基于 2G/3G/4G DTU 无线网络校园一卡通系统应用方案 摘要：本文提供了一种基于 2G/3G 4G DTU 无线网络校园监控系统原理和实现方案，简 要介绍了 2G/3G/4G 无线技术的基本知识，描述了 2G/3G/4G 无线传输应用于校园图像 监控的实现方法。通过实际应用，获得了理想的效果. 一、系统概述 　　校园 2G/3G/4G 无线网络一卡通系统是按照数字化校园网的整体思想设计的，该系 统就是整个数字化校园的核心，它不仅具有各种消费、收费等功能，还具有虚拟财务管理 收发短信、设备管理、水控、电控、图书馆管理、门禁考勤、银行圈存等各种管理功能。 　　本系统采用 2G/3G/4G 无线网络，通过一卡通通用管理平台和一卡通信息发布平台， 通过统一的身份认证，能与学校管理信息系统完美结合起来，从而达到无数据冗余，真正 实现高度数据共享的数字校园系统，给学校管理信息系统提供更完善的服务。 二、2G/3G/4G 网络简介 　　2G/3G/4G 是目前解决通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、覆 盖范围广泛、数据传输速度更快。2G/3G/4G 的推出，为行业和企业用户开展无线办公提 供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比 ， 2G/3G/4G 网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点。2G/3G/4G 的出现为 企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。 三、系统的主要功能特点以及所能带来的好处 1、校园 2G/3G/4G 无线网络一卡通系统的功能 　　本系统利用宽带 IP（DDN 专线）＋2G/3G/4G 无线网络技术，保证网络的互联互通 性，提供具有一定 QOS 的带宽保证，所采用的设备以及网络构架都具有良好可扩展性， 可以根据后续发展的需求，在不改变现有组网方案的情况下，通过增加 2G/3G/4G DTU 设备，实现远程无线数据传输功能。 　　本系统是以综合应用当前的先进计算机技术为手段，特别是 2G/3G/4G 网络技术、 IC 卡技术、数据管理等技术，以提高学校对人、财、物进行统一管理的能力为目的而开发 的，实现了校园内的身份识别、电子货币、电子交易等功能的计算机应用系统，它具有以 下功能： 　　①可以替代教职员证、学生证、图书证、医疗卡、就餐票、开水票等。 　　②师生在校消费（餐厅就餐、日常用品购买、上网消费、体育设施消费其他日常生活 消费等等） 　　③学校各科室、各办公室开支控制管理。(通过因力一卡通的学校各部 门的虚拟帐户， 学校可以准确实现各科室、各办公室开支控制管理，如 A 部门到 B 部门复印，在 B 部门的 POS 机上刷卡从 A 部门的虚拟帐户中扣除预设的费用，如此可以方便的控制各部门的开支， 同时也可以为各部门做工作量的分析、现有资源的使用情况等等： 　　④学籍管理、开学注册。 　　⑤考勤管理（通过出入人员控制，系统能准确把握在全校人员状况，能准确提供每个 人某段时间是否在校）。 　　⑥图书借书管理。 　　⑦门禁管理。 　　⑧生活服务中心、学生活动中心、学生公寓、游泳池等处所的消费。 2、 使用校园 2G/3G/4G 无线网络一卡通对学校的好处 　　提升学校形象，简化学校日常管理，可以大大减少相关人员的工作量，同时通过给学 校各科室、各办公室设定虚拟帐户，学校可以准确实现各科室、各办公室 开支控制管理等 从而极大地提高学校的管理水平和管理效率,促进校风校纪建设. 3、 使用校园 2G/3G/4G 无线网络一卡通系统的财务方面的好处 　 学校资金高度集中，统一简单的资金管理，免除繁琐的现金管理,简单的对帐划帐杜绝 资金和帐务的跑冒滴漏节约人力资源，可以减少相关部门工作人员和财务人员的工作量,实 时的校内消费查询和监控. 4、 使用校园 2G/3G/4G 无线网络一卡通系统对全校师生好处 　 更安全的货币，更方便，免除现金的携带，统一简单快捷的消费支付可方便随时查询 消费明细. 5、 使用校园 2G/3G/4G 无线网络一卡通系统对学生家长好处 减少子女的现金数量，可对子女在校内的消费进行跟踪和控制 四、系统性能特点 1 、与校园网无隙集成。 本系统利用现有的学校局域网作为系统的基础，避免再次布网，系统成本小，可以用 于多媒体教学的授权、管理，以及收费。可以用于学校的报障系统身份自动识别等等。 系统功能强大:系统软件操作方便、功能考虑周全、各个模块独立性较强，系统提供先 进的管理功能，对于各种异常情况，如硬件故障、收费操作失误、黑名单、卡片故障等的 处理办法，均已做了详尽的考虑和设置。 2、技术先进: a)系统 IC 卡的先进性 系统采用目前世界最先进的 Mifare1 非接触式射频智能卡(S50)作为校园卡的信息载体。 该卡的容量为 8Kbits，分 16 个独立扇区，可以应用于至少 16 种不同应用的场合，每个 应用均有独立的多重密码保护，互不干涉。具有防冲突机制，同时支持多卡操作。 b) 硬件结构的先进性 　　我公司校园一卡通系统硬件采用三层结构，POS 消费机能够脱离 PC 运行；PC 本地 建工作站平台如(消费工作站、充值工作站、门禁工作站、考勤工作站、圈存工作站等，要 求本地工作站建立本地数据库，具备各种数据备份功能 )，工作站能脱离中心服务器运行， 任何地方网络故障，系统(包含每个工作站)都能正常运行。一旦网络连通，工作站软件能 及时向中心下载最新的信息。 c) 软件架构的先进性 　　为了方便一卡通功能扩充，软件在架构上必须分为系统管理层和工作站子系统层。由 系统管理中心统一管理各个应用子系统，各个子系统可以灵活由用户定制，用户可以自己 开发子系统加入一卡通系统 3、数据安全、可靠 　　在安全方面，我们采用系统的整体安全设计包括：IC 卡管理的安全、密钥管理安全、 交易存取的安全和 GPRS 网络的安全四部分，保障整个系统业务流程的安全可靠，保证数 据交易的完整性、机密性和抗否认性。在数据可靠性方面系统网络采用联机互备份设计， 服务器采用双机热备份设计，确保系统的稳定可靠运行，所有的数据将会保存在各个管理 终端中，网络故障或服务器故障时，各终端、ＰＣ照常工作，所有数据都会保存在各个读 写终端中。一但网络恢复，所有数据将会自动回送至系统中心数据库。 本系统必须具体下列所述的机制和技术来确保本系统的安全可靠： 　设备级的可靠性：在设计中，通过选择具备高可靠性设计的网络设备，减少设备故障率， 提高网络可靠性。设备本身的可靠性是决定整个网络系统可靠性的主要因素。特别是采集 点的 2G/3G/4G 无线网络设备，更是整个系统业务正常运行的重要保障。本次选取厦门才 茂通信科技公司的 CM510 系列的 2G/3G/4G DTU 设备具有高可靠性，通过了国家标准 的 EMC 抗干扰测试，在设备级充分保障了网络可靠性。 　互连线路的备份设计：每个节点与其他节点之间通过多条线路连接，避免单路故障，提 高网络路径冗余。本次地市局除选用 APN 专线作为主用网络，为了提高链路的可靠性，还 可选用了 ADSL/ISDN 网作为备份链路。 　IC 卡的安全：系统必须选用目前国际最先进的非接触式智能 IC 卡，卡与读写器之间的 通讯必须采用国际通用的 DES(美国军方加密算法)加密及三重密钥互相认证通讯方式。 　授权管制：系统操作员进行操作，具有严密的权限设置、密码鉴证，并均留有操作记录 备案；卡片和读写设备启用必须经过系统授权。一些特殊的敏感操作， 例如密钥生成及管 理、IC 卡初始化、价格设置等，必须经两个人或两个人以上共同授权完成。 　系统数据库管制：系统数据库加密，即使非法获得数据库文件也无法打开；系统数据库 实行严格的分区管理，不同部门、不同权限的用户只能执行系统所分配给权限的操作。重 要数据如密码等关键记录在存入数据库之前先进行复杂算法加密。 数据加密：从消费终端采集的数据均按一定 DES 算法打包成一本地数据包进行传输。 　硬件技术先进：采用世界最先进的软件和硬件技术保证网络的安全性。系统网络采用联 机/脱网互备份型设计，确保系统的稳定可靠运行。在相关网络部件出现故障的情况下，系 统会自动进入脱网状态运行，所有的数据将会保存在各个终端中，一旦网络恢复正常，所 有数据将会自动回送至系统管理中心。系统读写设备内置环保型长寿命电池，停电后可确 保机具正常工作数小时以上。 　管理制度严格：为整个系统的各个环节设定操作权限，如充值、IC 卡、设备、密钥、管 理中心等功能组建立一套严格的管理制度，保证整个系统的稳定、安全运行。 4、严格按照设计规范设计 　本系统使用的 IC 卡以及各个管理模块严格按照国家《中国金融集成电路（IC）卡规 范》、《中国金融集成电路（IC 卡）应用规范》等相关规范设计。 5、系统可扩充性强: 　考虑今后发展的需要，我们的系统在考虑产品选型、容量和处理能力等各方面，充分考 虑扩充和升级的可靠性，这种考虑不仅充分保护了原有的投资，而且具有较高的综合性比 在实现上各个子系统的软、硬件均采用模块化结构设计，系统功能的增减相当容易，只需 增减相应的功能模块和硬件设备即可。系统的软件升级和硬件扩展相当方便，可以根据用 户的需要灵活配置。 我公司已经成功开发如下和一卡通系统紧密相连的系统： 虚拟财务 管理功能；短信通讯子系统，能够和移动、联通、电信的短信服务对接，实现家长、学生 学校三方的互动式信息沟通,学校如有需要，随时可以安装使用。另外，为保证特别极大的 扩展，保护现有的投资，我公司提供二次开发接口、卡片读写接口，并向学校系统管理人 提供卡片所有扇区的密钥。 6、管理方便、容易维护 　系统涉及面广，我们在许多模块方面实施实时控制和管理。系统管理员可在不改变系统 运行的情况下对系统进行方便的调整。校园 2G/3G/4G 无线一卡通设备先进稳定、软件成 熟，日常故障率极低，出现故障时容易排除，日常管理操作简单方便。 7、丰富详尽的报表设计: 　本系统提供功能齐全、准确的统计和管理报表，包括所有的消费数据、充值数据、开卡 数据、发卡数据、结算对帐、图书借阅数据、出入数据、医疗数据、学生信息等，并且可 以按时间段、操作地点、操作人员、操作类型、所在单位等信息灵活的进行单项或组合查 询。能提供自定义报表功能，通过软件或专用开发工具能扩充系统中的报表。 8、跨平台运行: 本系统充分考虑到校园系统的多样性，兼容多种主流操作系统(兼容各种 Windows、SCOUnix、Linux、Solaris 操作系统)及多种大型数据库管理系统(Oracle 、 SQL Server、Sybase)。 五、校园 2G/3G/4G 无线一卡通系统结构 整个系统基于 2G/3G/4G 无线网络，支持多种网络协议。为了保证系统的稳定性和可 靠性，