随着社会数字化的快速发展，作为连通学校和数字城市的关键点，数字校园还是建设“数字中国”整个工程中的重要环节。“数字校园”运用4C(计算机，通信和网络，自动控制，IC卡)技术，通过网络实现电子化管理校园和共享资源。校园一卡通系统将射频卡技术与指纹识别技术应用到数字校园系统，作为电子身份载体的IC卡，通过指纹识别技术进行身份认证，从而方便师生自动完成诸如借／还书、消费、考试、考勤等与其身份相关的活动，提高校园管理水平。文中采用射频卡和指纹识别技术，设计了一个校园一卡通系统。
1数字校园与一卡通系统
在“传统校园”的基础上，“数字校园”利用先进的信息化手段和工具，实现校园的数字空间，从而分割了现实校园的时间和空间。它以网络为基础，实现环境(包括设备、教室信息等)、资源(如图书、讲义、课件等)和活动(包括教、学、管理、服务、办公等)的全部信息化。数字化校园的特点主要体现在三个方面：网络化、智能化和个性化。
一卡通系统实现用户单位高度网络化、智能化、信息化，提升单位管理效率，采用先进的射频卡技术，结合计算机网络在数据检索、通信、采集等方面的优势，以一张多功能射频卡同时担负员工工作证、考勤卡等多项管理职能。它综合应用当前的网络技术、IC卡技术、数据管理等先进计算机技术，具有提高学校人事财务统一管理能力，实现校园内的身份识别、电子货币、电子交易等功能。一卡通系统在国外的许多高等院校早己得到广泛应用，虽然近几年国内有部分企业和院校在推行一卡通的应用项目，但多数集中在消费和图书管理方面，没有深入研究，对于一卡多用系统的整合一直处于表面工作，因此一卡通系统的研究工作市场广阔。
2 射频卡在数字校园中的应用
2．1 射频卡
射频卡又称非接触IC卡、感应卡，它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决了IC卡无源和非接触等问题，是电子器件领域的重大突破。射频卡由IC芯片、感应天线组成，完全密封在一个标准PVC卡片中。通常由射频卡与读写器之间的无线电波来完成读写操作，操作方便快捷、抗干扰能力强、可靠性高、安全性好、适合于一卡多用等特点。
2．2 射频卡读写器
如果一个应用系统(应用软件)要读写一个非接触的数据载体(应答器)中的数据，则它需要一个非接触的读写器作为接口。两者之间通过无线电波来完成数据读写。由于射频卡本身是无源卡，读写器在对卡读写时发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L／C产生一个瞬间能量来供给芯片工作；另一部分是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器。
读写器主要完成对卡的读写操作，功能强的还可以进行数据处理。本系统几乎所有终端都要用到读写器，因此在应用系统中起到举足轻重的作用。读卡器软件主要完成对射频卡的认证、读写功能，以及根据用户需要显示相应的信息、具备必需的设置功能。卡片的认证密钥采用统一固定的读密钥，写密钥则通过DES加密保存在PSAM卡中。
为实现密钥的安全性和保密性，系统通过存放在SAM模块或SAM卡中的各种主密钥完成与用户卡之间的身份认证及各种加、解密过程。SAM卡的物理结构和普通的CPU卡一样，但它的区别在于操作系统COS的主要功能是对称加解密运算(DES运算)和密钥存储及管理功能。密钥被发卡系统写入SAM卡后，再放入读卡器内，从而完成读卡器和卡的相互认证。一旦存储在SAM卡中的密钥被写入，就不能被读出且不能修改，只能被用来进行加解密计算。
3 指纹识别技术在数字校园中的应用
3．1 指纹识别技术简介
手指表面的皮肤凸凹不平产生的纹路就是指纹。这些纹路在图案、断点和交叉点上因人而异，在识别过程中就是依靠这些唯一的“特征”，通过比较他的指纹特征和预先保存的指纹特征验证他的真实身份。指纹是人体生物特征之一，具有惟一性、稳定性和不可复制、不可移植、不可仿造的特点_2 J。指纹识别技术作为身份认证手段有随身携带、安全性好、采集方便、成本低、产品体积小、识别速度快、产品稳定性好和仿制技术难等诸多优点。指纹识别技术在数字校园中的应用方式有以下两种：
(1)把持卡人的指纹(加密后)存储在IC卡上，并在IC卡的读卡机上加装指纹识别系统，当阅读IC卡上的信息时，一并读入持卡者的指纹，通过比对卡上的指纹与持卡者的指纹来确认持卡者是否卡的真正主人。该方式占用IC卡中较多存储单元，对网络的依赖小。
(2)将所有的用户指纹信息存储在主机系统数据库上，IC卡内仅存储持卡人的指纹ID，读卡器终端读卡后，采集持卡人的指纹信息，与后端数据库中该指纹ID对应的指纹信息比较以确认持卡者的身份。该方式所用IC卡资源很少，对网络的依赖性很强。
3．2 一种基于纹线方向信息的自动指纹识别系统算法
随着对系统安全性与鲁棒性要求的不断提高，原有算法变得难以满足实用要求。针对这些拒判率高、易旋转、平移的问题，文中采用一种基于纹线方向信息的指纹自动识别算法。该系统具有两项功能：一是采集过程，即建立大容量指纹库；二是匹配过程或识别过程，即随机识别某一指纹。系统框图如图1所示。
图1 指纹识别系统框图
