“校園通”短信平臺

城市“校園一卡通” 短信平臺 技 術 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器也存在瓶頸 . 7 4. 學生平安短信平臺技術方案 . 7 4.1 技術思路 . 7 4.2 系統(tǒng)架構 . 8 5. 學生平安短信平臺建設的意義 . 10 5.1 學生平安短信平臺是“校園一卡通”項目的開路先鋒 . 10 5.2 學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)通傳輸設備和學校局域網的聯(lián)網 . 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結構安排 . 13 9.2運行環(huán)境 . 14 9.3性能指標 . 14 10校園局域網部分終端設備開發(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，學校與學生可以通過一張卡進行學生平安等相關消息發(fā)布、身份認證、學籍管理、校內外消費、購物、銀行轉帳、上網、繳費、打校園電話、乘車等，簡化學校資金管理與學 生管理，強化學校與家長的溝通，共同對學生的學習生活進行動態(tài)監(jiān)督和跟蹤；另一方面，對教育管理機構來說，可以通過 IC 卡電子身份證與教職工證進行學校的統(tǒng)一管理和監(jiān)督，動態(tài)地綜合采集學校、學生的各方面的信息，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 城市 的信息化建設。 城市“校園一卡通”學生平安短信平臺系統(tǒng)方案，是在研究“校園一卡通”技術方案和國內許多廠商的“家校通”方案基礎上，針對它們存在的許多問題而提煉出來的。本方案中學生刷卡數(shù)據(jù)無線通、學生刷卡 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)，在技術和經濟上都具有創(chuàng)造性的意義，也是最能適應國情的實用方案。 1.2 “校園一卡通”主要功能 1. 短信即時報平安學生進校、離校、到家的信息即時發(fā)送家長手機，學校還可經常發(fā)布綜合信息到家長手機。 2. 學生在校 IC 卡消費 3. 校區(qū)金融服務 4. 結算服務 5. 學校綜合管理 6. 教育機構的管理 1.3 “校園一卡通”構架平臺 為實現(xiàn)以上功能，“校園一卡通”系統(tǒng)體系架構由短信發(fā)布、 IC 卡管理、消費處理、資金結算、信息管理、數(shù)據(jù)監(jiān)管、網絡設施和安全管理八大平臺構成。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，是利潤的新的增長點?！靶@一卡通”在系統(tǒng)功能、網絡體系、平臺架構、設備配置、應用軟件、部署模式、運營機構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 學生進校、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。 當前中國城鄉(xiāng)道路復雜，交通混亂，馬路殺手很多，家 長對學生上學和回家路上的安全十分擔心。近年來，交通傷亡事故呈逐年增多的趨勢，據(jù)報導， 2003年半年時間全國交通傷 5 亡人數(shù)達 5萬多人，其中有不少學生。 社會治安欠佳，綁架、搶劫、和打毆的暴力事件也時常針對學生。 社會誘惑太多，電子游戲、色情網吧對未成年人影響太大，造成許多學生逃課或很晚回家。個別地方甚至有極少數(shù)學生逃學吸毒。 解放日報 2004年 7月 8日報導，日本同樣存在這類問題，為此日本公司開發(fā)了電子胸卡，校門口對學生掃描獲取信息，送達學生家長手機或電腦，掌握學生狀況。 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。相比之下學生小額消費和學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 學生進校離校往往在很短時間里突然涌來，學生在考勤 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)學生到家的時間段也十分接近，報平安的短信也相當集中。 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 網絡聯(lián)機采集的信息到達上位 /前置機后，進入學校局域網，在到達短信終端 PC 后進行必要的信息處理，處理后的信息進入短信 Modem，發(fā)向聯(lián)通或移動公司，最終到達家長手機上。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。短信服務器設在中心端局域網上，它體現(xiàn)了多校集中發(fā)短信的優(yōu)勢，但是各學校局域網通過城市公網到達中心端局域網，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（ Internet/PSTN 或 DDN）這個瓶頸。 圖（ 3） 第二種短信發(fā)送方式 4. 學生平安短信平臺技術方案 4.1 技術思路 “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學生進校刷卡，信息進入校園計算機局域網，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?，也可以用無線方式傳輸?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立考勤 POS機和先進的 CDMA1X無線數(shù)據(jù)高速傳輸設備，其過程稱為“刷卡數(shù)據(jù)無線通”。 4.1.3學生到家刷卡，是一個非常難于處理的技術問題，也是一個難以處理的設備投入的經濟問題。國內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，學生是否按時到家，這個家長最關心的結果卻無法即時得到，因而這些廠商的方案失去了光輝，失去了吸引力。經過深思和探索，我們運用一種特殊的專利申請技術，讓學生到家后在話機 POS上刷卡，并將信息在市話有線網上傳輸?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 以上三點的技術思路可以用圖（ 4）來表達 圖（ 4） 學生平安短信平臺技術思路 4.2 系統(tǒng)架構 有了技術思路，就可將它演變成系統(tǒng)架構。學生平安短信平臺系統(tǒng)架構如圖（ 5）所示 9 圖（ 5）學生平安短信平臺 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)高速傳輸設備、聯(lián)通 CDMA1X網絡中心三部分。學生在 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)傳輸設備發(fā)送到聯(lián)通 CDMA1X 網絡中心，再送達高速短信中心。考慮到學校局域網各項功能的發(fā)揮，學校的考勤終端、發(fā)卡管理終端等設備都要和“刷卡數(shù)據(jù)無線通”溝通，為此在聯(lián)機 POS和 CDMA1X數(shù)據(jù)傳輸設備中設置一個共同的以太口，便于和校園網組成一個整體網絡。 4.2.2 “刷卡數(shù)據(jù)有線通”包括家庭話機 POS、市話網 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 2Mb/s線路分別送網三個短信網關，再向空中發(fā)射。 5. 學生平安短信平臺建設的意義 學生進校離校和到家，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。學生平安短信平臺是“校園一卡通”的重要組成部分，但在網絡上又具有獨立性。因此，建設學生平安短信平臺有兩點現(xiàn)實意義。 5.1 學生平安短信平臺是“校園一卡通”項目的 開路先鋒 “校園一卡通”項目整體推進會遇到多方面的困難，推進速度必然非常緩慢。要想加快推進的速度，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”項目必然就有前進的力量。因學生平安短信平臺能滿足即時報平安的社會需求，能推動學校大量發(fā)卡。我們完全可以選擇它作為戰(zhàn)略突破口，讓學生平安短信平臺首先啟動建設。它投資不大，效益又好，學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 卡的最終目標應用。 5.2 學生平安短信平臺可以獨立推廣 學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，內含 ISO14443 TYPE A協(xié)議解釋器， T CL協(xié)議解釋器，并具有射頻驅動、接受功能?？梢詫崿F(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 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，符合建設部標準。 7. CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設備的研制 7.1 CDMA 1X 直接購買韓國企業(yè)生產的 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”設備。 CDMA 1X模塊中應使用美國高通公司的 MSM5100芯片。 “ CDMA 1X無線數(shù)據(jù)通傳輸設備”主要技術要求： 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. 標準的 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)通傳輸設備和學校局域網的聯(lián)網 以 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設備為節(jié)點，設置 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)傳輸設備同時設置一個以太 口，可以將各 POS機考勤信息送往學?？记?PC 終端，學校短信終端要發(fā)送的短信息又可以通過這個以太口進入 CDMA 1X無線數(shù)據(jù)傳輸設備發(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、市內電話網 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 結構安排 高速短信中心是學生平 安短信平臺的核心部位，它要處理大流量短信業(yè)務，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關。為此我們將它設計成三大模塊，即業(yè)務接口模塊、中央數(shù)據(jù)處理模塊和短信網關接入模塊。三模塊的主要功能和應用結構分別可用圖（七）和圖（八）來表示。 業(yè)務接口模塊 各種承載短信業(yè)務的接口（二次開發(fā)） 業(yè)務接入管理 統(tǒng)計分析 計費結算 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 網關接入模塊 聯(lián)通 SGIP短信網關接入