一卡通系统0507.doc

江森自控怡海科技 区检综合楼智能工程/一卡通系统第三章 一卡通系统一、系统需求分析随着信息技术的迅猛发展,对大厦的通信自动化、办公自动化和管理现代化都提出了更高的要求。结合其它智能系统，在大厦内采用非接触式IC卡一卡通技术，将大大提高企业的综合管理水平和管理效率，为企业员工提供一个安全、便捷的环境。综合区检综合楼的职能及招标项目要求，其一卡通系统具体需求如下：楼层房 间门禁考勤会议签到消费备注一层大楼管理中心2装备仓库行政办公室1装备仓库1双开门枪弹库1大会议厅1电梯厅3二层装备仓库2双开门三层档案库2双开门档案阅览室2双开门走廊通道门1四层走廊通道门1审讯室21双开门监控工作室21双开门标准层走廊通道门11双开门十层通讯总机房2计算机网络中心31双开门走廊通道门1双开门十七层走廊通道门1双开门十八层走廊通道门1双开门法医检验室2照相室1黑白暗室1十九层办公室7二十层健身房1双开门食堂4二、系统特点 我们为区检综合楼提供的大厦一卡通管理系统是建立在大厦结构化综合布线系统之上，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，为大厦的各项管理功能提供现代化手段，以提高管理质量和水平。与其他的一卡通系统相比，我们的一卡通系统主要有以下特点： 1、先进性本大厦一卡通系统的建设立足于当今世界先进且有发展前途的技术，系统能随着未来信息技术的发展而不断平滑升级，如：一卡通系统中网络通讯采用了国际流行的TCP/IP协议，服务器采用了微软公司的NT操作系统，数据库采用的是微软公司的SQL Server7.0，前端应用程序使用Delphi ，Visual C+开发而成。 2、实用性 大厦一卡通系统充分体现了区检综合楼内部管理的模式和特点，各应用系统的功能完善、使用方便、切合实际、运作高效。 3、安全性 系统采取服务器上安装软件、网络数据库备份、管理人员分级按权限操作、实时更新黑名单等多种有效措施，确保整个系统的安全性。 4、扩展性 系统在容量和功能上不仅能满足目前用户的需求，而且也易于扩展以保障用户今后的扩容和升级，如：当前档案管理系统、电子巡更及停车场管理系统并不列入招标项目，所以暂不作设计，但如以后需增设这些系统，可以方便的作为子系统添加到一卡通系统当中，各子系统之间可以实现无缝连接；另外，系统还可以灵活增设信息点，利用Web查询支持模块和Internet网，实现远程快速查询；通过远程传输模块，还可以通过现有的电话网、互连网构架广域门禁系统。 5、二级网络 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，采用以太网，通过路由器可连接企业局域网和广域网，包括Intranet和Internet；子系统工作站与现场控制点之间采用传统的控制网RS-422作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接。 6、支持ODBC访问 一卡通系统数据库支持ODBC访问，楼宇管理系统（BMS）可通过局域网与其建立通讯连接，并对其数据库进行读、写访问，为BMS集成提供了全面支持。 7、一卡通行 单位员工获得发卡中心授权的非接触IC卡之后，可实现身份识别、电子门禁、考勤、会议签到、食堂消费（还可利用系统的可扩展性增设档案管理、电子巡更等子系统）多种功能，真正做到“一卡通行”。三、一卡通系统解决方案及其技术描述1、网络结构说明及区检综合楼一卡通系统配置一卡通系统结构示意图如一卡通系统网络结构图所示（综合区检综合楼的需求，电子巡更、停车场管理、会议表决三个子系统暂时不列入本设计范畴，但由于本一卡通系统是模块化的，可以很方便的把这两个系统嵌入进去而成为一卡通系统的组成部分）。非接触式IC卡一卡通系统实际上由两部分组成：实时控制域和管理信息域。低速、实时控制域采用了传统的控制网RS-422作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接；一卡通各子系统的工作站和服务器则位于系统100M带宽的管理域（区检综合楼局域网），还可通过路由器与广域网相连。区检综合楼一卡通系统配置如下：，一卡通服务器采用区检现有的LH3服务器，以保护区检原有的投资；另设门禁考勤管理计算机1台，用作门禁及考勤的管理；另设消费管理计算机1台，用作消费管理；会议签到管理计算机1台；作会议报到管理用。由于一卡通各子系统的工作站和服务器是运行在大楼局域网（以太网）之上，它们之间的信息共享都是通过区检综合楼的局域网来进行的，因此，上三台管理计算机，可以放置在不同的管理部门里由相应的人员做管理，而一卡通服务器则可以放在计算机的中心机房，这就是一卡通系统的分布式结构的优点所在。至于发卡管理中心的设置问题，出于信息安全的角度考虑，应由有关部门如行政部门来管理，区检有关部门只要在办公室的计算机里装上本系统配置的IC卡发行软件并通过一卡通系统的授权，便可进行发卡。另外，还可根据需要，授权各子系统的管理工作站对子系统本身发行IC卡（例如，经过一卡通授权后，可以在消费管理工作站上进行卡片充值，在门禁管理工作站上发行门禁临时卡等）。2、一卡通系统数据流特点我们为区检综合楼提供的一卡通系统的数据交换方式可分为两类：1） 业务数据流：它是指一卡通子系统内从服务器到工作站，工作站到服务器及各工作站之间的数据流，通过大厦局域网进行传输。一卡通系统的业务数据流都触发对数据库的某种操作。由于一卡通系统的各个模块功能可能分布于不同的部门，为使这些模块之间的数据同步和实现快速高效的WEB查询，中央数据库是必须的。同时，为了减轻服务器的负担，又要尽量做到数据的分布式处理。这使一卡通系统的数据库分为两部分：1中央数据库：位于服务器上。2本地库：运行在各管理子系统工作站上。本地库与中央数据库之间的同步数据流有三个方向： a) 中央数据库-本地库； b) 本地库-中央数据库； c) 本地库-本地库；2） 控制数据流：工作站与其所带设备之间的控制数据称为一卡通的控制数据流，通过RS422总线进行传输。由于一卡通系统控制的门禁、消费机、考勤机、会议签到机等等设备，控制方式包括以下几种：a) 控制本机设备；b) 控制本局域网其它机器的设备;c) 控制异地异网设备; 这样，控制数据流有以下几个方向：a) 本机-本机设备；b) 本机-本局域网其它主机-设备;c) 本机-本地网络-异地网络-异地主机-设备;第一个控制流是纯粹的控制数据，它在某一主机本身的422总线网络上流动。其它两种都存在中间过程：事实上，控制数据首先变成网络业务流数据，然后在目的主机被解析还原成控制数据，再通过目的主机的422总线网络流到设备。3. 软件体系架构1） 从内部组成上看，一卡通软件由以下几大模块组成：（1) 设备通讯模块：用于各控制主机与其所控制设备之间的通讯；（2) 网络通讯模块：用于各模块之间在网络上的数据通讯，基于TCP/IP协议和socket机制。（3) 中心数据库：储存一卡通系统所有的数据表；（4) 本地数据库：储存本工作站所需的数据表；（5) 数据库操作模块：对数据库操作的存储过程和触发器（位于后面）；（6) web查询支持模块：支持网络查询的模块，基于HTML机制。2） 从功能上看，一卡通软件由以下几部分组成：（1) 设备管理子系统：用于管理一卡通的所有设备，包括主机、控制设备等等，负责设置其各种通讯参数，包括主机号、串号口，波特率等；（2) 门禁管理子系统：实现电子门锁控制，出入时间记录；（3) 消费管理子系统：对内部员工消费实现统计、查询；（4) 考勤管理子系统：对内部员工实施考勤统计；（5) 会议签到管理子系统：对以会人员进行统计分析；（6) 停车场管理子系统：对进出大厦停车场的所有车辆实现集中控制和管理；(该子系统不列入招标项目，暂不作设计，但可看今后的需求进行扩充)（7) 卡片发行子系统：在一卡通实施的范围内进行各类授权操作；3） 系统软件选型综合考虑实际的使用环境、成本、可移植等因素，我们的数据平台选用微软公司的SQL Server7.0；网络操作系统采用微软公司Windows NT4.0；前台应用程序：采用Delphi、 Visual C+开发而成；网络数据通讯：采用TCPIP协议，基于Socket机制，使用VC编程。数据库平台：采用微软公司的SQL Server7.0。Microsoft SQL SERVER是Windows NT操作系统中的分页式的客户/服务器技术，这种高级的数据库平台，在现有网络中，提供了系列的事务解决方案，其特点是：（1）高性能的设计: 可达到最大2GB（V7.0版达4GB）的内存和若干TB的硬盘，完全优化的32位结构用以均等Windows NT。（2）可伸缩的对称服务器结构: 通过动态地在处理器之间平衡用户的工作量，保证了单处理器或多处理器硬件的高等级的伸缩性。（3）系统管理: 利用Windows NT上的SQL SERVER的图形化工具，只需少量的工作、可在本地或远程羰上进行安装、配置和管理。（4）分布式处理: 远程的存储程序提供了一个透明的、分布式的服务器到服务器的通讯机制，并应用了两个阶段提交协议。（5）数据完整性: 系统故障时，自动地前翻后翻恢复，自动的死锁检查和处理。（6）高可用性: 数据库镜象保存了数据库或事务处理日志的映象。在线备份使系统不致中断。（7）开放的数据库联接: 适用ODBC的客户机与SQL SERVER或其它常用数据库通讯。（8）网络集成: 可以平滑地操作通用的网络和协议及多种主机。（9）更大程度自我管理: 使远程SQL Server可以在更大程度上实现自我管理。这个功能是用与内核(调度、事件/警报、复制)相互作用的服务实现的，可对这些服务编程，以实现自动的、无人看守功能。（10）良好的工具: 为数据库管理人员(DBA)提供很好的工具，使他们的管理从被动转为主动。通过一个全面的事件/警报处理模式，允许管理人员为某些特定特定情况和某些困难情况(如数据库日志将满)定义修正性动作，这些动作可以由事件和警报触发。网络操作系统：采用微软公司Windows NT4.0。 Windows NT是Microsoft公司推出的基于Client/Server结构的企业级操作系统,它是一个业界最具发展前途的多用户多任务网络操作系统。在性能上,可以与UNIX相比拟,但在使用、管理等方面都比UNIX更具优势。Windows NT的主要特点如下:（1）提供与Windows 类似的操作界面,管理起来十分方便。（2）与硬件平台无关,可支持Intel,Alpha,MIPS,Power PC等多种平台。（3）可伸缩性强,支持工作TCP/IP,SPX/IPX,Netbeui等各种网络协议。（4）内置安全机制,控制用户、组等访问权限,达C2级安全性。（5）支持FAT,NTFS等多种文件系统,其中NTFS具有高可靠性的特点。（6）支持多线率,多处理器硬件结构。（7）Windwos NT的一些关键特征包括对主要系统的访问被动态平衡和平均分配在任何可利用的CPU上;并且NT对磁盘与网络I/O进行专门优化,极大地提高了I/O能力;NT中的虚拟内存管理能力也相当强,用户程序不可能破坏系统进程空间。（8）Windows NT 是一个强壮高容错能力的操作系统,具体体现在：可恢复的文件系统、磁盘在线备份、磁盘阵列RAID5支持及C2级安全性等。（9）Windows NT特别适合于作为Client/Server方式下企业级的应用服务器与办公系统服务器,也十分适合于作为Internet/Intranet服务器。（10）Windows NT4.0通过使用TCP/IP、IPX/SPX及NetBEUI协议的组合，在异型网络上也可以发挥作用。更重要的是对Windows NT Server4.0同时运行多种网络协议的能力，不需要用户额外的支出。前台应用程序：采用Delphi、 Visual C+开发而成。Delphi是Borland公司推出的可视化开发平台，它是当今世界上优秀的Windows开发工具之一。它可以创建任何一个Windows应用程序，功能强大。Delphi的开发平台界面包括“菜单”、“对象栏”、“工具栏”、“特征编辑器”、“窗体编辑器”、“代码编辑器”。其功能块与VB差不多，只是Delphi的开发界面更简洁、功能区更分明。Visual C+ 一直是Microsoft公司综合性最高、最复杂的软件开发产品。它提供了很高的编程能力和方便性，它的多种多样的工具能适合各种编程风格。Visual C+ 6 在原有特性之上又作了巨大的改进。新的特性包括更方便的应用程序编程、编制与查错，更强大的ActiveX和Internet技术则支持更多的数据库组件选项和新的应用程序体系结构与用户界面元素，如Internet Explorer 4格式的控件。网络数据通讯：采用TCPIP协议，基于Socket机制，使用VC编程。随着UNIX操作系统的广泛应用，套接字（Socket）成为当前最流行的网络通信应用程序接口之一。Windows Socket API是Microsoft Windows的网络程序接口，它包括一个标准的Berkeley Sockets功能调用的集合，以及为Windows所作的重要扩充。扩充的功能调用都冠以WSA（Windows Sockets Asynchronous）前缀，表明它们都允许异步的IO操作，并且采用了符合Windows消息机制的网络事件异步选择机制。这些扩充有利于开发者更好地利用Windows的消息驱动特性，设计出高性能的网络程序。四、各子系统配置与功能1. 授权发卡管理中心 根据实际的需要，授权发卡管理中心可设区检综合楼的任意的一间办公室里，建议设在对IC卡发行具有最高管理权限的部门里，例如行政管理部门，管理人员通过在该管理部门计算机上安装本一卡通系统提供的非接触式IC卡发行软件，来对IC卡进行发行。1）发卡本着一人一卡的原则。卡片发行后，可以在一卡通实施的范围内进行各类授权操作，如门禁、考勤、消费等等。2）发卡系统发行两种类型卡,分为内部卡及临时卡;内部卡由持卡人长期保存且持卡人的身份固定;临时卡用于外来人员临时持有使用,但使用完毕后应交还卡片管理处 。发卡 发卡模块包含内部卡发行及临时卡发行两种操作：（1）在内部卡发行时应选中某一持卡人，通过读写器读入卡号，并输入持卡人设定的密码，即完成发卡操作，该持卡人的所有权限自动被赋于该卡，发行卡片时，如该持卡人已有正常持卡纪录，将不再发卡。（2）临时卡发行时针对数据库某一特定纪录，可无限制发行，发卡完毕，由推广使用部门管理，如停车场进口处。以上IC卡含有抵押金，在发卡时自动将抵押金在执卡人充值纪录中扣除。卡片挂失（1）当卡片不慎丢失时，可申请挂失，挂失时须同时输入持卡人密码。临时卡不做挂失处理。（2）当卡片挂失，持卡人可选择是否补发新卡，新卡发行，原挂失卡中所有余款自动转入新卡账户，同时扣除被挂失卡押金。卡片激活（1）当IC卡寻回后，应在发卡中心办理激活手续，即通过读入卡号来取消挂失。也可电话通知发卡中心，输入个人信息，来进行激活操作。卡片激活需要个人密码。（2）当持卡人已领取新卡，挂失卡进行退卡处理，持卡人的储蓄账户上补回挂失卡押金。退卡（1）在持卡人不被授权于一卡通网络内活动时，应通知该持卡人办理退卡手续。（2）当持卡人必须退卡但手中无卡的情况下，其个人账户将被扣除卡片押金（持卡人的卡片挂失情况除外）。退卡后持卡人可到财务部门进行结算。修改密码 持卡人不慎忘记密码，可凭个人证件在发卡中心更改密码。换卡 IC卡因非人为损坏造成失效（不读卡），应为执卡人免费办理换卡手续，即旧卡收回，输入新卡信息。凡是人为损坏，进行退卡操作，再补发新卡。卡类型维护 用于调整卡片押金。2. 门禁管理子系统 从前面的系统需求分析可知，区检综合楼的门禁控制系统共有48个门禁点（其中单开门33个，双开门15个），对整栋大楼的重要进出口进行全天候的监察及控制。1） 门禁系统结构图（见下页） 2） 门禁系统功能： 当员工进门时只需持卡靠近读卡器进行读卡，读卡器接到IC卡信息后，门禁控制器首先判断该卡号是否合法。如合法则发出“滴”一声，绿灯点亮，同时开锁，并将该卡号、日期、时间等信息保存以供查询。否则门不打开，红灯亮，蜂鸣器发出“滴滴”两声。门禁系统主要功能有：存储功能控制器将读卡器传来的所有记录信息存储于EEPROM 中，并与设定的内部信息核查对比、整理加工、以作为查询或考勤的详细资料。集中管理功能 工作站可建立用户资料库：用户1、用户2等，定期或实时采集每个门的进出资料，同时可按各用户进行汇总、查询、分类及打印等。控制器的各种参数均可通过门禁管理工作站设置。权限管理功能本系统可实现多级权限管理功能，发卡中心可设置每张卡的开门权限。异常报警 当有人非法闯入、门锁被破坏等情况出现时，系统会发出报警信息传输到管理中心。3）系统配置及产品说明系统配置综合区检综合楼的管理特点，拟在大厦管理中心设门禁管理计算机一台（该计算机同时兼作考勤系统管理计算机），作为整个大楼门禁系统的管理；共配一控二门禁控制器（PK-381）17个、一控一门禁控制器（PK-380）17个、读卡器48个、电子阴锁（Effeff15CA）31套（单开木门用）、单开门磁力锁(R210600M)2把（计算机中心机房单开玻璃门用）、双开门用磁力锁（R220600MD）15套。门磁开关63套（每个双开门配2个，单开门配1个）、开门按钮48个。产品说明读卡器：PK-R350/W26 Mifare读卡器、感应距离 2050mm A、 功能读卡器的主要功能为将IC卡中的的信息读取到控制器中及将控制器的信息写入IC卡中（读写卡） B、特点读卡器的主要特点：无源、免接触、使用寿命长，防水、防尘、抗静电干扰，适应各种恶劣环境控制器：控制器的主要功能是储存控制权限信息以及将来自读卡器读取的IC卡信息和控制权限信息进行比较，最终给出相应的输出控制信号。PK-C381双门控制器 一个控制器接二个读卡器，标准接口：可接各种Wiegand读卡器。 双8路TTL电平输入，可按门磁，开门按钮等。 双3路继电器输出，可控制各种不同的电控锁、报警、启动摄像机等。 8路TTL电平输出。 可脱机或联网使用。 联网数量不限。 可设置3个时间段，每个时间段起始值任意定义。 每张卡均可设置休息节假日，1周内任意设定。 开门延时可设定。4）门禁安装如下图所示：天花板控制器12V DC 220V ACRS422通讯电缆 布线管布线管3. 考勤管理子系统 本系统设计的目的是为实现员工考勤数据采集、数据统计和信息查询过程的自动化；方便员工上班报到，方便管理人员统计、考核员工出勤情况，方便管理部门查询、考核各部门出勤率；有效地管理、掌握人员流动情况。 非接触IC卡考勤管理系统由非接触IC卡、非接触IC卡考勤机和非接触IC卡考勤管理主机、考勤管理软件及通讯网络组成。管理计算机通过大楼局域网与一卡通服务器进行数据交换，通过网络控制器与处于RS422网的考勤机交换数据。考勤管理计算机与门禁管理计算机共用一台，以节省系统投资。根据招标项目要求并结合区检综合楼的应用实际，拟在一楼电梯厅设考勤机3台，用作全体员工的上下班考勤。1）系统功能(1) 打卡记录处理:当操作人员将门控制器信息提取完毕后，执行此功能，系统将按每人的班次自动处理每天上下班的打卡记录；无须按时间处理，系统自动识别未处理数据，处理完的数据系统将不会再处理。(2) 请假登记:当员工不能正常打卡时，可在此登记请假原因，以便考勤时电脑自动处理考勤类别。(3) 考勤查询及维护:当做完考勤记录处理时，可在此功能中查到员工每天考勤记录；允许在此维护员工的考勤记录；可通过此功能将考勤记录以文件格式转入其他管理系统中。(4) 考勤处理: 考勤数据处理：当打卡记录处理完毕后，可以执行此功能；考勤数据处理主要处理员工每天的考勤情况（包括迟到、早退、旷工、请假、加班）；(5) 手工签卡:当员工出勤记录有误时，通过此功能更正员工的出勤。(6) 请假登记:当员工不能正常打卡时，应在此登记请假原因，以便考勤时电脑自动处理考勤类别。(7) 考勤查询及维护: 考勤记录维护：当做完考勤记录处理时，可在此功能中查到员工每天考勤记录；允许在此维护员工的考勤记录；可通过此功能将考勤记录以文件格式转入其他管理系统中。(8) 进出记录查询: 当操作员从门控制器中提取完信息后，可在此功能中看到具体员工出入门号和时间；此功能不可修改表中数据。(9) 报表输出：包括员工信息表、控制器用户信息列表、员工出勤报表等。2）PK-650考勤机介绍 适用于飞利浦Mifare非接触式IC卡 具用液晶显示时钟及卡号信息。 持双卡不可操作，防止代考勤现象。 可控制各种不同的电控锁。 配有开门按钮接口。 可脱机或联网使用。 联网数量不限。4. 消费管理子系统 消费子系统设计的目的是为了将充值后的IC卡作为单位内部信用卡在消费机上使用，以代替现金流通，实现单位内部消费电子化，制度化。1）系统配置非接触式IC卡消费管理子系统主要由管理计算机、消费终端、通讯网络、非接触式IC及其管理软件组成，管理计算机通过大楼局域网与一卡通服务器进行数据交换，通过网络控制器与处于RS422网的消费终端交换数据。根据前述的需求分析，拟在食堂设消费点4个，以方便单位员工的消费及食堂的财务管理。2）系统功能消费管理主要维护消费数据。主要有消费数据的查询、统计以及卡片金额的充值等功能。（1） 消费数据消费数据处理主要处理由各消费点汇总来的数据。提供各种查询方法以方便用户查询。主要查询方法有：a) 按编号查询b) 按卡号查询c) 按种类查询d) 按地点查询e) 近日期查询各查询方法可以独立设置也可联合设置，可以从管理端直接输入消费数据，以方便因某种原因不能从消费点输入数据的情况。可以修改、删除由消费点端输错的数据。(2) 充值设置充值设置主要为用户所持卡进行充值。充值模块提供多种充值方式。用户可以根据实际情况或自己喜欢的方式充值。主要充值方式由：a) 按部门定位某人充值。b) 按员工号定位某人充值。c) 按卡号定位某人充值。d) 直接刷卡充值。e) 按部门给所属部门所有人充值。f) 按员工号范围给所有范围内的员工充值。前四种方式的任何一种方式都可以自动定位到该员工所在的部门，并列出该员工的所持卡号、显示该员工的详细信息、以及所持各卡每次充值记录。适合单卡或单人充值用。本模块可以处理一人多卡情况，即如果某员工持有多张卡，则通过第四种方式（直接刷卡）时，系统自动定位到该卡的持有人所在的部门及其它详细信息，该卡的卡号以及该卡所有充值记录。后两种充值方式主要为具有同种属性的一批员工充值。选择部门或选择员工编号范围便可为所选范围内的员工所持内部卡一次性地充值，如果充值成功，系统会统计出本次充值人数，以方便用户核对。另外，每次充值记录都记载当前的操作员代码。以便核对。(3) 统计和报表统计和报表则针对消费记录进行统计和汇总，形成汇报表。主要可以生成以下几种报表：a) 消费点明细报表按各消费点的消费项目统计出各消费项目的汇总报表。b) 消费点汇总报表按各消费点统计出各消费点的消费总额数据报表。c) 部门明细报表按部门统计出各部门各消费点的消费总额数据报表。d) 部门汇总报表按部门统计出各部门消费总额数据报表。e) 个人消费明细报表按员工号或卡号统计该员工或该卡各消费点消费汇总报表。f) 个人消费汇总报表按部门统计出该部门中所有员工消费总额报表。g) 个人充值明细报表按员工号或卡号统计出该员工或该卡每次充值数据报表。h) 充值汇总表统计出某一时间段充值总额数据报表。每一种报表都可以选择时间范围并可以根据不同的报表设置不同的统计条件，以方便用户得到自己的统计效果。统计报表界面容易扩充。如果用户需要适合本公司需要的其它报表，可以方便地加入统计