基于校园一卡通自助缴费系统的系统设计

基于校园一卡通自助缴费系统的系统设计

于腾飞 李洪建

山东科技职业学院，山东 潍坊 261053

摘要：本文基于BS架构实现了校园一卡通自助缴费系统，将校园一卡通餐费充值和电费充值两者结合，将校园一卡通账户的餐费和电费充值进行绑定，实现一体化充值，利用网络技术实现自行给一卡通充值和扣费，不但有效地解决预付费缴费充电的问题，节省了交费时间，使交费方式更加方便，同时确保实时供电，为财务管理也带来了方便。

关键词：自助缴费；一卡通；联机消费

1 引言

随着时代的发展，以计算机为代表的信息技术的快速发展，信息技术影响到了生活的方方面面，校园充值业务也变的越来越便捷，由线下充值变成了线上充值，校园餐费和电费充值是学生日常生活的重要内容之一^[1]。随着科技的发展，部分校园也实现了餐费和电费的网上充值业务，但是目前餐费和电费由不同的平台来管理^[2]，学生缴费以及查询需要使用不同的账号信息，这些不便于学生的缴费以及及时便捷地了解缴费情况，针对实际情况，本文开发一个“基于校园一卡通自助缴费系统”，使得餐费和电费能够通过统一账户查询和缴费，绑定学生的学号信息，从而实现便捷的管理和维护，从而让充值变的随时随地可以充值，极大的方便了学校的师生。

2 国内外研究现状

本系统将充值业务部署在网站上，一般网站采用CS架构和BS架构，本文对两者的优缺点进行分析，采用C/S架构通常是两层结构设计，分别是客户机和服务器，采用这种架构，客户机不仅是输入和输出设备，在操作的时候，客户机进行一定的数据处理和存储，从而将运算和处理的数据再分配到客户机和服务器两端，实现网站的运行，一般银行系统采用这种设计，采用这种结构设计的优点是由于客户机进行了数据处理，所以降低了网络通信的数据量和服务器的运算量，相应速度快，缺点是在客户机上需要安装专门的客户端，也不能跨平台使用。B/S架构一般是三层设计，分别是浏览器端、服务器端、中间层，这种设计实现了对C/S结构的改进，采用这种结构软件的业务全部在服务器端进行，客户端不需要安装软件，只需用浏览器就可以实现对业务的处理，维护也相对方便，可以实现跨平台使用，管理人员只需要维护后端服务器即可，同时安全性较高，成本较低。缺点是相对与CS架构响应速度较慢，针对本文的设计，B/S架构的响应速度完全可以满足系统需求，因此本文选用B/S模式进行系统的开发，从而完成本文的设计。

3 系统功能分析及设计

本文根据系统需求分析，设计出了系统的总体结构，系统分为管理员页面操作部分和用户页面操作部分。管理员部分主要是对系统进行整体管理，包括对电费和餐费进行统计和管理，以及对用户的管理包括用户的注册、老用户的信息管理。

3.1 系统架构设计

图1 系统架构图

该系统主要由服务器部分、用户充值平台部分、智能电表、餐卡消费终端四部分组成，系统的架构图如图3.1所示。实现的功能如下所示：

（1）电费管理：通过物联网技术，智能电表实时向数据库更新电量信息，当电费接近不足时进行预警，电费不足时通过物联网技术进行断电。

（2）餐费管理：可以实现餐费管理，餐卡刷卡终端可以实现对餐卡的信息的读取，实现餐费的消费。

（3）远程用电状态查询：管理员可以通过管理员账号实时远程查看每栋楼、每层楼以及每间宿舍的工作状态（包括工作状态、关机原因、剩余电量）、用电量记录等；

（4）电量储值：学校师生可以通过电脑、手机端、自助储值平台进行自助缴费系统购电。系统自动发送到服务器进行数据更新，电费会自动联网进行更新到智能电表，从而实现正常用电。

（5）餐费储值：学校师生可以通过电脑、手机端、自助储值平台进行自助缴费系统进行餐费充值，系统自动发送到服务器进行数据更新，当用户下次在餐卡刷卡终端时，自动更新卡内的餐费。

（6）用电数据或餐费数据管理：可对储值记录等进行详细统计、打印等操作，并随时可对数据进行备份。

3.2 餐卡系统接口设计

（1）餐卡ID通信设计：Socket连接方式，字符式传输。

（2）数据格式：LWZZ 0101001 20 111111111111

说明：数据有四部分组成，前4位为引导码，后面依次为：用户号、餐卡消费信息、卡号。

（3）Socket连接过程：餐卡与餐卡消费终端之间的通信采用射频技术实现，通过射频技术实现餐卡与餐卡刷卡终端的通信，然后餐卡刷卡终端通过Socket接口实现与数据库的通信，Socket即套接字，是通用的网络应用程序接口，餐卡刷卡终端上运行的应用程序可以通过它发送或接收数据，实现双向通信，从而完成餐卡里面金额的扣除或增加。当刷卡消费时进行餐卡扣费，当消费刷卡错误时可以实现退费，当用户网络充值时，数据库的金额在用户下次刷卡时自动的进行餐卡的余额的更新。

根据Socket连接的设计，通信时套接字连接时分为三个步骤：

服务器监听，客户端请求，连接确认，具体功能如下：

a.服务器监听：餐卡刷卡终端实时联网进行通信，等待连接，实时的监控网络状态。

b.客户端请求：当用户进行餐卡刷卡时，客户端发出连接请求，向目标数据库进行通讯，通信时严格按照通信协议进行通信，通信协议中包含服务器的地址和端口号，服务器收到信息进行响应。

c.连接确认：当服务器监听客户端的Socket连接请求时，进行连接确认并建立一个新的线程，返回信息给客户端进行确认，客户端确认后，连接就建立好了，然后客户端与服务器进行消息的通信，服务器的Socket会返回监听状态，可以对其他的连接请求进行响应，从而实现多线程操作，实现多个餐卡与餐卡消费终端的并行通信。

4 系统测试与维护

4.1 系统测试目标

系统测试需要根据软件需求分析阶段的需求和软件的内部结构设计，通过精心设计测试用例，对程序进行系统的测试并填写测试报告，用来发现软件的不足或不符合软件质量的部分，系统测试后对软件进行完善，反复进行排错、测试、修改程序和文档，测试的最终目标是软件达到用户的需求和相应的质量要求。本系统采用黑盒测试法，把每一种可能出现的情况都列举出来，然后排查出错的地方。

4.2 系统整体测试

对各个模块的不同功能进行验证，对比撰写的使用手册和测试报告的测试项目进行测试并记录测试结果，通过测试，本系统能满足用户的需求，达到相应的要求。

5 结语

本项目立足学院数字化校园建设要求，以学院师生的实际需要为需求，发挥了信息网络技术的优势，实现了校园自助缴费系统的设计，该项目解决了学院师生公寓充电和餐费充值的相关问题，给师生们提供了方便的服务，本系统采用B/S架构进行设计，通过系统的需求分析和数据库建模，完成了系统的设计，总体来看，整个研究各个部分之间具有较强的逻辑关联，项目架构的设计是建立在掌握比较充分的依据和进行较为严密的逻辑论证之上的，系统进行了试运行阶段运行，运行效果良好，能够满足师生的需求，计划根据运行情况，进行系统下一步的完善优化。

参考文献：

[1]医院自助缴费系统的技术实现[J].李颖利，王成礼.中国数字医学.2015(11)

[2]基于虚拟化的校园一卡通系统云计算部署设计[J].王大超.现代建筑电气，2017（2）

作者简介：

第一作者：于腾飞（1987-）男，汉族，山东省德州人，硕士，助教，研究方向：软件技术