引言
1990年由美國克萊蒙特大學教授凱尼斯.格林(Kenneth Green)發起并主持的一項大型科研項目“信息化校園計劃”(The Campus Computing Project)，使數字化校園的概念最早出現。數字化校園是全面利用當代先進的信息技術，實現從環境(如：設備、教室、實驗室等)、資源(圖書、課件、講義、工具等)到活動(教、學、管理等)的全部數字化以及對各種資源的集成、整合和優化，實現資源的有效配置和充分利用，構建一個集教學、科研、管理、學習、生活為一體的，高度信息化的創新型人才培養環境，最終實現教育過程的全面信息化。
目前，多所高校都在實施數字化校園的建設，但真正運行良好，發揮數字化校園作用的屈指可數，其主要原因多集中在數字化校園各組成部分缺乏必要的規劃和協調。一卡通是數字化校園中一個重要、關鍵的組成部分，能為數字化校園平臺提供統一的用戶管理、資源管理和權限控制等核心功能，與其他組成部分有著千絲萬縷的聯系。因此，我院一卡通系統的實施是以數字化校園整體目標為指導。建設目標如下：
1、方便教職員工的教學生活，提高學院社會認知度和師生員工的集體榮譽感。
2、建立安全可靠系統結構，保證資金流安全。
3、完善的監控體系，保證設備高可用性和安全性。
4、溝通院內已有系統信息導向，避免信息孤島。
5、通過分析海量的日常信息，提供學院管理層決策。
下面本人圍繞以上5個目標的實現，將我校建設中的經驗和教訓提出來供大家分享和借鑒。
1 合理規劃數字化校園下一卡通系統
體系結構設計：
我院數字化校園系統體系結構分四層，底層是基礎架構服務層，包含網絡及服務相關基礎軟硬件基礎設施;上面是集成服務層，實現各應用之間數據的交換和管理;再上層是應用系統層，包含一卡通、教務管理、辦公自動化等內容，負責具體的業務的管理;頂層是校園信息門戶，實現數據的統一展示和個性化可定制的綜合信息服務。
一卡通平臺采用標準的三層架構，基于WEB的企業級應用，采用.NET、XML和WebService為核心技術，系統應用層由十余個子系統構成，充分滿足學院各方面需要，包括制卡中心、管理平臺、web服務、采集與監控、自助服務、語音平臺、掃描助手、第三方數據傳輸等，框架結構圖如圖1。
數據結構設計：
數據庫是系統的信息儲存和信息交換中心，系統中的所有操作狀態、操作過程和記錄都集中在此進行儲存和交換，因此數據庫在系統中起著特殊重要的作用。數據結構也分三層設計，中心數據庫位張勝：系統分析師碩士于中心機房，建立在Linux上，采用ORACLE10G，保證數據安全和高效;通訊網關負責數據的暫存和轉發，分布在各主要機具集中的地方，如食堂、澡堂、宿舍等，采用SQL2000;本地數據主要位于機具和卡片上，主要記錄每次業務情況。各個數據層相互關聯，形成一個統一完整的數據信息應用網絡，一卡通關系型數據庫框架體系結構如圖2。
業務數據最終保存在卡片和中心數據庫中，交易數據以卡片數據為根本，中心數據為補充，當中心數據與卡片數據不符時，以卡片數據為準。網絡暢通時，機具數據上傳至通訊網關，通訊網關再及時傳遞到中心數據庫，三層中只要卡片正常，就不會影響終端交易，保證了系統的高可用性;系統停電時，機具自帶UPS電源和系統緩存，保證了正常使用。但設計弊端是當網絡不通時，無法進行卡片的掛失，也無法下發黑名單到機具，易造成黒卡消費。
2 網絡安全的設計
一卡通系統網絡布線分為兩部分，一部分利用現有校園內公共網絡進行數據傳輸，主要為校園內主干線和機具少而分散且單獨布線代價大的部分，采用TCP/IP協議傳輸;對于機具相對集中的另一部分，如：澡堂、食堂、開水房等，采用單獨布線，485串口協議傳輸，轉換成RS232協議進入計算機系統處理，如圖3。采用485協議部分，范圍集中，容易監管，不易攻擊，相對安全;從通訊網關到中心機房，設備和信息暴露在整個校園網絡中，需要重點防護。防護方法為：邏輯隔離一卡通網絡與校園公網，采取基于端口的VLAN劃分方式，將所有一卡通設備端口都置于同一VLAN中間，如：portaccessvlan100同時，通過ACL控制，如：rule1denyipsource172.17.10.00.0.0.255destination172.17.100.00.0.0.255以保證公網設備無法訪問vlan100。但這是以接入層交換設備的支持為基礎的，如：H3C的S3系列、E系列、銳捷的S2系列等大部分產品都支持該功能。
一卡通服務器同其他業務服務器(如：教務、認證服務服務器)都位于防火墻后方，同處于專用VLAN，這樣既能保證服務器端信息流動的暢通，同時通過ACL控制一卡通服務器端訪問控制策略，又解決了中心服務器的安全問題。
3 系統采集監控
完善一卡通系統的監控程序，保證一卡通系統的高可用性和安全性。采集監控程序包括設備端口監視、數據監視和傳輸控制三大子功能，并可通過它可以查看某個工作站的運行狀況及設備參數，也可對數據采集的參數進行設置以及當前狀態做出指令操作。對管理員及時了解系統運行情況、發現問題、彌補過失等都至關重要。
采集監控系統由服務端WEBService、工作站本地庫Localhost組成，采用串口通訊和TCP通訊兩種方式，工作站的配置文件為：config.xml，服務端的配置文件為：web.Config，WebServic主頁http：//xxx.xxx.xxx.xxx/NewcapecWebService/Server_UploadWS.asmx，為了保證安全，在運行前需要對Web.Config進行加密，加密的主要內容是主庫的連接方式和登陸賬號。
4 應用系統集成平臺
應用系統集成平臺是數字化校園的重要組部分，它主要是將院內的各業務系統的功能、數據，按照最新定義的標準和規則，定義成新的WEB組件集成門戶，將數據按照新的標準講行翻譯。它包括四個層次：數據集成、應用集成、業務流程集成、門戶集成。
我院已有系統青果教務系統、深圖Ilas圖書管理系統、H3CCams網絡認證計費系統和天大天財財務管理等系統。除財務系統外，其他系統均已與一卡通系統建立溝通紐帶。具體做法如下：青果教務系統為2層結構，無應用層，無法與三層結構的一卡通系統進行應用集成，采用最底層的數據集成。教務業務數據采用只讀視圖的方式為一卡通平臺提供需要的信息(如班級、專業等)。
CREATEVIEWv_xj_studbaseinfo_beijinASSELECT
rxnj，user_xh，bj.bjmc，xm，cym，xb，sfzh，csrq，jg.mc，lb.mc，user_xh，yx.zw
mc，zy.zwmc
FROMt_xj_studbaseinfoxs
leftjoint_xj_classinfobjonxs.ssbj_id=bj.bjdm
leftjoinVIEW_XJ_HLPSSDMjgonxs.jg_id=jg.dm
leftjoinVIEW_xj_hlppylblbonxs.pylb_true=lb.dm
leftjoinT_ZY_InstituteInfoyxonbj.yx_id=yx.dm
leftjoinT_ZY_SpecialityInfozyonbj.zy_id=zy.dm
H3CCams網絡認證計費系統與一卡通平臺一樣，三層結構，提供標準的WebServices認證接口，通過SOAP協議進行調用。
深圖Ilas圖書管理系統是與本部圖書館共享使用的，本地無數據平臺，無法修改圖書管理系統，采用進程外接口服務方式，共用卡片信息方式，通過讀卡助手，根據用戶識別類型，從卡片上讀出相應的信息，通過鍵盤模擬輸入的方式直接將用戶信息送入圖書管理系統中。優點是簡單使用，缺點是無法真正做到信息互通，只能完成簡單的身份認證功能。
當以上業務數據發生異動時，系統服務器處于同一保護區中，數據會自動傳遞，但卡片內信息無法通過校園網絡及時更新，處理辦法為：一旦業務服務器內基本數據出現異動，一卡通中心數據庫對該卡發出掛失指令，持卡人必須到卡務中心更新信息后方可繼續使用。
5 數據挖掘
我院一卡通系統從實施運行到現在已有兩年半的時間，數據量約10G，通過使用SQLServerAnalysisServices，從大量信息中提取出了有價值的信息和知識，能及時揭示學校發展中的業績、發現學校管理中的問題、預測學校的發展趨勢，為決策者提供科學依據，能快速而有效地實現資源的有效配置以及管理和服務過程的優化。做法是將學生各方面的信息如：年級、性別、專業、成績、月消費量、借書量、上機量等建立多維向量，根據學院決策層關心的主題，建立決策樹，以得到有用結論。
6 結論
系統的建設與實現，解決了數字化校園各組成部分的協調合作問題，為數字化校園發揮良好作用打下了堅實的基礎。目前，基于數字化校園環境的一卡通系統已經成功應用于我院師生的生活學習中，現已發卡片6千余張，日均消費數據3萬余條，日均營業額(含食堂、澡堂、開水房、宿舍水電、洗衣、上機上網、借閱等)4—5萬元，未出現賬務問題，系統保證了7*24小時高效正常運轉，各業務系統數據一致，極大的方便了我院師生的教學、管理與生活。