CN116012007A - 校园消费信息管理系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多设备多规则实时信息管理技术领域，具体的说是一种安全高效的校园消费信息管理系统及其应用，其特征在于，设有消费管理云平台、前置机、消费机和智能卡终端，所述消费管理云平台与前置机通过HTTP协议建立数据连接，所述消费机和前置机经TCP协议通信，所述智能卡终端与消费机通信并完成支付消费；所述前置机设有接口与Redis缓存对接，Redis缓存消费规则、消费机设备的最后一条消费记录信息、累计消费记录；通过引入Redis缓存、rabbitmq消息队列，提高了校园消费管理的处理效率，监护人能够实时监控消费记录和充值记录，避免学生消费或充值记录出现错误。

Description

校园消费信息管理系统及其应用

技术领域：

本发明涉及多设备多规则实时信息管理技术领域，具体的说是一种安全高效的校园消费信息管理系统及其应用。

背景技术：

随着数字化、信息化技术的发展，以未成年人为消费主体的校园消费规模增大，常见的校园内消费往往包括系统下发IC卡，用户绑定IC卡后进行消费，扣费设备设定扣费规则等环节，随着消费持卡用户人数增加、消费设备增加(扣费规则增加)以及使用单位数量增加，整个校园消费环节中产生的数据量大增，为了保证消费过程能够留存可供核对的记录，对应的信息管理系统需要对消费过程的数据流转进行存储，此外，除了需要存储消费记录外，还需要保证充值记录不可删除。现有技术中，此类信息管理系统依赖于关系型数据库管理系统Mysql实现，由于数据流转并发性高，整个系统数据处理效率低，且容易崩溃。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够提高信息管理系统的安全可靠性，提高数据处理效率的校园消费信息管理系统及其应用。

本发明通过以下措施达到：

一种校园消费信息管理系统，其特征在于，设有消费管理云平台、前置机、消费机和智能卡终端，所述消费管理云平台与前置机通过HTTP协议建立数据连接，所述消费机和前置机经TCP协议通信，所述智能卡终端与消费机通信并完成支付消费；所述前置机设有接口与Redis缓存对接，Redis缓存消费规则、消费机设备的最后一条消费记录信息、累计消费记录；

前置机设有接口与rabbitmq消息队列对接，以缓存消费记录、充值记录；消费管理云平台设有接口与mongodb数据库对接，mongodb数据库中对应每个学校单独建立表格。

本发明所述消费管理云平台上设有数据存储单元、数据配置单元、数据统计单元、数据校验单元、数据推送单元以及用于与外部建立数据通信的无线通信单元；

所述消费管理云平台中的数据配置单元用于配置基础数据，基础数据包括组织机构信息、前置机设备信息、区域消费机信息、智能卡用户信息、消费机消费规则、消费机消费规则分配，其中不同消费机规则不同，需要按照消费机编号进行规则分配、设置消费机收费模式，收费模式包括自由输入金额，定额收费；

所述消费管理云平台中的数据统计单元用于统计智能卡的消费记录、充值记录、消费机的收款记录；

所述消费管理云平台中的数据校验单元用于校验消费记录、充值记录、消费机收款记录的准确性；

所述消费管理云平台中的数据推送单元用于向微信小程序推送消费记录提醒、充值记录提醒；无线通讯单元用于消费管理云平台数据的下发和接收。

本发明所述前置机中设有数据存储模块、数据配置模块、数据校验模块、扣费模块、充值模块以及无线通信模块；所述消费机中设有刷卡模块、显示模块、按键、语音输出模块以及无线通信模块，其中数据存储模块用于接收消费管理云平台下发的基础数据；数据配置模块用于设置消费机的白名单(包括消费机的刷卡权限设置)、设置金额限制参数(日限额、月限额、单笔限额、日限次数、月限次数)，并将消费机白名单、金额限制参数下发消费机；数据校验模块用于验证智能卡的合法性，验证智能卡符不符合消费规则，是否超出金额限制，验证通过后，扣费模块进行扣费，前置机将扣费结果下发消费机，消费机显示扣费结果并进行语音提醒“本次消费XX元”，并且将消费记录通过无线通讯模块上传消费管理云平台，验证失败，前置机将失败结果下发消费机，消费机显示扣费失败结果并进行语音提醒“金额不足，无法扣费”、“非法卡片，无法扣费”；充值模块用于智能卡终端的费用充值，并将智能卡终端充值记录通过无线通讯模块上传消费管理云平台；无线通讯模块用于前置机数据的上传、接收和下发。

本发明中消费机与前置机通过TCP协议通讯，包括刷卡模块、显示模块、按键模块、语音输出模块(喇叭)、通讯模块，刷卡模块用于智能卡刷卡，读取智能卡卡号信息和余额，显示模块用于显示扣费结果，按键模块用于输入消费金额，语音输出模块(喇叭)用于扣费结果的语音提醒，通讯模块用于消费机数据的上传和接收。

本发明还设有与消费管理云平台互联的微信小程序，用于接收消费管理云平台推送的消费记录和充值记录，便于监护人监控学生的消费和充值记录，监护人也可以通过微信小程序为学生智能卡进行充值。

本发明还提出了一种如上所述校园消费信息管理系统的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：前置机从redis缓存中获取消费机设备上报的最后一条消费记录；

步骤2：前置机中的数据校验模块根据智能卡终端的设备编号、刷卡金额、刷卡时间判断是否重复，如果重复则丢掉该条消费记录，否则，进入下一步；

步骤3：前置机中的数据校验模块根据智能卡终端的设备编号和刷卡时间，判断是否在设定的最小时间间隔内(最小时间间隔可设置为5秒)刷卡，同一张卡在最小时间间隔内不允许重复刷，若重复刷，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”，否则，进入下一步；

步骤4：在前置机中的数据存储模块中获取智能卡终端绑定的人员信息，判断是否绑定人员信息，若查询到绑定人员信息，则进入下一步，否则，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；

步骤5：在数据存储模块中获取智能卡终端卡内余额，前置机中的数据校验模块判断余额是否足够，若余额足够，则进入下一步，否则，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；

步骤6：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，判断刷卡消费动作是否符合消费规则：

步骤6-1：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，消费规则内包含刷卡时间段限定，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在规定的刷卡时间段内，若不在规定的刷卡时间段内，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤6-2：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，消费规则内包含刷卡时间段内累计消费次数限定，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在规定的刷卡时间段内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤6-3：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，消费规则内包含当日内累计消费次数限定，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在当日内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤6-4：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在当月内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤7：前置机向智能卡终端反馈“刷卡成功，完成交易”，并修改redis缓存中最后一条消费记录，将消费记录存放于rabbitmq入库队列中；

步骤8：前置机在rabbitmq入库队列中获取消费记录，与mysql数据库中该人员以前的最后一条记录，结合该人员对应的余额进行对账；如果账目不对应，进行如下处理：最后一条记录余额比人员余额小，则判定充值记录有缺失，记录异常；最后一条记录余额比人员余额大，消费记录有缺失，记录异常；以方便后续手动处理；

如果账目对应，则将消费记录保存在前置机的数据存储模块中，存储mysql数据库，并通过http接口上报消费管理云平台；

步骤9：消费管理云平台收到消费记录后，保存在数据存储单元中，根据人员所属学校写入对应的MongoDB表，其中每个学校建立一个MongoDB表，对应修改消费管理云平台的卡内余额，并将消费记录信息推送微信。

本发明还包括当利用上述系统进行充值时：

前置机进行智能卡终端的充值，充值成功后，将充值记录上报消费管理云平台；消费管理云平台将充值记录推送微信小程序，供监护人查看；消费管理云平台与微信小程序建立互联，监护人也可以通过微信小程序进行充值，充值成功后，消费管理云平台将充值记录下发前置机。

本发明与现有技术相比，通过前置机与校园云平台通过http接口协议交互数据，学校只需要操作前置机即可完成消费规则以及其他信息的设置，并通过上报消费管理云平台，使消费管理云平台对消费数据进行备份、查看以及通过微信向监护人推送；具有如下有益效果：

(1)通过引入Redis缓存、rabbitmq消息队列，提高了校园消费管理的处理效率；(2)前置机内可以通过设置消费规则，设定金额限制参数，有助于限制学生的消费，避免出现胡乱消费、浪费的现象；(3)消费管理云平台将消费记录和充值记录实时推送监护人微信，监护人能够实时监控消费记录和充值记录，避免学生消费或充值记录出现错误。

附图说明：

附图1为本发明的系统结构框图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的说明。

如附图1所示，本发明提出了一种校园消费信息管理系统，包括消费管理云平台、前置机、消费机，前置机与所述消费机经TCP协议通信，所述消费管理云平台与前置机通过HTTP协议建立数据连接，所述消费管理云平台上设有数据配置单元、数据统计单元、数据校验单元、数据推送单元以及用于与外部建立数据通信的无线通信单元；所述前置机中设有数据存储模块、数据配置模块、数据校验模块、扣费模块、充值模块以及无线通信模块；所述消费机中设有刷卡模块、显示模块、按键、语音输出模块以及无线通信模块；

所述消费管理云平台中的数据配置单元用于配置基础数据，基础数据包括组织机构信息、前置机设备信息、区域消费机信息、智能卡用户信息、消费机消费规则、消费机消费规则分配，其中不同消费机规则不同，需要按照消费机编号进行规则分配，设置消费机收费模式，收费模式包括自由输入金额，定额收费；

所述消费管理云平台中的数据统计单元用于统计智能卡的消费记录、充值记录、消费机的收款记录；

所述消费管理云平台中的数据校验单元用于校验消费记录、充值记录、消费机收款记录的准确性；

所述消费管理云平台中的数据推送单元用于向微信小程序推送消费记录提醒、充值记录提醒；无线通讯单元用于消费管理云平台数据的下发和接收。

本发明所述前置机中的数据存储模块用于接收消费管理云平台下发的基础数据；数据配置模块用于设置消费机的白名单(消费机的刷卡权限设置)、设置金额限制参数(日限额、月限额、单笔限额、日限次数、月限次数)，并将消费机白名单、金额限制参数下发消费机；数据校验模块用于验证智能卡的合法性，验证智能卡符不符合消费规则，是否超出金额限制，验证通过后，扣费模块进行扣费，前置机将扣费结果下发消费机，消费机显示扣费结果并进行语音提醒“本次消费XX元”，并且将消费记录通过无线通讯模块上传消费管理云平台，验证失败，前置机将失败结果下发消费机，消费机显示扣费失败结果并进行语音提醒“金额不足，无法扣费”、“非法卡片，无法扣费”；充值模块用于智能卡的费用充值，并将智能卡充值记录通过无线通讯模块上传消费管理云平台；无线通讯模块用于前置机数据的上传、接收和下发。

本发明中消费机与前置机通过TCP协议通讯，包括刷卡模块、显示模块、按键模块、语音输出模块(喇叭)、通讯模块，刷卡模块用于智能卡刷卡，读取智能卡卡号信息和余额，显示模块用于显示扣费结果，按键模块用于输入消费金额，语音输出模块(喇叭)用于扣费结果的语音提醒，通讯模块用于消费机数据的上传和接收。

本发明还设有与消费管理云平台互联的微信小程序，用于接收消费管理云平台推送的消费记录和充值记录，便于监护人监控学生的消费和充值记录，监护人也可以通过微信小程序为学生智能卡进行充值。

本发明通过在前置机设有接口与Redis缓存对接，Redis缓存消费规则、消费机设备信息、消费记录，前置机设有接口与rabbitmq消息队列(中间件)对接，缓存消费记录、充值记录，上报云平台的数据、微信推送数据等；云平台设有接口与mongodb数据库对接，每个学校单独建立表格，提高数据查找的效率。

实施例1：

本例提供了一种如上所述校园消费信息管理系统的应用方法，其中，当利用本系统消费时：

消费机刷卡，读取智能卡终端的卡号信息、余额；

消费机将卡号信息、余额，本次消费金额、消费机设备编号上报前置机；

步骤1：前置机从redis缓存中获取消费机设备上报的最后一条消费记录；

步骤2：前置机中的数据校验模块根据智能卡终端的设备编号、刷卡金额、刷卡时间判断是否重复，如果重复则丢掉该条消费记录，否则，进入下一步；

步骤3：前置机中的数据校验模块根据智能卡终端的设备编号和刷卡时间，判断是否在设定的最小时间间隔内(最小时间间隔可设置为5秒)刷卡，同一张卡在最小时间间隔内不允许重复刷，若重复刷，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”，否则，进入下一步；

步骤4：在前置机中的数据存储模块中获取智能卡终端绑定的人员信息，判断是否绑定人员信息，若查询到绑定人员信息，则进入下一步，否则，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；

步骤5：在数据存储模块中获取智能卡终端卡内余额，前置机中的数据校验模块判断余额是否足够，若余额足够，则进入下一步，否则，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；

步骤6：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在规定的刷卡时间段内，若不在规定的刷卡时间段内，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤7：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在规定的刷卡时间段内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤8：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在当日内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤9：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在当月内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤10：前置机向智能卡终端反馈“刷卡成功，完成交易”，并修改redis缓存中最后一条消费记录，将消费记录存放于rabbitmq入库队列中；

步骤11：前置机在rabbitmq入库队列中获取消费记录，与mysql数据库中该人员以前的最后一条记录，结合该人员对应的余额进行对账；如果账目不对应，进行如下处理：最后一条记录余额比人员余额小，则判定充值记录有缺失，记录异常；最后一条记录余额比人员余额大，消费记录有缺失，记录异常；以方便后续手动处理；

如果账目对应，则将消费记录保存在前置机的数据存储模块中，存储mysql数据库，并通过http接口上报消费管理云平台；

步骤12：消费管理云平台收到消费记录后，保存在数据存储单元中，根据人员所属学校写入对应的MongoDB表，其中每个学校建立一个MongoDB表，对应修改消费管理云平台的卡内余额，并将消费记录信息推送微信。

本例还包括当利用上述系统进行充值时：

前置机进行智能卡终端的充值，充值成功后，将充值记录上报消费管理云平台；消费管理云平台将充值记录推送微信小程序，供监护人查看；本例中消费管理云平台与微信小程序建立互联，监护人也可以通过微信小程序进行充值，充值成功后，消费管理云平台将充值记录下发前置机。

本例与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)通过引入Redis缓存、rabbitmq消息队列，提高了校园消费管理的处理效率；(2)设置金额限制参数，有助于限制学生的消费，避免出现胡乱消费、浪费的现象；(3)消费管理云平台将消费记录和充值记录实时推送监护人微信，监护人能够实时监控消费记录和充值记录，避免学生消费或充值记录出现错误。

Claims (7)

1.一种校园消费信息管理系统，其特征在于，设有消费管理云平台、前置机、消费机和智能卡终端，所述消费管理云平台与前置机通过HTTP协议建立数据连接，所述消费机和前置机经TCP协议通信，所述智能卡终端与消费机通信并完成支付消费；所述前置机设有接口与Redis缓存对接，Redis缓存消费规则、消费机设备的最后一条消费记录信息、累计消费记录；

前置机设有接口与rabbitmq消息队列对接，以缓存消费记录、充值记录；消费管理云平台设有接口与mongodb数据库对接，mongodb数据库中对应每个学校单独建立表格。

2.根据权利要求1所述的一种校园消费信息管理系统，其特征在于，所述消费管理云平台上设有数据存储单元、数据配置单元、数据统计单元、数据校验单元、数据推送单元以及用于与外部建立数据通信的无线通信单元；

所述消费管理云平台中的数据配置单元用于配置基础数据，基础数据包括组织机构信息、前置机设备信息、区域消费机信息、智能卡用户信息、消费机消费规则、消费机消费规则分配，其中不同消费机规则不同，需要按照消费机编号进行规则分配、设置消费机收费模式，收费模式包括自由输入金额，定额收费；

所述消费管理云平台中的数据统计单元用于统计智能卡的消费记录、充值记录、消费机的收款记录；

所述消费管理云平台中的数据校验单元用于校验消费记录、充值记录、消费机收款记录的准确性；

所述消费管理云平台中的数据推送单元用于向微信小程序推送消费记录提醒、充值记录提醒；无线通讯单元用于消费管理云平台数据的下发和接收。

3.根据权利要求1所述的一种校园消费信息管理系统，其特征在于，所述前置机中设有数据存储模块、数据配置模块、数据校验模块、扣费模块、充值模块以及无线通信模块；所述消费机中设有刷卡模块、显示模块、按键、语音输出模块以及无线通信模块，其中数据存储模块用于接收消费管理云平台下发的基础数据；数据配置模块用于设置消费机的白名单、设置金额限制参数，并将消费机白名单、金额限制参数下发消费机；数据校验模块用于验证智能卡的合法性，验证智能卡符不符合消费规则，是否超出金额限制，验证通过后，扣费模块进行扣费，前置机将扣费结果下发消费机，消费机显示扣费结果并进行语音提醒“本次消费XX元”，并且将消费记录通过无线通讯模块上传消费管理云平台，验证失败，前置机将失败结果下发消费机，消费机显示扣费失败结果并进行语音提醒“金额不足，无法扣费”、“非法卡片，无法扣费”；充值模块用于智能卡终端的费用充值，并将智能卡终端充值记录通过无线通讯模块上传消费管理云平台；无线通讯模块用于前置机数据的上传、接收和下发。

4.根据权利要求1所述的一种校园消费信息管理系统，其特征在于，消费机与前置机通过TCP协议通讯，包括刷卡模块、显示模块、按键模块、语音输出模块、通讯模块，刷卡模块用于智能卡刷卡，读取智能卡卡号信息和余额，显示模块用于显示扣费结果，按键模块用于输入消费金额，语音输出模块用于扣费结果的语音提醒，通讯模块用于消费机数据的上传和接收。

5.根据权利要求1所述的一种校园消费信息管理系统，其特征在于，还设有与消费管理云平台互联的微信小程序，用于接收消费管理云平台推送的消费记录和充值记录，便于监护人监控学生的消费和充值记录，监护人通过微信小程序为学生智能卡进行充值。

6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的校园消费信息管理系统的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：前置机从redis缓存中获取消费机设备上报的最后一条消费记录；

步骤2：前置机中的数据校验模块根据智能卡终端的设备编号、刷卡金额、刷卡时间判断是否重复，如果重复则丢掉该条消费记录，否则，进入下一步；

步骤3：前置机中的数据校验模块根据智能卡终端的设备编号和刷卡时间，判断是否在设定的最小时间间隔内刷卡，同一张卡在最小时间间隔内不允许重复刷，若重复刷，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”，否则，进入下一步；

步骤4：在前置机中的数据存储模块中获取智能卡终端绑定的人员信息，判断是否绑定人员信息，若查询到绑定人员信息，则进入下一步，否则，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；

步骤5：在数据存储模块中获取智能卡终端卡内余额，前置机中的数据校验模块判断余额是否足够，若余额足够，则进入下一步，否则，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；

步骤6：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，判断刷卡消费动作是否符合消费规则：

步骤6-1：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，消费规则内包含刷卡时间段限定，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在规定的刷卡时间段内，若不在规定的刷卡时间段内，向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤6-2：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，消费规则内包含刷卡时间段内累计消费次数限定，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在规定的刷卡时间段内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤6-3：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，消费规则内包含当日内累计消费次数限定，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在当日内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤6-4：前置机的数据校验模块在redis缓存中获取消费规则，redis缓存中获取累计消费信息，判断是否在当月内超过刷卡限制次数或刷卡金额，若是，则向智能卡终端反馈“刷卡失败，终止交易”；否则，进入下一步；

步骤7：前置机向智能卡终端反馈“刷卡成功，完成交易”，并修改redis缓存中最后一条消费记录，将消费记录存放于rabbitmq入库队列中；

步骤8：前置机在rabbitmq入库队列中获取消费记录，与mysql数据库中该人员以前的最后一条记录，结合该人员对应的余额进行对账；如果账目不对应，进行如下处理：最后一条记录余额比人员余额小，则判定充值记录有缺失，记录异常；最后一条记录余额比人员余额大，消费记录有缺失，记录异常；以方便后续手动处理；

如果账目对应，则将消费记录保存在前置机的数据存储模块中，存储mysql数据库，并通过http接口上报消费管理云平台；

步骤9：消费管理云平台收到消费记录后，保存在数据存储单元中，根据人员所属学校写入对应的MongoDB表，其中每个学校建立一个MongoDB表，对应修改消费管理云平台的卡内余额，并将消费记录信息推送微信。

7.根据权利要求6所述的一种校园消费信息管理系统的应用，其特征在于，还包括当利用校园消费信息管理系统进行充值时：

前置机进行智能卡终端的充值，充值成功后，将充值记录上报消费管理云平台；消费管理云平台将充值记录推送微信小程序，供监护人查看；消费管理云平台与微信小程序建立互联，监护人也可以通过微信小程序进行充值，充值成功后，消费管理云平台将充值记录下发前置机。

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