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一卡通系统研究现状

2014/9/27 19:25:33点击:

2.1 国内外研究现状

1990 年,美国克莱蒙特大学的教授凯尼斯.格林(KennethGreen)主持一个项目信息化校园计划”(TheeampuseomputingPr.ject),在这个项目中他就提到了要实现校园的数字化这个概念,他是这个概念最早的提出者[4]。 数字化校园是指由数字化的信息管理方式和沟通传播方式形成的高度信息化的高素质人才培养环境。 数字化校园是综合利用网络技术和计算机技术对学校的方方面面,如管理、教学、服务、科研等实行全面的数字化管理,并且对这些信息资源进行科学地整理,以便实现统一的数据和统一的管理,通过业务流程和组织流程的再造,从而推进校园内制度的创新、管理的科学、数据的共享,促进校园全面工作效率的提高。 自从数字化校园这一概念提出以来,国内外的各大学校园纷纷开始了数字化校园的建设。权威的学者们认为,数字化校园建设总体上分为三个阶段的建设过程:

第一阶段是硬件建设。主要实现硬件的集成工作,硬件网络平台的搭建是数字化校园建设的基础。

第二阶段是软件建设。主要实现软件的集成工作,重点是管理信息系统的建设,这也是目前大部分校园网所采取的模式。

第三阶段是数字化校园建设。通过实践的进一步深入,人们发现光凭软件和硬件的整合还是不能很好的发挥出校园网的优势,更不能实现校园管理模式本质的变化,效率的大幅度提升。因此,提出了数字化校园的概念,实现从教学环境、教学资源和教学管理全部的数字化,在传统校园基础上拓展校园的时间和空间维度,实现全面信息化的教育过程。因此,对数字化校园的建设、模式和内容的讨论也就成了数字化校园的热点话题。目前,我国的高校基本上是出于从第二阶段向第三阶段过渡[4] 

2.2.1 非联网型的一卡通系统

所谓的非联网型的一卡通系统指的是对 IC 卡只作一般操作,而不形成明细记录,并且终端机也不需要联网,通过手持设备或移动存储器采集、汇总数据的一卡通系统[5]。如现在公交消费系统、IC 卡公共电话系统等,此类系统的特点如下:

1.采用 IC 卡作为电子钱包;

2IC 卡不记名、不挂失、不退卡;

3.设备安装简单,无地点要求;

4.采用人工采集数据,机器汇总进行数据处理;

5.采用 8 位微处理器,价格低廉,设计简单;

由以上的特点我们可以看出此类系统的优点在于价格低廉和简单易用,而且系统拓展不会受地域的影响;但同时,它的缺点也同样明显:

1.由于系统的 IC 卡不记名、不挂失、不退卡,这必然导致用户丢失 IC 卡时,同时也丢失了个人在 IC 卡上的钱财,就算系统能提供卡挂失功能,但由于系统终端众多、而且较分散,对各个系统终端下载挂失信息也是十分困难的,并且挂失周期也很长。

2.由于系统是非联网的,因此采用人工采集数据,机器汇总进行数据处理。这样的操作需要大量的人力和时间,所以也就达不到优化管理的作用了,所谓的简单易用也只是单方面的了。

2.2.2 RS-485 总线技术的一卡通系统

这是采用二级网络结构的系统,系统网络结构由两部分组成:实时控制域和信息管理域[6]。低速、实时控制域采用传统的控制网 RS-485 控制网络作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接;各智能卡分系统的工作站和上位机则居于系统的高速管理信息域,这里涉及了大量的数据传递,可满足各种管理的需要,构造了高级的数据网络环境,系统主干采用 Ethernet 网,通过路由器、主干光缆或电缆,双绞线连接局域网和广域网[7-9]

它具有以下的特点:

1.可采用 IC 卡作为电子钱包,也可只用 IC 卡作身份识别;

2IC 卡可记名、可挂失,可退卡;

3.采用二级网络结构:低速的 RS-485 网络和高速的以太网;

4.系统能通过网络自动采集数据,自动进行数据处理;

2.2 主流的一卡通系统的实现方法 

5.系统一般由两部分组成:采用 8 位微处理器消费终端,RS-485 网络与以太

网信号转换主机(一般是用电脑担当)

以下先论述 RS-485 网络的性能特点,通过对 RS-485 网络的论述,分析此类系统的优缺点。RS-485 50 60 年代先进工业国家,为提高生产率,实现在工业过程中进行前端数据采集,而研究出的一种工业界数据通信标准。60 70 年代广泛应用于欧美工业国家,并沿用至今。RS-485 标准组网方式,结构图如图 2-1所示,在 RS- 485 网络方案中,有四个重要参数和特点:

1.在总线式组网方式中,通信距离可长达 1200 ,实际上最多为900 (不考虑布线情况,即理论情况)

2.一个 RS-485 网段上,理论上最多可挂接 128 个终端(在保证稳定性能的情况下一般只能达到 32 个终端)

3RS- 485 通信协议为令牌传递方式;

4.通讯速率低,一般为 4800bps 9600bps

RS-485 组网技术是一种常用于点数少、分布广、数据不大的工业控制领域的组网技术,它更是工业革命的产物,但当将它应用于信息社会时,明显地存在着不足和给系统带来隐患的问题。网络短路可造成系统崩溃:由于是总线结构,在总线上短路将使整个总线上的设备不能通信。某个设备的损坏可能导致总线失败。因此 RS-485 总线网络是一个脆弱的网络,容易受到损坏。而且受 8 位单片机的数据处理能力和存储能力的限制,所以消费 POS 机的发卡量和事件记录存储量都不可能达到满意的容量,并且存储容量的增加也将挑战微处理器的处理能力,8 位的单片机的处理能力是远远达不到未来要求的。

2.3 本章小结

本章首先介绍校园一卡通系统国内外研究现状,指出数字化校园建设总体分为三个阶段,然后介绍主流一卡通系统的实现两种常用方法并对两种方法进行对比论述。