校園卡POS終端的應用探索

李杭彩 謝宇威

摘要：校園POS終端是校園卡信息化服務的硬件支撐，文章通過對校園卡POS終端現有應用場景和困境的分析，為了提升校園服務水平，滿足服務智能化，提出多介質的終端配置方式，完善服務體系，提高服務效率。

關鍵詞：POS終端；校園卡；智能化；終端配置；服務體系

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）13-0116-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

隨著互聯網技術的迅猛發展，以及云計算、大數據、物聯網的興起，不斷推動高校從網絡、資源和服務等方面加快信息化的建設[1-3]。校園卡平臺作為校園信息化服務的重要支撐部分，已成為智慧校園建設的核心內容，校園POS終端是校園卡信息化服務的硬件支撐。校園卡平臺經過多年的發展，已經完成從單機消費模式到在線支付的轉變，POS終端也從單一的刷卡場景到二維碼、人臉識別、支付寶、云閃付等多渠道多介質應用的場景。由于校內業務模式和應用場景的不斷創新，校園POS終端的數量和類型不斷增加，導致終端管理的工作壓力和運維成本不斷攀升。校園POS終端作為一種多功能終端，它的品牌和應用版本較多，急需提高日常管理和維護POS終端設備的效率。

高校的整體服務水平逐漸成為衡量高校綜合實力的主要標志，校園POS終端作為校園卡系統提供服務的基礎支撐，直接影響師生對校園卡業務的感知和體驗效果，迫切需要利用先進的信息化技術，構建高效、便捷、優質的終端設備管理和服務系統，滿足提供多介質化、移動化和智能化的校園服務能力[4]。本文結合CPU卡的特性和浙江大學校園卡App的應用，在傳統POS終端配置管理的基礎上，探索利用CPU卡和校園卡App二維碼提供多樣化方式對POS終端進行配置，提高設備配置的效率和數據的安全性。

1 現狀分析

1.1 現有應用場景

信息化建設的深入和服務理念的變革，基于校園卡的應用服務迅速發展，幾乎遍及校園生活的各個方面，提升了學校的信息化管理與服務水平，給師生的科研、學習、生活等方面提供方便、快捷、安全的服務。移動互聯技術的迅速發展，以移動終端為載體，二維碼認證和支付的技術不斷提高，智能手機的普遍化以及用戶生活學習習慣的改變，移動化支付深入人心。浙江大學校園卡平臺立足師生需求，于2017年率先推出校園卡在線賬戶體系，同時上線浙江大學校園卡App，拓展了校園卡的服務模式和應用范圍[5-7]。

校園POS終端不僅是整個校園卡業務流程的起點而且也是終點。為給全校師生提供更便捷、更豐富、更智能的服務，結合校園卡平臺的業務場景和服務內容，通過信息化手段不斷強化校園卡POS終端的服務能力，已使其成為校園生活中不可或缺的一部分。校園POS終端主要用于校園內師生的身份認證、消費及服務領域，主要涉及簽到考勤、餐飲消費、超市購物、校車、圖書借閱、上機管理、游泳館、門禁、體育館管理等。

1.2 現有困境

校園POS終端是學校日常運行中必不可少的，具有全天候的特征，其運行效果直接影響校園卡的業務開展、師生的生活秩序。隨著浙江大學的校區不斷增加，校區服務的地理范圍不斷擴大，校園卡服務涉及的POS終端設備數量和類型日漸增多，校園卡的用戶數與日俱增，校內業務模式和應用場景不斷衍生，迫切需要減輕終端管理的工作壓力和人員成本。為滿足校內不同服務場景的差異化需求，急需從功能和應用上解決如下問題：

1） 接入終端管理平臺中的POS終端型號變化、位置變化等管理員無法實時感知，缺少一機一檔的機制，無法跟蹤和管理校園POS終端設備的整個生命周期。

2） 缺乏歷史故障、維護和維修記錄，無法動態跟蹤故障隱患，分析統計設備故障，為后期POS終端的采購、選型、調度、資源優化等提供數據支撐。

3） 相對于傳統的POS終端只支持刷卡認證支付模式，當前的POS終端不僅支持人臉識別、二維碼、NFC等多介質身份核驗，而且擁有微信、支付寶、校園卡App等多渠道支付模式。對不同類型的POS終端進行遠程管理、監控、升級，包括參數的配置、固件的升級、軟件升級以及故障處理維護等，缺乏訪問流量、訪問權限的可管可控。

4） 缺乏移動端App查看操作資料和歷史維修記錄，操作人員不能及時掌握設備的情況、注意事項等，從而減少設備故障，提高設備維修保養技術，提升師生的體驗。

5） 豐富智能化終端的升級和管理手段。目前移動支付方式已經普及，廣大師生的支付習慣正在從“一卡在手，走遍校園”，逐步過渡到“一機在手，暢游校園”，利用這“一卡一機”提高服務效率，快速對終端設備進行管理[8]。

2 應用探索

校園卡是校園消費的主要渠道，目前高校校園采用的大多是CPU卡，CPU卡具有數據存儲、命令處理和數據安全保護等功能[9-10]。二維碼技術被融入校園卡系統后，因其便捷、安全、準確等特點已被廣泛接受。傳統的POS終端配置方式難以滿足便捷性需求，本文在終端配置上拓展思路，以CPU卡、二維碼作為介質，利用它們的技術特點和優勢拓展終端配置的方法，從而構建智能化、簡捷性高的服務。

2.1 CPU卡

CPU卡也稱為智能卡，它與邏輯加密 IC卡類似，卡內集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元和COS操作系統。COS操作系統用于安全判斷， CPU用于命令執行。CPU卡中的微處理器和操作系統使得CPU卡具有很高的數據處理和計算能力，加快了CPU卡和終端之間的相互認證。并且CPU卡密碼驗證過程中，不是直接將密鑰發送，而是通過隨機數對加密算法加密，外部設備無法獲取真正的密鑰信息，保證了CPU卡的安全性[11]。

2.1.1 CPU卡設置終端信息

CPU卡在整個參數設置過程中，首先通過寫卡器將密鑰和不同型號版本的POS終端配置參數信息寫入CPU卡，然后通過POS終端識別CPU卡的有效性和卡內的信息。CPU卡驗證POS終端，驗證通過則按照操作員的選擇將配置參數傳送給終端，實現終端設置參數的功能。整個設置過程中需要CPU卡和POS終端互相進行安全認證，提高了安全性，從而確保杜絕偽造終端、偽造卡片等[12]。

1） POS終端認證場景描述

POS終端認證是終端對CPU卡合法性的認證，POS終端尋找卡片，一旦檢測到卡片，產生一個隨機數，CPU卡獲取這個隨機數，加密密鑰、設備型號版本等信息，并將這些信息傳給終端，終端解密并驗證卡片的合法性，如果合法則在終端上顯示卡片內存儲的POS終端型號和版本，操作員可按需選擇型號和版本從而獲取配置參數，認證流程如圖1所示。

2） CPU卡認證場景描述

CPU卡認證是CPU卡對終端合法性的認證，POS終端向CPU卡請求獲取一個隨機數，終端根據這個隨機數，加密密鑰并將加密過的密碼傳給CPU卡，CPU卡解密并驗證終端的合法性，如果合法則將卡片內存儲的POS終端配置參數傳給終端，否則返回錯誤信息給終端，認證流程如圖2所示。

2.1.2 CPU卡獲取POS終端參數

不僅可以利用CPU卡設置POS終端，而且可以將POS終端的參數信息寫入CPU卡。在這個過程中，只需要POS終端對CPU卡的有效性進行認證，認證通過后可將本機的參數信息寫入CPU卡內，流程如圖3所示。

CPU卡獲取POS終端的參數后，可以使用該卡對相同品牌相同型號的POS終端進行參數設置。此時，因CPU卡中只有一種終端的參數信息，運維人員或者用戶只需將卡片放在終端設備的刷卡區域，然后按下設置按鈕，在終端認證CPU卡后就能將信息寫入終端，避免了用戶選擇品牌選擇型號的過程，實現了一鍵配置的能力。

2.2 二維碼

二維碼是一些黑白相間的特定幾何圖形按一定規律在平面上分布的矩形方陣，由一個二維碼矩陣圖形和一個二維碼號，它能夠在很小的面積內以圖形的方式表示大量的信息，具有識別率高、容錯能力強、信息容量大、成本低等優勢。

POS終端通過二維碼展示包含POS終端唯一識別碼的信息數據，校園卡App通過攝像頭掃碼獲取信息，并將POS終端的型號和軟件版本等信息上傳至服務器；或者在校園卡App上選擇POS終端的型號和軟件版本，直接從服務器端動態獲取信息并生成二維碼，二維碼包含網絡連接、軟網關IP、軟網關端口等業務參數。POS終端識別二維碼，如果已經聯網，直接將掃描識別的二維碼信息上傳到服務器，由服務器進行后續數據合法性和有效性的驗證，并將驗證結果反饋給POS終端，構成一個閉環處理，保障了數據的安全性。

但是當POS終端由于自身或網絡問題而造成脫機時，就打破了這種閉環，增加了POS終端被惡意修改的風險。為了保證POS終端脫機時校園卡App的二維碼信息能被利用，終端根據自身的密鑰驗證二維碼的有效性，驗證通過后，則根據二維碼中的參數信息對終端進行預設置。POS終端聯機后，再向服務器端發送終端密鑰和二維碼信息，服務器端驗證通過后終端才真正完成配置，否則清除參數恢復至最近成功配置的參數。

3 安全性設計

校園POS終端的安全直接影響校園卡平臺的安全，因此，監管終端機正常、安全、可靠地運行非常重要。終端管理系統可從以下幾個方面加強對PO終端的監管：第一，增加監控功能，防止非法移機或換機，及時發現和處理終端異常的情況，實時檢測出現異常的記錄，對異常進行標注或系統向管理員發送報警，交由人工再次核驗，必要時系統可禁止異常POS終端的使用。第二，增加性能監測功能，對終端機具的運行狀態性能進行監測，掌握終端的網絡和設備的性能變化。第三，增加故障管理和分析功能，收集終端日常的故障和告警信息，并對信息進行分析，及時獲知終端的性能情況。第四，權限配置功能，不同層次、不同職責和不同崗位的人員須配置不同的訪問控制權限，嚴格落實不同職責不同控制權限，確保終端系統安全，提升人員的安全意識。

4 結束語

校園卡平臺作為學校的核心基礎平臺，涉及面廣、用戶群體多，與師生的學習生活息息相關，對接眾多管理部門的應用系統，它的重要性日益凸顯。本文從多介質和安全角度出發，通過對傳統終端管理系統利弊的研究，探索終端使用的新方法，從而降低現有人工對POS設備維護的成本和工作強度，加強對POS終端的安全性監測，提高管理效率，提升安全管理水平。

參考文獻：

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【通聯編輯：梁書】