城市“校園一卡通” 短信平臺 技 術(shù) 方 案 二四 年 八 月 1 目 錄 1. “校園一卡通”簡要介紹 . 3 1.1 概述 . 3 1.2 “校園一卡通”主要功能 . 3 1.3 “校園一卡通”構(gòu)架平臺 . 3 1.4 “校園一卡通”突出的優(yōu)點 . 4 2. “校園一卡通”短信平臺有待深入研究 . 4 2.1 短信即時報平安的社會需求 . 4 2.2 短信報平安能推動校園發(fā)卡 . 5 2.3 平安短信是一種短信洪流 . 5 2.4 用泄洪式短信平臺取代常規(guī)短信平臺 . 5 3.“校園一卡通” 兩種短信發(fā)送存在許多瓶頸 . 6 3.1 “校園一卡通” 短信發(fā)送方式 . 6 3.2 考勤 POS機上位 /前置機短信 Modem存在著瓶頸 . 6 3.3 考勤 POS機上位 /前置機短信終端短信服務(wù)器也存在瓶頸 . 7 4. 學(xué)生平安短信平臺技術(shù)方案 . 7 4.1 技術(shù)思路 . 7 4.2 系統(tǒng)架構(gòu) . 8 5. 學(xué)生平安短信平臺建設(shè)的意義 . 10 5.1 學(xué)生平安短信平臺是“校園一卡通”項目的開路先鋒 . 10 5.2 學(xué)生平安短信平臺可以獨立推廣 . 10 6. 聯(lián)機考勤 POS機研制 . 10 6.1 RFA Module 600非接觸 IC 卡讀寫模塊 . 10 6.2 非接觸 IC 卡考勤 POS機制作要求 . 11 7. CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的研制 . 11 7.1 CDMA 1X . 11 7.2考勤 POS、 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)通傳輸設(shè)備和學(xué)校局域網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng) . 12 8“刷卡數(shù)據(jù)有線通”的研制 . 12 8.1話機 POS. 12 2 8.2數(shù)據(jù)集中接收 PC . 12 9. 短信高速處理分揀中心 . 13 9.1結(jié)構(gòu)安排 . 13 9.2運行環(huán)境 . 14 9.3性能指標(biāo) . 14 10校園局域網(wǎng)部分終端設(shè)備開發(fā) . 14 3 1. “校園一卡通”簡要介紹 1.1 概述 “校園一卡通”需滿足三方面的需求：一方面，學(xué)校與學(xué)生可以通過一張卡進(jìn)行學(xué)生平安等相關(guān)消息發(fā)布、身份認(rèn)證、學(xué)籍管理、校內(nèi)外消費、購物、銀行轉(zhuǎn)帳、上網(wǎng)、繳費、打校園電話、乘車等，簡化學(xué)校資金管理與學(xué) 生管理，強化學(xué)校與家長的溝通，共同對學(xué)生的學(xué)習(xí)生活進(jìn)行動態(tài)監(jiān)督和跟蹤；另一方面，對教育管理機構(gòu)來說，可以通過 IC 卡電子身份證與教職工證進(jìn)行學(xué)校的統(tǒng)一管理和監(jiān)督，動態(tài)地綜合采集學(xué)校、學(xué)生的各方面的信息，做到教育的現(xiàn)代化與信息化；再一方面，“校園一卡通”的實施必將豐富城市綜合信息管理與支付平臺的功能，極大地促進(jìn) 城市 的信息化建設(shè)。 城市“校園一卡通”學(xué)生平安短信平臺系統(tǒng)方案，是在研究“校園一卡通”技術(shù)方案和國內(nèi)許多廠商的“家校通”方案基礎(chǔ)上，針對它們存在的許多問題而提煉出來的。本方案中學(xué)生刷卡數(shù)據(jù)無線通、學(xué)生刷卡 數(shù)據(jù)有線通、高速短信分揀處理中心和整個城市多校共建一套系統(tǒng)，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都具有創(chuàng)造性的意義，也是最能適應(yīng)國情的實用方案。 1.2 “校園一卡通”主要功能 1. 短信即時報平安學(xué)生進(jìn)校、離校、到家的信息即時發(fā)送家長手機，學(xué)校還可經(jīng)常發(fā)布綜合信息到家長手機。 2. 學(xué)生在校 IC 卡消費 3. 校區(qū)金融服務(wù) 4. 結(jié)算服務(wù) 5. 學(xué)校綜合管理 6. 教育機構(gòu)的管理 1.3 “校園一卡通”構(gòu)架平臺 為實現(xiàn)以上功能，“校園一卡通”系統(tǒng)體系架構(gòu)由短信發(fā)布、 IC 卡管理、消費處理、資金結(jié)算、信息管理、數(shù)據(jù)監(jiān)管、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和安全管理八大平臺構(gòu)成。其系統(tǒng)布局見 圖（ 1）： 4 1.4 “校園一卡通”突出的優(yōu)點 “校園一卡通”是最具潛力的增值業(yè)務(wù)，是利潤的新的增長點。“校園一卡通”在系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)體系、平臺架構(gòu)、設(shè)備配置、應(yīng)用軟件、部署模式、運營機構(gòu)都做了非常深入的研究，從總體上講是一個很出色的系統(tǒng)解決方案，其技術(shù)含量和商業(yè)價值含量都很高。 2. “校園一卡通”短信平臺有待深入研究 2.1 短信即時報平安的社會需求 學(xué)生進(jìn)校、離校和到家，用短信即時向家長報平安，家長們非常歡迎。因此，短信即時報平安有著廣泛的社會需求。 當(dāng)前中國城鄉(xiāng)道路復(fù)雜，交通混亂，馬路殺手很多，家 長對學(xué)生上學(xué)和回家路上的安全十分擔(dān)心。近年來，交通傷亡事故呈逐年增多的趨勢，據(jù)報導(dǎo)， 2003年半年時間全國交通傷 5 亡人數(shù)達(dá) 5萬多人，其中有不少學(xué)生。 社會治安欠佳，綁架、搶劫、和打毆的暴力事件也時常針對學(xué)生。 社會誘惑太多，電子游戲、色情網(wǎng)吧對未成年人影響太大，造成許多學(xué)生逃課或很晚回家。個別地方甚至有極少數(shù)學(xué)生逃學(xué)吸毒。 解放日報 2004年 7月 8日報導(dǎo)，日本同樣存在這類問題，為此日本公司開發(fā)了電子胸卡，校門口對學(xué)生掃描獲取信息，送達(dá)學(xué)生家長手機或電腦，掌握學(xué)生狀況。 2.2 短信報平安能推動校園發(fā)卡 短信即 時報平安是校園發(fā)卡最大亮點和最能吸引人的買點。相比之下學(xué)生小額消費和學(xué)校管理在家長心中的吸引力就不那么強。發(fā)卡量是“校園一卡通”成敗的關(guān)鍵，只有發(fā)卡量突破盈虧平衡點，“校園一卡通”各項功能才能充分發(fā)揮出來，八大平臺運轉(zhuǎn)才有意義，運營商才能獲取利潤。因此短信即時報平安這一功能是保證發(fā)卡量突破盈虧平衡點的主要支柱，我們應(yīng)把注意力和資金優(yōu)先放在短信報平安這個平臺上。 2.3 平安短信是一種短信洪流 學(xué)生進(jìn)校離校往往在很短時間里突然涌來，學(xué)生在考勤 POS機前刷卡，其信息量是一種“山洪爆發(fā)”式的特大流量，稱作“信息洪 流”，由它演變而來的短信稱作“短信洪流”。同樣大多數(shù)學(xué)生到家的時間段也十分接近，報平安的短信也相當(dāng)集中。 2.4 用泄洪式短信平臺取代常規(guī)短信平臺 “校園一卡通”的短信平臺是一種常規(guī)的短信平臺，它只能承擔(dān)信息流量中下等水平的短信發(fā)送。而對“短信洪流”，拖延的時間就很長，就很難做到即時報平安。因此要讓“短信洪流”即時出現(xiàn)在家長們的手機上，就必須建設(shè)泄洪式短信平臺，用泄洪式短信平臺取代常規(guī)的短信平臺。 泄洪式短信平臺應(yīng)包括刷卡數(shù)據(jù)高速傳輸系統(tǒng)和高速短信中心兩大部分。 6 3.“校園一卡通” 兩種短信發(fā)送存在許多瓶頸 3.1 “校園一卡通” 短信發(fā)送方式 “校園一卡通”提出兩種短信的發(fā)送方式：第一種，考勤 POS 機上位 /前置機短信 Modem。第二種，考勤 POS機上位 /前置機短信服務(wù)器，這兩種方式都能發(fā)短信，但通而不暢，或暢而不爽，都屬于常規(guī)的短信平臺，面對“短信洪流”，很多的短信出現(xiàn)在家長們的手機上要在 30 分鐘甚至一個小時之后。因此這兩種短信發(fā)送方式難以滿足準(zhǔn)實時的要求。 3.2 考勤 POS 機上位 /前置機短信 Modem 存在著瓶頸 這種方式可用圖（ 2）來表示： 圖（ 2）第一種短信發(fā)送方式 考勤 POS 機通過 RS485 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機采集的信息到達(dá)上位 /前置機后，進(jìn)入學(xué)校局域網(wǎng)，在到達(dá)短信終端 PC 后進(jìn)行必要的信息處理，處理后的信息進(jìn)入短信 Modem，發(fā)向聯(lián)通或移動公司，最終到達(dá)家長手機上。這里的上位 /前置機和短信終端都是一般的 PC 機，處理能力十分有限，因此這兩處都是瓶頸。短信終端 PC 功能又不能做的很強大，缺乏正規(guī)短信平臺的統(tǒng)計、分析、查詢、重發(fā)等功能。再說短信 Modem，當(dāng)前市場上的短信 Modem發(fā)送短信速度不快，例如最好的金鵬 KC SMM短信貓，也只有 720條 /小時，因此短信 Modem也是一個瓶頸，無法讓“短信洪流”快速通過。 再說各校都發(fā)短信，這種分校發(fā)短信，遠(yuǎn)不如各校集中發(fā)短信有優(yōu)勢。集中發(fā)短信形成強大的業(yè)務(wù)優(yōu)勢，必將獲得聯(lián)通或移動公司的政策優(yōu)惠。 7 3.3 考勤 POS 機上位 /前置機短信終端短信服務(wù)器也存在瓶頸 這種方式信息流程分兩大段：第一段是各校的信息流程。該段落上上位 /前置機和短信終端這兩個 PC 也存在著瓶頸。第二段是中心端流程。短信服務(wù)器設(shè)在中心端局域網(wǎng)上，它體現(xiàn)了多校集中發(fā)短信的優(yōu)勢，但是各學(xué)校局域網(wǎng)通過城市公網(wǎng)到達(dá)中心端局域網(wǎng)，在這條路徑上又存在許多瓶頸。例如：多 臺交換機，多臺路由器，多臺防火墻，還有城市公網(wǎng)（ Internet/PSTN 或 DDN）這個瓶頸。 圖（ 3） 第二種短信發(fā)送方式 4. 學(xué)生平安短信平臺技術(shù)方案 4.1 技術(shù)思路 “校園一卡通”是一種多功能的信息處理系統(tǒng)，信息種類多，信息處理流程長，信息處理環(huán)節(jié)多。短信信息和其他多種信息在同一路徑上進(jìn)行流程處理，必然顧此失彼，帶來許多 8 瓶頸。因此必須痛下決心，將短信信息處理單獨分離出來，由一個高速短信中心和刷卡數(shù)據(jù)高速傳輸系統(tǒng)共同組成。 4.1.2學(xué)生進(jìn)校刷卡，信息進(jìn)入校園計算機局域網(wǎng)，再往短信平臺發(fā)出去，這 是一校一個短信平臺的方案，顯然投資較大，推廣時需一校一個項目去做，推廣速度非常慢。為此我們提出整個城市多校共用一個高速短信中心的方案。各校刷卡信息可以用有線傳輸?shù)礁咚俣绦胖行模部梢杂脽o線方式傳輸?shù)礁咚俣绦胖行?。顯然無線傳輸方案投資省，也更加容易實施。為此我們在校門口設(shè)立考勤 POS機和先進(jìn)的 CDMA1X無線數(shù)據(jù)高速傳輸設(shè)備，其過程稱為“刷卡數(shù)據(jù)無線通”。 4.1.3學(xué)生到家刷卡，是一個非常難于處理的技術(shù)問題，也是一個難以處理的設(shè)備投入的經(jīng)濟(jì)問題。國內(nèi)其他廠商都只能做到校門口刷卡，無法做到回家也刷卡，因而使短 信報平安不能跟蹤到底，學(xué)生是否按時到家，這個家長最關(guān)心的結(jié)果卻無法即時得到，因而這些廠商的方案失去了光輝，失去了吸引力。經(jīng)過深思和探索，我們運用一種特殊的專利申請技術(shù)，讓學(xué)生到家后在話機 POS上刷卡，并將信息在市話有線網(wǎng)上傳輸?shù)礁咚俣绦胖行纳习l(fā)送，其過程稱為“刷卡數(shù)據(jù)有線通”。 4.1.4 以上三點的技術(shù)思路可以用圖（ 4）來表達(dá) 圖（ 4） 學(xué)生平安短信平臺技術(shù)思路 4.2 系統(tǒng)架構(gòu) 有了技術(shù)思路，就可將它演變成系統(tǒng)架構(gòu)。學(xué)生平安短信平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖（ 5）所示 9 圖（ 5）學(xué)生平安短信平臺 4.2.1“刷卡數(shù)據(jù)無線通”包括考勤 POS機、 CDMA1X無線數(shù)據(jù)高速傳輸設(shè)備、聯(lián)通 CDMA1X網(wǎng)絡(luò)中心三部分。學(xué)生在 POS機上刷卡，姓名、地點、時間這些信息數(shù)據(jù)由 CDMA1X無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備發(fā)送到聯(lián)通 CDMA1X 網(wǎng)絡(luò)中心，再送達(dá)高速短信中心?？紤]到學(xué)校局域網(wǎng)各項功能的發(fā)揮，學(xué)校的考勤終端、發(fā)卡管理終端等設(shè)備都要和“刷卡數(shù)據(jù)無線通”溝通，為此在聯(lián)機 POS和 CDMA1X數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中設(shè)置一個共同的以太口，便于和校園網(wǎng)組成一個整體網(wǎng)絡(luò)。 4.2.2 “刷卡數(shù)據(jù)有線通”包括家庭話機 POS、市話網(wǎng) PSTN、市話中繼線和刷卡數(shù) 據(jù)集中 10 接收 PC 四部分。 PC 機將學(xué)生刷卡的姓名、地點、時間信息送往高速短信中心。 4.2.3 高速短信中心，將刷卡信息生成格式短信，并根據(jù)手機號碼分揀成移動、聯(lián)通、小靈通三類短信，經(jīng) 2Mb/s線路分別送網(wǎng)三個短信網(wǎng)關(guān)，再向空中發(fā)射。 5. 學(xué)生平安短信平臺建設(shè)的意義 學(xué)生進(jìn)校離校和到家，短信即時報平安，是“校園一卡通”的主要亮點，又是利潤的主要來源。學(xué)生平安短信平臺是“校園一卡通”的重要組成部分，但在網(wǎng)絡(luò)上又具有獨立性。因此，建設(shè)學(xué)生平安短信平臺有兩點現(xiàn)實意義。 5.1 學(xué)生平安短信平臺是“校園一卡通”項目的 開路先鋒 “校園一卡通”項目整體推進(jìn)會遇到多方面的困難，推進(jìn)速度必然非常緩慢。要想加快推進(jìn)的速度，必須找出一個戰(zhàn)略突破口，并以這個突破口爆發(fā)出來的動力推動學(xué)生 IC 卡的發(fā)放。只要 IC 卡大量發(fā)放了，“校園一卡通”項目必然就有前進(jìn)的力量。因?qū)W生平安短信平臺能滿足即時報平安的社會需求，能推動學(xué)校大量發(fā)卡。我們完全可以選擇它作為戰(zhàn)略突破口，讓學(xué)生平安短信平臺首先啟動建設(shè)。它投資不大，效益又好，學(xué)生平安短信平臺完全可以成為“校園一卡通”的開路先鋒。而“校園一卡通”項目實施后又將成為整個城市通卡項目的開路先鋒，實現(xiàn)城市通 卡的最終目標(biāo)應(yīng)用。 5.2 學(xué)生平安短信平臺可以獨立推廣 學(xué)生平安短信平臺能滿足社會需求，又是完全獨立的平臺，因此它可以在尚未開展一卡通業(yè)務(wù)的城市推廣，完全可以獨立地開拓一片市場。而它的推廣又必將反過來激發(fā)這些城市對“一卡通”建設(shè)的積極性。 6. 聯(lián)機考勤 POS機研制 6.1 RFA Module 600 非接觸 IC 卡讀寫模塊 RFA Module 600是高度集成化的微型嵌入式非接觸 IC 卡讀寫模塊，內(nèi)含 ISO14443 TYPE A協(xié)議解釋器， T CL協(xié)議解釋器，并具有射頻驅(qū)動、接受功能。可以實現(xiàn)對 MiferLight、 11 MiferOne、 MiferPro雙界面 CPU卡以及 MiferPro X等卡片的讀寫。讀寫距離可達(dá) 10cm。 RFA Module 600模塊的電氣特性： 1. 工作電壓 5VDC 2. 電流 = 100mA 3. 串口 RS232 5V 或 RS485 4. 通訊速率 9600、 19200、 115200b/s 5. 射頻頻率 13.56MHz 6. 適用卡片： ISO/IEC 14443 TYPE A 7. 卡片操作距離 8K bit，符合建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)。 7. CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的研制 7.1 CDMA 1X 直接購買韓國企業(yè)生產(chǎn)的 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)模塊，再配接口電路、天線和電源即可成為“ CDMA 1X無線數(shù)據(jù)通”設(shè)備。 CDMA 1X模塊中應(yīng)使用美國高通公司的 MSM5100芯片。 “ CDMA 1X無線數(shù)據(jù)通傳輸設(shè)備”主要技術(shù)要求： 12 1. 封裝 TCP/IP 協(xié)議； 2. 外接數(shù)據(jù)口有以太口和 16個 RS485端口； 3. 機卡分離采用聯(lián)通 Uim卡； 4. 峰值數(shù)據(jù)速率 153.6Kb/s，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸； 5. 標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令； 6. 電源為 +5V，平均電流 400mA； 7. 心跳線，斷鏈后能快速自動鏈接； 8. 工作溫度 30 55。 7.2 考勤 POS、 CDMA 1X 無線數(shù)據(jù)通傳輸設(shè)備和學(xué)校局域網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng) 以 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備為節(jié)點，設(shè)置 16個 RS485端口，各考勤 POS機分別接入這些端口，形成 POS信息進(jìn)入 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)的傳輸通道。 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備同時設(shè)置一個以太 口，可以將各 POS機考勤信息送往學(xué)校考勤 PC 終端，學(xué)校短信終端要發(fā)送的短信息又可以通過這個以太口進(jìn)入 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備發(fā)送出去。 8“刷卡數(shù)據(jù)有線通”的研制 該裝置主要由話機 POS、市內(nèi)電話網(wǎng) PSTV 和刷卡數(shù)據(jù)集中接收 PC 三部分組成。需要研制的部分為話機 POS和數(shù)據(jù)集中接收 PC。 8.1 話機 POS 話機 POS是個獨立的小盒，并接在話機線端子上。它由高靈敏的數(shù)據(jù)感應(yīng)專用電路組成，它具有微功耗的特性，因而可以使用電話線上的電流饋電。對有些話機，還可以將該電路安裝在話機主板上，使其更為簡潔，工作更加 可靠。 8.2 數(shù)據(jù)集中接收 PC 在中心端開通 60 路市話中繼線，并接進(jìn)一臺高檔 PC，在 PC 的總線上插入數(shù)據(jù)接收專用板卡，注入一套應(yīng)用軟件，便可集中實現(xiàn)全市家庭刷卡數(shù)據(jù)的接收、貯存、處理和轉(zhuǎn)發(fā)。 13 數(shù)據(jù)接收專用板卡由多塊大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成，其成本很高。 PC 機操作系統(tǒng)可采用WINDOWS2000，數(shù)據(jù)庫采用 SQL Server2000。 由于采用 60 路市話中繼線，各家庭話機 POS 刷卡時，可以保持極高的接通率，讓刷卡數(shù)據(jù)通行無阻，實現(xiàn)短信即時報平安。 9. 短信高速處理分揀中心 9.1 結(jié)構(gòu)安排 高速短信中心是學(xué)生平 安短信平臺的核心部位，它要處理大流量短信業(yè)務(wù)，又要將短信分揀開來，分別通向聯(lián)通、移動和小靈通三個短信網(wǎng)關(guān)。為此我們將它設(shè)計成三大模塊，即業(yè)務(wù)接口模塊、中央數(shù)據(jù)處理模塊和短信網(wǎng)關(guān)接入模塊。三模塊的主要功能和應(yīng)用結(jié)構(gòu)分別可用圖（七）和圖（八）來表示。 業(yè)務(wù)接口模塊 各種承載短信業(yè)務(wù)的接口（二次開發(fā)） 業(yè)務(wù)接入管理 統(tǒng)計分析 計費結(jié)算 系統(tǒng)管理 中央數(shù)據(jù)處理模塊 短信中央數(shù)據(jù)庫 信息安全管理 流量管理 路由管理 備份處理 網(wǎng)關(guān)接入模塊 聯(lián)通 SGIP短信網(wǎng)關(guān)接入