一卡通方案剖析.doc

一卡通解决方案第一章概述1、1前言随着信息产业的日异革新以及网络的迅猛发展，智能卡技术已被社会的各行各业所接受并应用，其中非接触式智能卡“一卡通”因其技术的先进、使用的便利、保密安全等特性越来越广泛地应用在各个领域，政府机关、办公大楼、智能小区、大型企业、商业消费、高速公路收费、校园、医院等，身份识别、停车场管理、门禁、通道控制、考勤、会议签到、人事资料、保安巡更、资源管理/电梯控制、消费/POS、图书管理、能源控制等是最常用的功能。一卡通系统以数据库和非接触式卡为核心，以计算机技术和通信技术为辅助手段，将某一范围内的各项基本设施连接成一个有机的整体，系统管理者和投资者可以通过同一数据库和软件平台方便的操控各种数据、实现管理，最大限度的提高管理效率，达到办公自动化，实现更高的投资回报率；使用者通过一张卡就可以完成开门、考勤、就餐、消费等公共设施使用等各项活动。1、2非接触式智能IC卡IC卡分为接触式和非接触式（Contactless Card）,接触式卡片存在着操作慢、环境适应性差、可靠性欠佳等问题，这此先天不足限制了它们在一些重要领域应用。九十年代中期出现的非接触式IC卡，以其独有的无接触过卡方式、独有的恶劣环境适应能力、优良的电气和机械特性、极高的安全性，受各界用户的青睐，而且将逐渐取代现有的接触式IC卡，成为应用最为广泛的主流卡。非接触式IC卡分为以下三种：射频加密卡（RFID）射频卡的信息存取是通过无线电波来完成的，主机与射频之间没有机械触点。其内嵌芯片除了存储单元、控制逻辑外，增设了射频收发电路。如HIDIndalaTiEM等。射频存贮卡（RFIC）射频存贮卡也是通过无线电波来存取信息。它是在存储卡基础上增加了射频收发电路。如MifareLegic等。射频CPU卡（RFCPU）射频CPU卡同样是通过无线电波来存取信息。它是在CPU卡的基础上增加了射频收发电路。非接触式IC卡由于采用射频技术，没有较统一的标准，市场上存在不同品牌、不同频率的卡片。这些卡片主要分为只读卡（只有一个ID编号，称ID卡）如：MOTOROLA、HID、TI、EM等，和读写卡（具有存储空间，称存储式IC卡）如：MIFARE等。随着网络的飞速发展和日趋成熟稳定，在智能大厦、智能小区、校园管理等这种局部“一卡通”系统中采用哪种类型的卡已变得不再重要，因为所有数据信息都在系统数据库中得到可靠保存。由此，采用何种卡来实现“一卡通”可由用户根据各卡特点并结合自己需求自由选择，这些特点包括：读卡距离远近、卡片厚薄、价位高低、是否具有存储空间等。鉴于本系统的特点，系统中将采用IC卡.一卡通的优势： 拥有自主核心技术体系，大力倡导并实施真正意义上的智能一卡通。所有子功能系统在一个完善的平台上有机结合，浑然一体，共用一个统一的数据库。具备以下的优势： 系统易维护性高：在中心集中对人员、卡及设备进行管理和配置，系统的管理、维护、用户的使用、卡片处理等只需操作一次既可完成，无需多次转换，极为方便； 系统可扩展性强： 系统具备丰富的终端设备，可以根据不同用户的需求灵活配置（扩充）不同的子系统，实现多种功能应用； 系统高效稳定运行：各子系统间无缝互连，数据共享，交换快，准确实效；全面检索、实时查询，及时生成统计报表。第二章系统总体建设目标和设计原则21系统总体建设目标一卡通管理系统运用先进的计算机网络技术、通信技术及非接触式IC卡技术，为一卡通应用领域提供现代化的管理手段，为用户提供方便、快捷和安全的服务。具体目标为：（1）IC卡各子系统的工作站和上位机居于系统的高速管理信息域，组成局域网一卡通。（2）各子系统工作站与现场控制点之间采用无线通讯方式。（3）一卡通系统数据库采用同一数据库管理，数据库平台用SQL2000或SQL2005，并对其数据库进行读、写访问。（4）各子系统基于计算机网络，管理中心对IC卡进行发卡等操作后，在各子系统中均能生效，只需发一次卡，实现了真正意义的一卡通。22系统设计原则先进性一卡通系统的建设要立足于当今国际先进且有发展前途并代表主流趋势的技术，由此实现的系统才可以随着未来信息技术的发展而能不断平滑升级。如：一卡通系统中网络通讯采用国际流行的TCP/IP协议，服务器采用微软公司window 2000操作系统，工作站电脑采用Win2000或者Window XP操作系统，数据库采用的是微软公司的SQL Server2000或SQL Server2005，前端应用程序使用Delphi开发而成。实用性一卡通系统应充分理解并分析用户各项管理的模式和特点，各应用系统的开发，应做到功能完善、使用方便、科技人性化并经济合理、切合实际、运作高效。同时可对特定需要及现场工程等的实际情况作出针对性的设计与灵活的解决方案。安全性系统的设计具有高度的可靠性，产品成熟性能稳定，保证系统长时间无故障运行，即便遭遇事故造成中断后也能确保数据的准确性、完整性和一致性，并可迅速恢复正常。系统严格控制管理员操作权限，可以采取安装防火墙、安装杀毒软件、网络数据库备份等来保证数据库服务器和各工作站的安全和正常运行。可实时取消挂失卡、黑名单卡的权限，防止冒用、滥用，确保了整个系统的安全性。系统的加密安全：卡号的安全性（防止重复卡、仿制卡、卡上金额非法修改等安全漏洞）：一卡通系统采用Mifare 1IC卡的加密功能，卡片的标识不是使用其本身的ID号而是该系统发卡时用户自定义加密写入的卡号， 通过以下两点达到高安全的目的：1、使用（读取）Philips Mifare 1卡的加密区，即用户（最终使用者）自己编写卡号/金额写入IC卡（发卡）。2、软件系统发卡时必须有系统认证密码、软件操作权限密码两者同时获得验证通过才能将卡号/金额写入IC卡（发卡）。每个系统采取用户自定义、独一无二的密码可发放卡片，完全杜绝卡号重复；另一方面只有本系统的读写卡器才可读写出卡号，在不知道密码和卡号写入方式的情况下卡片无法被复制。从而保证了整个系统数据、财务的高安全性。扩展性一卡通系统在容量和功能上不仅能满足目前用户的需求，而且由于系统的标准化和开放性兼容性使其易于扩展以保障用户今后的扩容和升级，系统可随意增加现有系统的控制设备，也可增加新的系统组成更大的一卡通系统。第三章 一卡通系统总体说明31网络结构说明局域网一卡通系统由两部分组成：设备控制网和管理信息网。各子系统管理电脑通过RS485或TCP/IP连接和控制硬件设备；一卡通各子系统的管理电脑和数据库服务器之间的数据访问等基于TCP/IP的局域网络，结构图如下：32软件体系架构从功能上看，一卡通软件由以下几部分组成：1.系统人事资料子系统：完成对整个一卡通系统的人事资料添加、卡片管理、读写器设备管理等操作。2.门禁管理子系统：与门禁机通讯，控制和管理门禁机，可实时监控和查询门禁信息。3.考勤管理子系统：考勤规则设置、班次定义、排班、考勤登记、考勤报表分析统计和导出报表等。4.消费子系统：单价消费、定值消费、分时段定值消费与记次消费，在保证账户的安全性前提下，可分别按部门、人员、窗口、时间段等来分析和统计消费数据导出财务报表。系统管理员负责统一发卡、挂失、换卡等操作，整个一卡通系统的各级操作权限以及系统的基本参数设置都在此软件中完成，此软件是一卡通系统中不可缺少的部分，其它子系统则根据实际情况选择安装或随时增加扩展，整个系统以“1+X”的方式形成有机一体，操作性和可扩展性极强，是名副其实的真正的一卡通。第四章 各子系统功能描述4.1、人事资料子系统4.1.1、概述此系统包括人事管理、卡片管理及读写器设备管理等功能模块，4.1.2、中心管理设备介绍1、发卡器产品外观型号读卡类型读卡距离技术参数F-9可读写可充值Mifare 1卡050(mm)通讯接口：RS232、USB通讯速度：38400 bps电源输入：DC12V静态功耗：1W工作温度：-560工作湿度：10%90%尺寸：130*95*30mm2、管理电脑根据系统实际情况可选用普通电脑或工控电脑，每个子系统一台或几个子系统共用一台。3、打印机可选配用于打印各种报表。4、通讯配件：通讯转换器是管理电脑上的软件系统与的控制机之间数据交换的通讯设备，根据实际情况和具体要求可选用如下几种： 图1：（5台以下机器可选） 图2:（10台机器以上机器可选） 图3：（20台机器以上可选）4.1.3、 软件介绍本系统是一卡通系统的中央管理部分，运行于管理处或一卡通管理中心，控制和管理整个系统的基本设置，并完成统一发卡、挂失、解挂等全局性操作。系统管理主界面如下：4.2、考勤管理子系统4.2.1、系统概述考勤管理系统其目的是为单位的考勤提供方便、快捷和现代化的管理，提高效率和节省人工成本。该系统集感应式卡技术、计算机技术与自动控制技术于一体，在硬件上可以选用考勤机也可用门禁机来做考勤，软件已包含人事管理。整个系统以后可以扩容到一卡通。4.2.2、功能特点考勤系统功能如下： 1、产品特性：l标准2.8寸TFT真彩显示，操作方便，显示直观；l记录存储：在10万条记录内可以补采；l刷卡间隔检测：可设置自由刷卡时间间隔和重复刷卡时间间隔；lU盘下载记录，大大减少工程量；lIC机型：触摸屏键盘：寿命长，时尚美观；l外壳采用亚克力面板技术，时尚美观；2、集中管理l管理中心统一对各考勤点进行考勤记录采集。l管理中心对考勤统一分析和统计数据。l系统所有设置和操作，都在软件上集中完成。l可以集中查询、打印等。3、脱机使用考勤主机本身已具备存储功能，相当于一台小型电脑，在脱机情况下考勤机能把考勤刷卡记录存储在机器上，等管理中心发送指令需要接收数据时，考勤机把自身存储的刷卡记录传给PC电脑.考勤管理系统其特点如下：l使用非接触式卡，减少了卡的磨损，方便用户使用。l考勤机采用液晶中文显示，刷卡时直观显示。l可以任意设置班段和排班，软件设计完善，满足各种需求,无论多复杂的上班制度都能满足，自动区分节假日的加班。用迟到、早退、误工、旷工来区分不同程度的不正常考勤。报表项和每项的打印位置客户都可以自己调整。l防雷击设计（10KV500A反应速度1-10纳秒）l适应市电电压波动(开关电源设计，输入范围AC180V250V)l支持TCP/IP协议；lID（EM）/IC；4.2.3、系统结构考勤管理电脑工作站可以有多台，每台工作站都访问一卡通数据库服务器上的数据，通过RS485、TCP/IP或者U盘上传/下载考勤机，其系统结构图如下：4.2.4、设备介绍考勤系统设备主要有RS485通讯考勤机、TCPIP考勤机和U盘上传/下载脱机考勤机。考勤机具体介绍如下：考勤机产品图片：产品特色：l显示：彩屏，l标准64*128点阵规格，操作方便，显示直观；l记录存储：8万条记录l刷卡间隔检测：可设置自由刷卡时间间隔和重复刷卡时间间隔；l多种通讯方式的机型选择，工程方案更加方便化和个性化l外壳采用亚克力面板技术，时尚美观；产品说明：l具备人员刷卡出入记录、系统管理人员登录等情况的查询、报表统计、输出等lIC（Mifare）识别模式；l中文晶显示，刷卡姓名、卡号等信息；l可脱机使用，也可实时采集考勤刷卡记录；l外接电铃等设备，支持最大8个不同时间点的打铃；通讯方式：RS485、TCP/IP、U盘 技术参数：l人员管理：1000枚；l 记录容量：80000条；l 认证方式: 指纹. 密码 .ID卡 .IC卡l 语言显示: 中文简体.繁体.英语l读卡类型：IC/ID卡；l读卡距离：50mm；l读写时间：小于1s；l机体显示：中文液晶，绿色背光显示；l通讯接口：USB、TCP/IPl 拒真率（FRR）：1%；l供电电压：DC5V；静态功耗：5W；l工作温度：-560；l工作湿度：10%90%；l外观尺寸：195*145*44mm；l重量：800g；4.2.5、软件功能特点考勤软件功能强大、思路清晰、操作简便易学易懂，根据软件的使用和操作步骤分为“帐套管理”、“考勤规则”、“考勤登记”、“考勤报表”、“当月寿星”等五部分；一.帐套管理：便于考勤的报表管理，即设置考勤报表的开始时间和结束时间；在新的月份开始时，系统会自动提示操作员建立新的帐套；添加帐套修改帐套删除帐套刷新二考勤设置：为了计算出每个员工的日考勤报表、月考勤报表，方便起见进行一些计算规则设置。具体分为通用考勤规则、班次定义、班组定义和排班等四个子模块；显示界面如下：三.考勤登记：考勤登记是考勤系统中的一个手动输入考勤情况的模块，此功能类似刷卡记录。主要是一些特殊的考勤情况，如手工补卡、节假日登记、调休登记、停工待料、替班登记等；考勤登记的界面如下：四.考勤报表：4.5、消费管理子系统4.5.1、系统概述消费系统其目的是使消费行为变得方便、快捷，提高消费效率和节省消费需配备的人工成本。该系统集感应式IC卡技术、计算机技术及通讯技术于一体， 消费方案的消费方式有四种：单价消费、定值消费、分时段定值消费和记次消费等四种消费模式。单价消费适合用在工厂餐厅、学校食堂、小卖部、内部商场或超市，支持脱机工作，只负责从卡上扣款，刷卡记录存储在消费机上，同时也可选择配小票打印机对每次消费根据消费者需要打印收款票据。针对于超市等有第三方系统管理和计算消费金额的地方，所购商品的条码扫描和金额累加和计算都由专业超市管理系统完成，消费者在最后支付时不选择现金，就像刷银行卡支付一样，工作人员在消费机上输入需支付的总金额，持卡人刷一下IC卡即完成支付。后台把消费机中的消费数据接收到管理中心即可和超市进行对帐和财务处理。定值消费、分时段定值消费适合用在工厂餐厅、学校食堂等场所，支持脱机工作，只负责从卡上扣款，刷卡记录存储在消费机上，每次刷卡消费时都会从IC卡上扣除消费机上设置的定值金额；同时也可选择配小票打印机对每次消费根据消费者需要打印收款票据。后台把消费机中的消费数据接收到管理中心即可和超市进行对帐和财务处理。记次消费适合会所收费点本身已配备电脑，并且同一个点要收几种消费(比如会所中的健身、球类、游泳等)的情况，一个消费点基本配备为一台电脑、一个读写卡器、和一套收费终端软件，持卡人刷卡，系统即可从中心数据库中调出持卡人的姓名、照片以及余额等信息，工作人员可选择当前消费的类别输入要扣款的金额即可完成支付。四种消费方式共一张卡和对应一个账户，但记次消费和其他的消费模式不可以混合使用。4.5.2、功能特点不定额消费系统：不定额消费系统采用可存储IC卡(一般是Mifare 1卡)，机器自带键盘，可以一件一件输入具体的购买项来消费，此种消费系统，用户的账户金额在卡上加密保留了一份，同时电脑数据库中也有一份。IC卡具备电子钱包的功能，适于对外、人员相对复杂的公共消费场所，如食堂餐厅消费、商场购物消费(类似刷银行卡消费一样，消费机可连接单联票据打印机，处理速度比刷银行卡消费要快一倍以上)等基本功能及特点l使用方便，只需轻轻刷一下卡就完成消费；l采用高可靠行业公认的美国原装内置电池存储芯片，保证了数据的可靠存储不丢失；l通讯加密和严格验证，杜绝了通讯过程中的数据丢失；l具有LED显示，显示应扣金额，卡中余额；l卡上金额密码由最终用户第一次启用系统时自行设定，保证了资金的独立和安全性；l卡片数据严格加密，非本系统所发的卡杜绝使用，外人无法复制和修改卡片数据，保证了系统的安全性；l定额消费和不定额消费方式可切换；l可设定每次最高消费限额；l可设定当天最高消费限额；l具有挂失、换卡等功能，卡片丢失，换一张卡，卡上的金额不会丢失，仍可正常消费；l系统详细记录有每次消费的消费时间、金额等信息；l可脱机或联网使用；l消费机可脱机驱动独立小票打印机打印每笔消费票据；l系统支持补贴发放和方便的自助充值功能；l软件操作简明，功能强大，可以按部门、按人、按天、按餐厅统计分析消费记录及报表；消费管理系统独特之处：l 针对不同的场合，提供最优、最省的解决方案；l 不同的消费方案可配合在一个系统中使用，各自发挥其优点；4.5.3、系统结构4.5.4、设备介绍产品图片：挂式（LED显示） 挂式（液晶显示） 台式（液晶显示） 台式（LED显示）功能特点：l双LCD显示：双屏液晶显示，绿色背光灯，l标准64*128点阵规格，操作方便，显示直观；l多种消费模式：单价、定值、分时定值、计次消费等多种消费模式；l安全消费限制：当日最大消费限额、单次消费额限额，提高用户卡安全度；l多个时间段：可以设置多达4段的消费时间段，非消费时段打卡无效，刷卡时间段可跨天设置；l分组消费：可以进行消费分组，指定不同分组的用户卡在相应的消费机刷卡；l卡有效期：有卡片启用日期和终止日期检测功能；l卡数据安全双备份：交易金额双备份机制，实现钱包自动及时纠错；l刷卡间隔检测：可设置自由刷卡时间间隔和重复刷卡时间间隔；l消费模式定时自动切换：可实现不同定值分时段自动切换；l记录存储：LED显示32000，液晶显示60000；l高等级硅胶键盘：按键寿命可达到300万次以上；通讯方式：RS232/485、TCP/IP；技术参数：l电源：电压DC5V；功率 5W；l工作环境：温度：050；湿度：10%99%；l读卡类型：Mifare 1卡；lIC卡工作频率：13.56MHz；l读写范围：0-50mm；l读写时间：小于1s；l存储容量：最大可保存6万条消费记录；l系统最大发卡容量：6万张卡；l黑名单管理数量：6万个；l通讯方式：RS232/485、TCP/IP；l通讯距离:RS485通讯距离1000之内；TCP/IP通讯100之内；l金额精确到角；l通讯防雷防强电保护；l防油烟蒸汽、防水淋，IP66级防护等级；l内置备用电池，可工作5-8小时；l体积：280*180*95mm（卧式）；200*240*55mml重量：800g；4.5.5、软件功能特点说明软件主窗口如下：消费系统参数设置：消费管理：餐厅管理：包括餐厅增减、餐厅消费机的增减、餐别参数下载等操作；餐别定义：最少4个，最大8个时间段；备注：设置的餐别时间段不可以有时间重复的情况，否则会造成数据统计不正确；报表查询：各类消费报表、充值报表、金额汇总等报表的查询；4.6、门禁管理子系统4.6.1、系统概述门禁系统是指基于现代电子与信息技术，在建筑物内外的出入口安装电子自动识别系统，通过持有表征身份的识别物来对人（或物）的进出实施放行、拒绝、记录等操作的智能化管理系统, 为大门门禁控制、考勤管理、智能楼宇系统、高安全性、机密出入口管理、证券交易管理安全方便的出入控制，其目的是为了有效的控制人员（物品）的出入，并且记录所有进出的详细情况，实现对出入口的安全管理。作为智能弱电系统中的一种安防系统，门禁系统集自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术，体现了现代智能化管理的要求。目前，国内外研制和使用的门禁系统主要集中在刷卡门禁系统和生物识别门禁系统。在刷卡门禁系统中，作为门禁系统前端的卡片，是进出人员的身份证明，不同类型的读卡器使用不同的卡片，可以是磁卡、ID智能卡和其它相关功能的卡片。磁卡、成本较低，是目前市场主要的卡类识别产品。 在生物识别门禁系统中，它依靠对人体的生物特征的分析辨别来进行身份验证。这种身体特征主要包括指纹、声音、掌型、面部、虹膜等。众多的用于身份验证的生物识别技术中，指纹识别技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的解决方案。指纹是人体独一无二的特征，具有随身性、唯一性、不可复制性、绝对保密性，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征。指纹识别技术是目前最成熟最稳定的验证识别技术。指纹门禁考勤一体机正是整合目前主流识别技术与一体的控制器，能适合各种场所和各类人群的多种综合应用安防管理,同时通过控制器采集进出数据和软件操作实现考勤功能。4.6.2、功能特点门禁系统功能如下： 1、产品特性：l标准2.8寸TFT真彩显示，操作方便，显示直观；l记录存储：在10万条记录内可以补采；l刷卡间隔检测：可设置自由刷卡时间间隔和重复刷卡时间间隔；lU盘下载记录，大大减少工程量；lIC机型：触摸屏键盘：寿命长，时尚美观；l外壳采用亚克力面板技术，时尚美观；2、集中管理l管理中心统一对各门禁点进行出入记录采集。l管理中心对门禁统一分析和统计数据。l系统所有设置和操作，都在软件上集中完成。l可以集中查询、打印等。3、脱机使用门禁主机本身已具备存储功能，相当于一台小型电脑，在脱机情况下门禁机能把刷卡出入记录存储在机器上，等管理中心发送指令需要接收数据时，门禁机把自身存储的刷卡记录传给PC电脑.门禁管理系统其特点如下：l使用非接触式卡，减少了卡的磨损，方便用户使用。l门禁机采用液晶中文显示，刷卡时直观显示。l 集合考勤个性功能独有上班、下班、外出和返回4个个性化考勤功能键，免除排班等复杂的软件操作l 支持多用户、多部门组合开门和分时段、限制管理，让管理更科学。l 支持实时监控和远程访问，让您千里之外，也可随时管理。l防雷击设计（10KV500A反应速度1-10纳秒）l适应市电电压波动(开关电源设计，输入范围AC180V250V)l支持TCP/IP协议；lID（EM）/IC；4.2.3、系统结构门禁管理电脑工作站可以有多台，每台