。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 直接接入結(jié)構(gòu)圖

    圖2中的EPOS讀卡器是一種帶以太網(wǎng)接口的POS機，可以對IC卡進行讀寫控制。

    根據(jù)功能要求，數(shù)字復(fù)印機與EPOS讀卡器的信號傳輸是雙向的。一方面，復(fù)印機每復(fù)印一次，都要通知EPOS讀卡器扣一次款；另一方面，當(dāng)用戶把IC卡放于EPOS讀卡器上時，EOPS要能夠給復(fù)印機一個啟動的信號，同時，當(dāng)用戶在復(fù)印中途把IC卡取走，EPOS讀卡器要能夠通知復(fù)印機停止復(fù)印。通過對數(shù)字復(fù)印機的原理分析，在復(fù)印機與EPOS讀卡器直連互控時，只需要把復(fù)印機鑰匙計數(shù)器接口的四路信號與EPOS讀卡器接入端對接即可。鑰匙計數(shù)器接口電路圖如圖3所示。

圖3 鑰匙計數(shù)器接口電路圖

    各路信號的功能說明如下： 

    CN126－1：地線。 
    CN126—2：按停止鍵，從5v高電平到低電平。 
    CN126—3：電源24V。 
    CN126—4：出紙傳感器檢測到紙張輸出一次從24V高電平到低電平。

    EPOS機與這四路信號對接成功后，通過CN126—2控制啟停復(fù)印機，復(fù)印機通過CN126—4傳出脈沖信號實時通知EPOS扣款，EPOS機檢測到—個脈沖就扣款一次。這種直接接入的方式簡單、方便，而且對當(dāng)前市面上流行的數(shù)字復(fù)印機具有通用性。在基于一卡通的自助復(fù)印系統(tǒng)建設(shè)中易于實施。 

    這種實現(xiàn)方式中，自助復(fù)印業(yè)務(wù)流程如圖4所示。

圖4 直接接入的自助復(fù)印系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程 

    以上兩種接入方式中，以硬件形式接入具有系統(tǒng)實時性、整體性好，系統(tǒng)便于管理，通用．性強且比較經(jīng)濟等優(yōu)點，是一個較好的整合方案。

3 自助復(fù)印系統(tǒng)的賬務(wù)管理 

    在多業(yè)務(wù)功能的消費系統(tǒng)中，賬務(wù)管理實現(xiàn)核心功能。根據(jù)現(xiàn)有IC卡分為多個扇區(qū)、每個扇區(qū)又分為多個數(shù)據(jù)存儲塊的特點，對自助復(fù)印業(yè)務(wù)的賬務(wù)管理可通過大錢包或者小錢包兩種模式來實現(xiàn)。

3．1大錢包應(yīng)用模式 

    所謂大錢包，就是在IC卡中，單獨分配一個扇區(qū)用作錢包及充值記錄區(qū)，充值信息與—卡通中心數(shù)據(jù)庫保持一致。校園一卡通系統(tǒng)中所有需要收費的業(yè)務(wù)共用這個錢包。每一次消費均從這個錢包中扣除，并形成流水記錄；記錄存儲于一卡通中心數(shù)據(jù)庫中，記入總賬，以備各業(yè)務(wù)賬目清分時使用。

3. 2小錢包應(yīng)用模式 

    小錢包是相對于大錢包而言的，是指在一卡通中有一個大錢包或主錢包的同時，另外為某個特定的業(yè)務(wù)單獨分配一個錢包供該業(yè)務(wù)使用，校園網(wǎng)轉(zhuǎn)款充值機將從大錢包中余額的一部分轉(zhuǎn)入小錢包。小錢包只能在特定授權(quán)的終端上使用，它的消費記錄不形成流水記入一卡通中心數(shù)據(jù)庫，小錢包終端上只記錄本機消費總記錄等信息。

    在小錢包模式中，一卡通數(shù)據(jù)庫中沒有記錄用戶小錢包的消費流水，這就使得賬務(wù)平衡很困難，但小錢包適用于那些允許脫網(wǎng)運行的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。在大錢包應(yīng)用模式中，—卡通數(shù)據(jù)庫中有詳細(xì)的消費流水記錄，可以保證用戶金額的一致與安全。因此，基于校園一卡通的自助復(fù)印系統(tǒng)應(yīng)采用大錢包的模式，多業(yè)務(wù)共享—個錢包扇區(qū)。

4實際案例 

    湖北大學(xué)已成功地將圖書館的l3臺數(shù)字式復(fù)印機用硬件接入的方式整合到校園一卡通中，用同步的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新與一致性，用大錢包的方式對一卡通資金賬戶進行管理。該自助復(fù)印系統(tǒng)自正式對讀者服務(wù)以來，運行情況良好，系統(tǒng)的健壯性及脫機運行能力都得到了充分的驗證。

5結(jié)束語  

    在校園一卡通的建設(shè)過程中，自助復(fù)印業(yè)務(wù)作為高校中的一項新型服務(wù)功能，需要仔細(xì)分析其業(yè)務(wù)特征，找到最佳的整合方案。本文通過對自助復(fù)印系統(tǒng)業(yè)務(wù)的深入探討，提出了兩種基于校園一卡通的自助復(fù)印系統(tǒng)的建設(shè)方案。使用復(fù)印機直接接入一卡通系統(tǒng)的方式實現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的整合，用同步的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性，用大錢包的方式來實現(xiàn)賬務(wù)管理，這種整合方式既簡單便捷又功能完善，是自助復(fù)印功能在校園一卡通系統(tǒng)中的一種很好的整合模式。

作者簡介：
湖北大學(xué)數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)學(xué)院    王時繪
湖北大學(xué)圖書館    周朝陽

參考文獻： 
【1】許鑫等．?dāng)?shù)字化校園一卡通平臺研究  現(xiàn)代國書情報技術(shù)，2005 7：54～59 
【2】彭嬤等．基于消息機制的異構(gòu)系統(tǒng)集成方案 計算機應(yīng)用研究，2005．8：43～46 
【3】魚濱等．基于XML的異構(gòu)系統(tǒng)集成框架研 計算機應(yīng)用與敏件，2005．7：14-53