非接触式IC卡公交收费系统解决方案

非接触式IC卡公交收费系统解决方案一、现状分析 城市公交的系统经过多年的运作，在管理上已日趋完善，但新的课题又呈现在我们的面前。“零钞不够”，这是实行无人售票以来乘客与公交公司之间最大的矛盾。“无人售票”对车辆的承运速度和业务管理无疑起了很大的促进作用，但是由于“不设找赎”，对身上没有足够零钞的乘客来讲，肯定是增加了经济负担，这正是推行 “无人售票”之后，乘客最大意见之处。还有假币流行，给企业和政府带来巨大的损失。“无人售票”需要完善，另外随着经济环境的变化，取消月票，也是势在必行。非接触式IC卡技术的推出为实现城市公交自动收费提供了现代技术的支持。 为了适应公共交通发展的需要，满足和方便广大市民出行，提高企业效益，提升运营与管理的科技水品，加速城市公共交通事业的现代化建设，提升城市公共形象。深圳市永豪电子有限公司一直致力于开发非接触式IC卡城市公交自动电子收费一卡通系统，以非接触式IC卡做为存储介质，结合计算机技术、网络技术等信息技术，为用户提供一个良好的信息平台。二、公交系统效益分析1、 经济效益 (1) 加快乘客上车速度，减少车辆停站时间,加速车辆周转等于减少车辆。 (2)学生采用学生计费后刷卡依然给予优惠，老年人采用老年计费刷卡给予优惠。用IC卡替代月票及钱币方式，最终取代月票，消除福利月票的种种弊病，对促进管理，加强经济改革，打破大锅饭具有重要的意义，并为最终减少公交企业亏损，减少依赖政府补贴创造前提。 (3) 及时掌握客流情况，科学合理调度而创造效益。 (4) 可以节省无人售票点钞工作人员的费用。 (5) 广告费收入，IC卡面可印广告，抵消IC卡的部分成本。 (6)可以预收票款，增加企业周转资金。 (7)有效制止了假币的流通。2、社会效益 (1) 可以提高公共交通的服务档次，符合建设国际城市的目标。目前我们所选用的系统，香港、澳门在九五年才小规模使用，西欧、澳大利亚等国也是近年才使用，与国际先进水平同步。 (2) 可以方便市民，减少社会现金流通量。现在由于市面上缺少零钱，乘车购物很不方便，使用IC卡后，一卡在手，可以乘坐所有公共汽车。IC卡的使用将来还可以推广到小巴、出租汽车、地铁、购物商场等处，一张卡可以在各处使用。 (3) 可以提高车辆运行效率，节省乘车时间。采用非接触式IC卡，完成一次收费过程仅需一秒钟时间，比插入式卡和磁卡（约秒）及投币（约秒）的速度大大提高。由于收费速度提高，车辆缩短运行时间，等于节省乘车时间。 (4) 收费及统计全面自动化管理，有效堵塞漏洞，杜绝可能发生的管理人员贪污及假票现象。 (5) 非接触式IC卡美观大方，携带方便，不易破损，可长久保存。 (6) 非接触式IC卡有庞大的内存空间，可预留为其它方面领域开发应用。实现一卡多用的新管理模式。如大型企业内部营运系统，员工的乘车卡还可用于考勤、门禁、售饭系统等。三、公司介绍 深圳市永豪电子有限公司是一家以研发为主，集开发、生产、销售为一体的高新技术型企业。多年来专业致力于IC/ID卡智能化和生物识别技术应用领域的尖端科技产品，为客户提供智能化考勤、消费、城市公交、门禁“一卡通”全面的应用解决方案。主要有感应卡考勤系统、售饭系统、城市公交系统、门禁系统、收费系统、水控系统、指纹考勤系统、物业管理等系统的软硬件产品，广泛应用于企业、机关、校园、小区、城市公交一卡通的智能化建设。 “一卡通”（子）系统软件使用SQLServer+Delphi开发平台，拥有很好的兼容性；相关智能化应用设备外观大方、细节精工；系统稳定、操作方便、可持续升级。 永豪公司秉承“开发员工价值、推动企业发展、促进行业进步”的经营理念，不断优化管理、技术和营销团队，构建全面、规范的销售服务体系，持续不断的为客户提供最佳解决方案、优质的应用设备和全面系统的专业服务。 “关心客户利益、关注市场需求”已经成为深圳永豪赢得客户认可、行业关注的核心能力。为更好的服务终端用户，公司已在全国160余个中心或二级城市设立代表处，其规模、深度随着市场的需要也在不断的递增和延伸中、。四、系统设计的依据和标准 本方案的设计是依据以下的资料进行设计的： 中国金融集成电路（IC）卡规范 中国金融集成电路（IC）卡应用规范 商用密码管理条例 建设事业IC卡应用技术规范 CJT3087-1999建设部标准城市公共汽电车收费设备电子收费机应用技术条件 ISO/IEC 14443非接触式IC卡国际标准 GB 68332（3、4、5）87电子测量仪器电磁兼容性试验规范 全国IC卡应用发展规划国家金卡工程办公室五、方案的目标 以IC卡作为充值与扣费方式，以交通一卡通应用平台为基础，以计算机系统为信息处理方法的现代化信息管理系统。将收费数据进行统一的清算管理，一方面方便乘客以卡进行收费支付，三地通用；另一方面系统将一天的运营的营业额信息，进行清算，提高工作效率和服务效率，最终为企业的宏观调控及建设提供科学的决策, 并提升企业现代化的管理手段。六公交系统方案1、总体设计方案 根据一般公共汽车公司的现状，我公司建议系统采用三层运作管理模式，在公共汽车公司建立统一的系统管理中心，每台汽车安装专用的车载收费终端，采用数据采集设备将车载机的数据定时下载拿到管理中心，并建立一定数量的发卡、充值点，建立移动充值点采用转账机为乘客进行充值：2、收费模式 根据公交的实际情况，一般公交的IC卡收费模式将采用一票制、多票制同时并存的方式。 一票制收费：对于一票制收费系统，系统在启动前，公交车载机内设有级别的收费金额标准（发行卡片时对卡片进行设置），乘客无论在那里上车，缴纳的乘车费用相同。 乘客在进行消费时，将卡片在设备前的感应区晃动一下卡，车载机感应到卡片后，首先对卡片的合法性进行验证，验证通过后对卡片进行扣费，上述操作完成，车载机完成了对乘客卡的收费，乘客可以搭乘汽车。 车载机存储所有的在一个工作日内发生的交易记录，在指定时间内，将所有的交易记录通过采集器送到服务器后台。 分段收费：对分段多票制收费模式，可以采用以下几种方式之一： （1）手持POS机方式：这种方式下，要求有专门的售票员操作，售票员采用手持式POS机进行按需刷卡售票。 （2）上车刷卡，下车刷卡方式：上车刷卡记录一个标志，下车刷卡比对标志，并自动扣费。 分段多票制收费模式对比图： 为什么分段多票制要查票？ 线路长，乘车的费用就不一样。杜绝乘客的不自觉行为。分段多票制收费仍然保留常规的有人售票时的车票票据，由售票员发放给乘客作为收费凭证以备下车时可能的验票。作为辅助手段，公交公司不定期派出查票组上车进行随机抽查。目前，分段多票制收费：深圳公交系统采用手持POS，一张卡只能一个人刷一次，中途可以再次刷卡（以便查票，刷过卡就不扣钱，没刷过就扣钱）。 对于分段多票制收费，我司认为采用手持POS较为可行，它具有独一无二的方便性，还有手动输入不同金额。3、票卡类型 卡种类，本系统有三种，分别为普通卡、学生卡、老人卡；而贵司要采用一票制，软件开户时，可将卡片的类型定好。比如：学生卡0.8 元，普通卡1.0元，老人卡 0.5元。 （1）普通卡：乘客在购买普通卡时，如果登记了身份证，该卡可以凭身份证进行挂失等服务操作，否则不予挂失。卡金额不足，可到任意充值点充值。挂失功能可用，也可不用。 （2）学生卡：学生优惠卡只能由学生凭学生证购买。该卡只限于本人使用，不可带人，不可挂失。开户时，可根据学生的学年制来限定刷卡时间。比如到2008年01月01日，该卡就过期。过期刷卡报警，该卡只有经过再次授权后才能使用。 乘客使用学生优惠卡时，车载机首先检查是否在刷卡有效期功能，如果在，就可刷卡扣费。 （3）老人卡：该卡是一种面向社会发行的优惠卡，老人卡是一种优惠卡，初次申请时，本人需持老人优待证、身份证、本市户口本，在公交公司指定的地点办理。购卡时需交租（押）金25元。 老人卡是个人化卡，只限本人使用，不可带人刷卡。老人卡使用时有语音及声光提示，具有严格的时间限制，每半年在公交公司指定的地点进行有效性核查、充值，超过有效期的老人卡将视为黑卡处理。4、公交收费系统拓朴图 采用单一网络软件：在各个点，可根据权限，分配发卡、充值及下载数据。可根据需要多设网点，移动充值点。5、公交系统软件 A、软件分为公交系统软件、加密软件和调试软件等组成。 公交系统软件设计主要是数据采集跟有关，分为两种：一为客户端与服务端软件；二为单一网络软件； 客户端与服务端软件：客户端负责开户、充值，将客户端中的数据导出形成文本格式，再经网络，传到服务中心，从服务端中导入文本。车载机数据处理可在特定一个的点做数据采集汇聚，再导入到中心服务器；或是直接将采集器拿到中心服务器统一管理。 单一网络软件：每个地方的电脑都装上同一个软件，每个地方的软件都联到服务端的软件后台数据库中，这样数据可实现实时查询数据，便于挂失及各项操作。注：管理中心电脑要申请固定IP地址，以便客户端调用。 两者对比分析： 按贵司的要求，应采用单一网络软件。 B、IC卡初始化系统 用于乘客卡来卡初始化、公交系统软件加密的操作。 由发卡器、初始化软件等组成将空白卡的初始化，初始化后,在空白卡内形成专利编号，认定读写器密码及存取权限等。卡的初始化是防止非法伪造的重要环节。C、单一网络软件系统公交系统大概流程图 以上为软件的各功能及流程。包括：开户、充值、挂失、解挂、注销、流水下载及各报表查询等。对于挂失这块，目前所有的大型公交系统都是做不记名，不挂失处理。当然，我们的系统具备有记名及挂失功能，可用也可不用。 D、调试软件 主要用于车载设备的调试，初期调试操作。这个软件比较方便。6、公交系统设备A、车载机 读卡距离：IC卡5cm 打卡速度：0.1秒 通信接口：RS232 外接电源：DC12V/1000MA 存储容量：10万条记录，断电不丢数据 工作环境：温度-10-50 传送速率：19200BPS 功能：具有刷卡扣费功能，刷卡时显示卡的姓名，语音报卡类型B、发卡器 读卡距离：IC卡5cm 打卡速度：0.1秒 通信接口：RS232 电源：USB取电 传送速率：19200BPS 功能：初始化、发卡、充值C、手持机POS、采集器 通信接口：USB 外接电源：DC12V/500MA 存储容量：10万笔记录 工作环境：温度-10-50 传送速率：19200BPS通讯速率 功能：(1)手持机POS ：有扣费功能、挂失、解挂等 (2)采集器：下载车载机及转账机数据、挂失、解持等D、转账机 电源： 220V AC 尺寸： 28225066/25mm 读写时间：0.1S 读写距离：IC卡5cm 外壳材料：工程塑料 通讯接口：RS232 存储环境:-300c-800c 操作环境:-200c-700c 存储数量:16000条记录 功能：开机具有密码识别，转账金额功能。7、非接触式Mifare 1卡介绍A、非接触式IC卡 系统的乘客卡采用非接触式Mifare 1卡，永豪电子公司生产的非接触式卡完全符合公交IC卡收费系统的所有技术要求和其它要求，它是基于飞利浦MIifare 1 MF1 ICS50 (简称M1)芯片封装而成的。很适宜应用于电子钱包、公路收费系统和公共汽车自动售票系统。其主要指标为： 容量为8K位EEPROM 分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位 每个扇区有独立的一组密码及访问控制 每张卡有唯一序列号，为32位 具有防冲突机制，支持多卡操作 无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路 数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次 工作温度：-4050(温度为90%) 工作频率：13.56MHZ 通信速率：106KBPS 读写距离：10mm以内（与读写器有关）B、IC卡的技术规格说明： 符合相关的技术标准: - 非接触式ISO/IEC14443 （包括MIFARE 1）； - 中国金融集成电路（IC）卡规范和中国金融集成电路（IC）卡应用规范； 应用特征 - 非接触界面的卡的工作范围 100mm； - 具有防冲突机制； - 射频通讯采用国际标准的DES和RES保密交叉算法； - IC卡的完整使用过程，包括防冲突、相互认证、数据的读、写和校验等，成功率不小于99.95%，其处理时间不超过300ms； - IC卡的EEPROM存储容量大于1K字节； - IC卡可反复改写次以上，读无限次，数据保存时间大于10年； - IC卡使用故障率不超过1/1000； - IC卡片温度适应能力超过-10C-90C 。C、通讯安全 MIFARE系统的读写模块（MCM）与感应卡之间采用相似的鉴别算法建立通讯，并使用随机数对通迅数据进行加密。该鉴别算法称为三次传递鉴证（Three Pass Authentication）。符合国际标准ISO97982。如下图所示： （1）感应卡产生并发送随机数RB给读卡器。 （2）读卡器将RB与密匙、读卡器序列号及随机数RA结合形成TokenAB发送给感应卡。 （3）感应卡解读TokenAB，判断读卡器的合法性。 （4）感应卡将RA、RB、密匙及芯片号相结合产生TokenAB发给读写器。 （5）读写器解读TokenAB，判别感应卡的合法性。8、施工安装 1、打开公交调试软件后，先设定串口号与发卡器及车载机通信。 2、在安装到汽车上之前，先将每台车载机接到电脑处设置机号、下传时间、清除机内测试内容。这一步也可以在安装后，用采集器来完成