基于-RFID-的-2010-上海世博会票务系统.doc

基于RFID和微软系统的世博会票务系统的建设胡朝晖微软中国技术专家摘要 本文主要探讨了如何基于非接触式的无线电射频识别技术(RFID)对进入世博会的人员进行身份识别,同时也介绍了如何应用微软的系统平台来架构世博会的票务系统达到快速高效的票务管理,监控和事后分析.关键字：电子票务 RFID 微软 Biztalk SQL Server1引言 根据了解，我们知道2010年在一百八十天的上海世博会展期内，上海世博会需销售约5000万张门票，门票收入预计为60亿元。如我们想象的一样，票务销售直接关系到上海世博会7000万参观人次能否实现，是上海世博会成功、精彩、难忘的重要组成部分，也是最终实现财务平衡和参观人流均衡的重要手段。为此，拟订世博会票务工作方案，提出一套完整地门票购买，监测和统计方案具有十分关键的意义。本文介绍了RFID在票务系统中的应用并介绍了用微软提供的系统系统来架构基于RFID的票务系统.2票务系统概念 一般来说，在票务系统中，票的实质意义在大多数情况下票据只是一种享受服务的权利凭证。在票务系统中票的应用具有一次使用、唯一存在、使用时间短暂等特点。尤其门票票务系统、 交通票务系统更是要求具备防伪、辨别时间快速等特点。 传统票务应用的“票”一直以来以纸质、塑料等其他物质形式存在，同时售票、验票、退票等过程要求必须由人来完成，由于传统票务应用过程中人为操作或干预过程过多和传统票务系统本身特点存在以下弊病： 购票网点太少，购票非常不方便； 票携带不方便，一旦丢失无法补办； 售票、验票效率低，尤其针对大型主题活动等待时间太长； 退票手续极其繁琐，买时容易，退时难； 活动票紧俏时，票价被非法哄抬。 同时，为了广泛的推广票务销售，提高客户服务质量，需要增加销售网点从而造成相应人力、物力、财力成本的增加； 假票猖狂需要投入更多成本于票务防伪和检验； 减少票务进出口检验时间，提高服务质量； 满足越来越多的主办方对客户信息调研的需求； 降低票据制作成本。 如何解决票务系统运营中出现的这些问题，成了专业票务公司的当务之急。基本上来说，当前比较可以实施的替代方法有： 二维码票务系统: 二维码票务系统一般是通过登入票务系统的网上销售系统，通过你的信用卡或者第三方交易系统比如支付宝等把钱划入票务公司制定的帐号，然后系统会提供你一个平台把相应的二维码通过移动平台发送到你的手机。当然，也可以把二维码直接打印出来用作识别标志。通过条码阅读设备对手机条码或者答应出来的二维码的阅读来获取相应的信息，从而方便的确认使用者的身份，解决了传统票务的弊病。 当观众要进入展览会时，在检票处出示手机上的二维条码或打印的二维码，系统通过条码阅读器识读条码信息并对信息进行验证，验证通过后系统将将允许用户进入。 系统应用过程中需要注意的要点是：条码门票的可靠性。一般来说二维码可以包括比较丰富的信息比如购票人的ID，名称、时间、场次、座位等，都具有唯一性。因此，无论手机持有者是利用短信转发的功能还是其他的方式去复制，都无法改变二维条码中的特征信息。因此对“门票”复制没有任何意义。 唯一必须防止的是，造假者具有生成二维条码的能力。对于掌握各种二维条码的生成源程序的厂家来说，可以在生成条码的过成中采用二维条码内部的加密，保证“门票”上的二维条码具有防止制作的充分可靠性。基于RFID票务系统: 相比较于二维码票务系统,RFID的好处在于它基本上杜绝了假冒的可能性,电子标签（RFID）的核心是一枚具有高安全性的集成电路芯片，其安全设计和生产制造决定了RFID技术门槛极高，几乎不可仿制。 另外,和二维码相比,它可以采用非接触性的信息传递,方便的进行实时的统计分析而不需要干涉参观者.另外,电子标签具有唯一ID号码-UID，UID固化在芯片中，无法修改、无法仿造；无机械磨损，防污损；除电子标签的密码保护外，数据部分可用加密算法实现安全管理；读写机具与标签之间具有相互认证的过程。 需要再次强调的是,在门票防伪方面，采用RFID电子门票代替传统的手工门票还可以大大提高检票效率，在大型展出和体育比赛或演出等票务量比较大的场合，用RFID技术对门票进行防伪，不再需要人工识别，从而实现人员的快速通过。还可以记录门票进出的标识，以防止门票被偷递再次使用。世博会门票形类: 一般来说，世博会可能会采用不同的售票模式和不同的票的种类。从模式上说可以采用网点售票，网上预售和现场售票等。票的类型和价格可以普通票、优惠票(军人、老年人、残疾人)、儿童及学生票、旅游团体票、学生团体票，夜票，多次出入票等。通过RFID后台数据支持系统，我们可以方便的对票的类型进行区分和统计。同时，我们利用后台系统，可以让参观者预约排队参观，食品订购和进行纪念品购买. 一般票务功能基本模块介绍： 票务发行：票务发行部分由发行端软件、发卡机具和用户现有的票务发行系统共同组成。通过系统提供的数据接口把发行端软件和用户的售票端软件结合，再将发票/卡机具嵌入到用户现有的票务打印机内，以协同工作。工作人员在打印门票的同时，发票/卡机具已经将相关的防伪信息写入门票中。 检票: 持有门票的观众入场时，只需在人工或者检票设备前通过，由人工或设备鉴别门票真伪。观众临时出场时，同样需要在类似的工作。数据汇总分析: 检票完毕后，检票设备可以将检票信息上传到服务器，并由服务器上运行的数据监控分析软件对上传的信息进行汇总、分析。如果采用联网检票系统，主办方还可以对检票情况进行实时监控。3 RFID介绍RFID, 也就是无线电射频识别是一种利用无线电的信息识别技术。RFID系统一般由在内部存储中记录着各种ID信息的RFID电子标签，通过无线方式通信的读写器以及存储与ID关联的信息的数据库构成。RFID电子标签与传统的入场券和二维码系统相比有如下的优点：1 可以事后写入和追加信息。不像一般的入场券和二维码系统，在制定完成递交给客户后就没办法做更改，使用RIFD电子标签的票据可以反复追加和改写，可以对RFID电子标签内部的存储器追加和更新信息。即使在有些场合不能及时接入网络系统，当携带RFID电子标签的电子票据到达网络设备覆盖的区域后，RFID电子标签所记录的工程管理信息就会通过阅读器反映到系统的数据库中。2 可以与多个RFID电子标签同时通信. RFID电子标签不是利用光学的原理读取信息，而是通过无线方式读取信息，所以可以同时读取多个RFID电子标签的信息，提高工作效率。3 RFID电子标签装载封套内或有污渍时任能通信。因为RIFD是通过无线电射频识别信息的，因此在RFID电子标签和读写器之间可以通过除金属和水分等妨碍无线电通信的介质以外的其它障碍读取信息。在实际票务系统中，参观人员只要把RFID电子标签别在衣服上就可以，或者挂在胸前。4 读写器不需要像条码那样正对RFID电子标签。这样就可以有效地加快人员处理速度，提高效率。 从架构上来说，RFID硬件系统由（有源或无源）标签、天线和读写器三部分组成，标签通过无线射频将ID传输到天线和读写器。 RFID的识读是非接触式的，非视线，读取距离远；快速和批量识读，无需人工干预，能存储大量的信息，信息可加密，或反复更改。同时RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐磨损、耐高温、使用寿命长；不可复制 标签芯片存储64，96或256位ID,可在全球范围唯一标识产品单品。全球(B2B,B2C)用这个ID标识，记录、交换该产品生命全周期的信息。当前标准有EPC，UID，ISO，中国电子标签标准工作组正在制定国家标准，值得一提的是，微软已被批准为总体组和应用组成员。 RFID系统的现存问题: 尽管目前对采用RFID(射频识别)技术所带来的好处有了较为全面地认识，但是最终用户、应用开发商、系统集成商和设备制造商在采用和发展该技术的过程中还是遇到了很多障碍。这些障碍包括硬件设备管理和配置方面的困难，难以搞清未经处理的RFID数据的含义，相关标准的缺乏，多种访问协议造成的混乱，与企业原有应用系统如ERP系统、WMS系统整合过程中遇到的问题等等。同时厂商们还不得不面对其他的难题，比如将传感器数据转化为业务系统可以识别的信息十分复杂，还有就是很难判定解决方案是否具有良好的可升级性。在下面我们会提到如何使用微软的架构来解决这里提到的关于RFID系统现存的问题。4解决方案：4.1总体架构这里，我们提出了一套基于微软软件架构的基于RFID的票务系统来支撑世博会的正常运营。基本的设计框架如下（图1）： 现有世博会业务应用系统和数据平台RFID电子票据报表系统BI分析SQL Server服务器BizTalk RFID 服务器RFID读写设备定点售票处现场售票网络售票图1 基本上来说，RFID电子票据可以从三个地方产生，一个是网络售票，这一块也可以通过微软产品SharePoint来订制或者通过ASP.NET进行定制开发。根据需求，我们可以要求在RFID芯片中携带购票者的身份信息业可以不。这根据世博会具体的要求来。每一张票可以包括票的类型，比如是特价还是团体，是夜票还是儿童票等等。另外，当然每一张票也需要包括价格信息。另外，我们可以在世博会每一个展区的入口设置无线读写设备来事后统计被访问次数最多的展厅信息等。在我们整个架构中，最关键的部件是Biztalk RFID服务器，这是微软最新的基于服务架构的服务器系统。实际上，微软重视并着力推进RFID应用开发生态环境并全面支持RFID应用开发的平台产品BizTalk RFID。BizTalk RFID通过分层的方式，真正实现了硬件的即插即用，平台独立的事件处理，强大的后端系统集成，从而降低技术门槛，加快开发速度。 从系统架构上,BizTalk服务器应用可以进行如下的划分:1. 物理层：主要包括RFID标签,条形码系统,基于环境的传感器设备2. 硬件层：主要是指RFID固定或者可以动的读写设备,打印机,条码扫描器等。3. RFID数据采集和服务层：这个层面主要提供硬件抽象层，发现配置和管理硬件设备。通过过滤器,规则和警告对RFID事件进行解析，用来对原始的RFID的事件进行处理转化成商业过程相关的信息。4. 应用解决方案层：应用可定制的业务逻辑，安排商业处理过程，并把分析和处理过的数据结果和多个业务系统进行整合。 总的来说，微软BizTalk RFID提供一个统一的RFID设备管理平台，通过45家全球最具实力的RFID设备及系统厂商组成的顾问团, 共同制定了设备接口标准DSPI（Device Service Provider Interface)。硬件厂商只需提供符合微软DSPI标准的Provider，就可以实现“即插即用”。 同时，BizTalk RFID具有强大的过程管理和开放的接口标准。具有强大的设备管理，事件处理和规则引擎，同时提供标准OM/API调用，便于快速搭建垂直应用并兼容不同的编码标准 值得一提的是，通过BizTalk Server与后端系统的无缝集成，RFID信息推动业务过程实时性和自动化。这里我们可以让BizTalk服务器和世博会其他的应用系统和后台系统集成，不管后台是用SAP，IBM，ORACLE或者其他系统构建的。下面我们列出了BizTalk RFID的应用架构层次如下（图2）：图2 总的来说，微软BizTalk RFID为RFID应用的推广提供了一个功能强大的平台。它含有RFID器件设备的标准接入协议及管理工具，对RFID传感信号的处理引擎，并包括完整的逻辑处理能力。BizTalk RFID作为BizTalk Server R2的一个组件，还继承了BizTalk Server强大的业务流程处理能力和EAI能力。微软企业应用平台，包括.NET Framework, SQL Server, 开发工具和管理工具，为RFID应用的后台处理提供了强大的开发、部署和管理平台。 基于BizTalk RFID的微软的解决方案可以排除目前存在的很多技术障碍，它提供了在微软Windows平台上发现，管理RFID 设备并完成这些设备间相互通信的统一方法。BizTalk RFID 基础架构包括了开发人员所需要的所有用于构建RFID应用软件必备的模块和组件，而且具有即插即用、便于实施的特点。这样一来，所有对跟踪和控制产品的有用信息都可以通过使用RFID技术被详尽的记录下来。微软的解决方案就是通过为RFID设备增加一个软件适配层的方法将所有类型的RFID 设备（包括目前使用的RFID 设备，下一代RFID 设备、传感器以及EPC (电子产品编码) 阅读器）在微软Windows平台上整合成为“即插即用”的模式。 同时，对于应用开发商而言，这一框架的重要意义在于微软产品所特有的强大事件处理和软件管理机制。一个独一无二的事件处理引擎帮助开发者轻松的建立、部署和管理一个端到端的逻辑RFID处理过程，而该过程是完全独立于底层的具体设备型号和设备间信息交流协议的。正是因为在事件处理引擎中成功的利用逻辑设备这一模式，使得RFID数据处理过程可以真正的脱离应用部署阶段所要面对的设备物理拓扑结构，因而大大降低了设计的复杂性。 另外，BizTalk RFID 基础框架可以和诸如企业资源配置(ERP) 系统，以及其他一些专有业务系统很有效的配合在一起进行业务处理。这种良好的适应性使得应用该框架组建的RFID应用只需要进行非常少量的程序改动就可以和原有的业务系统软件配合得天衣无缝。 4.2基于商业智能的分析系统 如我们在上面描述的一样，微软BizTalk RFID 基础框架充分发挥了微软现有的并被实践证明了的技术和产品的作用，这些产品包括Microsoft SQL Server，Microsoft BizTalk，Microsoft Windows Workflow Foundation和Microsoft Dynamics。通过充分发挥这些平台的作用，我们可以从一个较高的起点来构建应用，因为这些平台软件为我们提供了有力的数据管理保障，智能的业务处理平台和规范的业务整合框架。 所有需要通过微软BizTalk RFID 基础框架处理的RFID数据，包括RFID事件信息都可以存储于Microsoft SQL Server这一强大的数据库管理软件所提供的数据库平台中。 Microsoft SQL Server所特有的智能业务处理能力具有自动分析处理复杂的业务数据的能力，比如通过数据库中的这些电子标签信息，世博会管理人员可以很容易的掌握门票销售情况和各种类型的票销售比例。此类商务智能信息处理能力可以为企业部署基于RFID技术的应用奠定坚实的基础。我们可以采用基于SQL Server的多维数据库功能对全部数据及其内在关系进行全面的描述。多维数据库将所有的数据分析需求集成为一体，使决策者可以通过多角度对数据进行分析。 针对我们票务系统的特点、横比与纵比，对于以分析门票主题，维