IC卡技術(shù)“一卡通”系統實(shí)際應用的設計

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：國建筑電氣   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月15日

隨著(zhù)IC卡技術(shù)應用的不斷發(fā)展，特別是可讀寫(xiě)的非接觸IC卡技術(shù)的發(fā)展，使得“一卡通”應用的范圍擴展到了更廣的弱電領(lǐng)域。但一味地追求新技術(shù)和“一卡通”的理念實(shí)現，并不能給實(shí)際應用帶來(lái)成功，反而會(huì )造成資金的浪費，造成整個(gè)系統的不穩定。本文以一旅游度假村的弱電系統的“智能卡”系統的設計來(lái)闡述在實(shí)際工程應用中“一卡通”系統設計的合理性。 

　　國內某處旅游度假村，占地十幾萬(wàn)平方米。內部包括：主題公園、賓館酒店、度假別墅、租車(chē)租船等多項旅游服務(wù)項目，涉及綜合布線(xiàn)系統、計算機網(wǎng)絡(luò )系統、數據庫管理系統、衛星及有線(xiàn)電視系統、安全防范系統、酒店管理系統、智能門(mén)鎖系統、停車(chē)場(chǎng)管理系統、智能卡消費管理系統等。作為該旅游度假村的各項收費管理系統，最理想的便是“一卡通”的系統。該卡具有： 
     
    （１）酒店的門(mén)鎖鑰匙功能； 
    （２）酒店內娛樂(lè )消費功能； 
    （３）度假別墅的鑰匙功能； 
    （４）租車(chē)、租船的付費功能； 
    （５）主題公園內各種消費的付費功能； 
    （６）停車(chē)場(chǎng)進(jìn)出及付費的功能等。 
    　　 
    走遍全度假村無(wú)須攜帶現金和金屬鑰匙，一切通行、消費均以“卡”實(shí)現。實(shí)現這樣的“一卡通”系統在前幾年可能有一定的難度，但在目前IC卡的技術(shù)條件下已是可以實(shí)現的。目前的“一卡通”技術(shù)在旅游度假村的工程實(shí)踐，是否合適及必要，實(shí)現后的系統是否穩定，則是弱電設計工程師所必須考慮的，這也是整個(gè)弱電系統工程能否成功實(shí)現的可能性、可靠性的基礎。 
     
    1 系統需求分析 
    　　 
    作為旅游度假村對“一卡通”基本的需求是上面所提到的6項。但針對這些項目是否要采用“一卡通”及“一卡”走遍全村的系統解決方案，則要視各個(gè)系統的實(shí)際需求、各個(gè)系統的主流設備的技術(shù)程度以及各個(gè)系統的網(wǎng)絡(luò )關(guān)聯(lián)技術(shù)（針對“一卡通”的應用的各個(gè)系統的網(wǎng)絡(luò )連接）而定。具體分析如下： 
     
    1.1 酒店客房及度假別墅的房門(mén)的鑰匙 
    　　 
    酒店客房及度假別墅的房門(mén)的鑰匙，需要使用IC卡來(lái)代替金屬鑰匙。通過(guò)IC卡的發(fā)卡系統設定要開(kāi)的鎖，以及有效使用時(shí)間（根據客人所交款的情況和預定的天數）。開(kāi)鎖的數據可以自動(dòng)記錄在鎖內的存儲器中，并不需要在線(xiàn)實(shí)時(shí)了解門(mén)鎖的開(kāi)閉情況，只需在需要時(shí)通過(guò)比較簡(jiǎn)單的方法讀取鎖內數據，如手持采集器或手提PC機通過(guò)RS232接口等。對于實(shí)際的酒店的門(mén)鎖管理這些功能已足夠用。在線(xiàn)的實(shí)時(shí)監控門(mén)鎖的情況（開(kāi)、閉）以及哪張卡進(jìn)入的數據的實(shí)時(shí)記錄，（酒店的門(mén)鎖只有一到二張的IC卡的進(jìn)入，沒(méi)有門(mén)禁系統的多卡進(jìn)單門(mén)的情況）同時(shí)數據備份到后臺數據庫中。這些現代在線(xiàn)式門(mén)禁的概念及功能在酒店及別墅房門(mén)的鑰匙的管理上已沒(méi)有多大的必要。 
     
    1.2 酒店內的娛樂(lè )消費 
    　　 
    酒店內的娛樂(lè )消費，需要使用IC卡來(lái)代替現金付費的形式。通過(guò)酒店內的消費讀卡機讀取客人的IC卡，核對該卡的有效性后，通過(guò)后臺的數據庫，對數據庫該卡的金額進(jìn)行扣減來(lái)實(shí)現客人的刷卡付費形式的消費。這種方式刷卡消費實(shí)質(zhì)上有兩種模式，一是刷卡消費的消費機或消費工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò )到后臺SQL數據庫中進(jìn)行扣減的同時(shí)也將IC卡內相同金額的數據（可讀寫(xiě)卡）進(jìn)行扣減（先執行扣減IC卡的操作，對于后臺數據庫的數據若遇到網(wǎng)絡(luò )繁忙時(shí)可留在現場(chǎng)的消費機和消費工作站中，過(guò)后再發(fā)給服務(wù)器的數據庫）。二是刷卡消費時(shí)消費工作站并不改變IC卡的內容（只讀卡），而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )核查該卡的有效性，再從后臺數據庫中扣減所消費的金額。 
    　　 
    在管理上第一方案比較合理，所對應的是可讀寫(xiě)的IC卡技術(shù)，第二種方案對應的是只讀卡的IC卡技術(shù)。但接觸式的IC卡所應用的酒店娛樂(lè )消費管理軟件由于其較長(cháng)的應用時(shí)間因而比非接觸式的IC酒店管理軟件要成熟、穩定。對于度假村的酒店消費從實(shí)際需求的角度上看，所有接觸式只讀式IC卡的刷卡消費系統可以滿(mǎn)足需要。 
     
    1.3 租船、租車(chē)、主題公園的各種消費 
    　　 
    租船、租車(chē)、主題公園的各種消費，均是使用IC卡在遠離后臺服務(wù)器的消費機或消費工作站上進(jìn)行不付現金的刷卡消費。這些消費點(diǎn)的消費終端遠離后臺中心服務(wù)器的SQL數據庫，并通過(guò)遠距離的總線(xiàn)或計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)現連接和數據交換。由于距離和網(wǎng)絡(luò )的原因，實(shí)現實(shí)時(shí)的后臺數據交換對網(wǎng)絡(luò )的要求較高，所以在這種IC卡的應用中采取刷卡既扣減卡內的金額并同時(shí)在消費機上和消費工作站或者（POS）消費工作站上存儲數據，在計算機網(wǎng)絡(luò )后臺的SQL數據庫與消費工作站所進(jìn)行的數據交換可根據網(wǎng)絡(luò )的空閑間隙非同步進(jìn)行。對于這種遠距離的刷卡消費，目前可讀寫(xiě)的非接觸IC卡的技術(shù)應用比較多，而接觸式可讀寫(xiě)的IC卡前幾年有過(guò)一些應用，由于非接觸IC卡的發(fā)展逐步地失去了市場(chǎng)，所以相關(guān)的設備少有廠(chǎng)家生產(chǎn)。由于存在遠距離的數據通訊問(wèn)題，采用只讀式IC卡必須與后臺SQL數據庫聯(lián)系方能確認消費，這樣會(huì )有讓客人等待的可能存在（這在酒店里消費不一樣，可刷卡后不能馬上結算，要等服務(wù)員給送回去。 
    　　 
    在度假村的租船、租車(chē)、主題公園的各種消費則是馬上要實(shí)時(shí)交割的，否則要讓后面的人等待）。所以根據這樣的需求，該系統采用非接觸式的可讀寫(xiě)的IC卡系統及相關(guān)的消費管理軟件比較合適。 
     
    1.4 停車(chē)場(chǎng)進(jìn)出及付費 
    　　 
    停車(chē)場(chǎng)IC管理系統的發(fā)展也是一條由接觸式的磁卡到接觸式的IC卡直至目前的非接觸式的長(cháng)距離IC卡的過(guò)程。由于停車(chē)場(chǎng)的刷卡距離較遠（從司機到車(chē)外的擋車(chē)桿前的讀卡箱上的讀卡機），用接觸卡是不方便的，而且刷卡的環(huán)境比上述的幾個(gè)系統的條件要差，所以對長(cháng)距離的非接觸式IC的需求最強。根據這一基本的要求，該系統采用非接觸式的只讀式中、長(cháng)距離IC系統及相關(guān)的停車(chē)場(chǎng)管理軟件比較合適。 

綜上所述，根據適用性、經(jīng)濟性的原則，對度假村的各個(gè)智能卡系統需求分析，在不考慮“一卡通”集成的情況下，各系統的情況如下： 
     
    （1）酒店門(mén)鎖使用接觸式IC卡（非在線(xiàn)式）的解決方案； 
    （2）酒店內娛樂(lè )、消費以接觸式IC卡（在線(xiàn)式）的解決方案為佳且已經(jīng)長(cháng)期應用于酒店管理系統中； 
    （3）度假別墅的門(mén)鎖鑰匙使用接觸式IC卡（非在線(xiàn)式）的系統來(lái)實(shí)現； 
    （4）租車(chē)、租船的消費采用非接觸式的可讀寫(xiě)IC卡（在線(xiàn)式）的解決方案； 
    （5）主題公園內消費系統亦同（４）方案； 
    （6）停車(chē)場(chǎng)進(jìn)出及付費以采用非接觸的中、長(cháng)距離的只讀IC卡的系統為佳。 
     
    2 “一卡通”系統的分析 
    　　 
    組合以上的6個(gè)管理系統，若采用“一卡通”則需要將各個(gè)系統向一個(gè)方向靠攏，要滿(mǎn)足最高的分系統要求，均使用可讀寫(xiě)的非接觸式IC卡。在系統（1）、（3）、（6）的讀卡機采用只讀式讀卡機，在系統（2）、（4）、（5）的讀卡機采用可讀寫(xiě)式的讀卡機。對（2）、（4）、（5）、（6）采用在線(xiàn)式的系統以及后臺服務(wù)器和SQL數據庫系統。需調整（1）、（2）、（3）的設備檔次，并需編寫(xiě)相應的酒店管理軟件與之相配合，這樣的系統設計方案在理論上是可行的。但在實(shí)際的工程應用上將要遇到各系統集成后的一系列工作穩定性的問(wèn)題和新的酒店管理軟件在實(shí)際使用中與管理結合時(shí)的修改的工作，再就是由此所帶來(lái)的整個(gè)系統的成本提高。 
    　　 
    各子系統的集成目前的方式大多采用將工作站工作于一Windows NT的工作平臺上，使用TCP/IP的協(xié)議，服務(wù)器運行系統集成軟件和SQL數據庫，各工作站共同享用服務(wù)器SQL數據庫的數據；各工作站使用RS232串口的轉換成RS485或RS422總線(xiàn)與各前端的控制器、消費機進(jìn)行通訊；控制器與讀卡機采用門(mén)禁標準的WEIGAND通訊接口進(jìn)行通訊；讀卡機、消費機內的讀卡機采用高頻無(wú)線(xiàn)電與IC卡進(jìn)行通訊，如此組成“一卡通”的系統集成結構。 
    　　 
    IC卡的數據通過(guò)高頻無(wú)線(xiàn)電傳送到讀卡機和消費機；讀卡機通過(guò)WEIGAND通訊接口傳送到控制器；消費機、控制器將數據通過(guò)RS485、RS422總線(xiàn)傳給子系統管理工作站；管理工作站通過(guò)以太網(wǎng)與服務(wù)器的SQL數據庫聯(lián)接。這樣完成從IC卡內的數據向數據庫的傳送。反之SQL數據庫的數據也按同樣的路徑向下傳送到可讀寫(xiě)的非接觸的IC卡上，以完成一個(gè)完整的數據通訊（開(kāi)關(guān)門(mén)、進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)、付款等活動(dòng)）。 
    　　 
    在這一系列的通訊過(guò)程中，IC卡與讀卡機的高頻無(wú)線(xiàn)電通訊、讀卡機與控制器的WEIGAND格式的數據通訊、工作站與服務(wù)器之間的以太網(wǎng)的通訊均有國際上通用的通訊協(xié)議可使用，并可使用現成的國際大公司的標準產(chǎn)品。而對于一個(gè)通訊環(huán)節：消費機、控制器與管理工作站的總線(xiàn)通訊不是很統一。 
    　　 
    雖然目前國際上有大公司的產(chǎn)品及一整套解決方案，由于價(jià)格的原因國內大多采用標準的消費機、控制器與自主開(kāi)發(fā)的總線(xiàn)通訊接口和通訊協(xié)議及系統管理軟件來(lái)實(shí)現系統的整合。這個(gè)總線(xiàn)上的通訊可靠性成為系統穩定的一個(gè)關(guān)鍵。 
    　　 
    在酒店管理方面，前幾年基于接觸式IC卡的酒店門(mén)鎖及消費管理的酒店管理軟件已經(jīng)過(guò)了時(shí)間的考驗。目前少有廠(chǎng)家推出非接觸式的IC卡酒店門(mén)鎖（成本是主要原因）及相配合的酒店管理軟件系統，這樣使得產(chǎn)品的選擇余地很小。 
     
    3 務(wù)實(shí)地選擇智能卡系統 
    　　 
    基于上節的分析，對酒店門(mén)鎖、別墅門(mén)鎖的管理遠沒(méi)有提高到要求在線(xiàn)式和讀寫(xiě)IC卡內數據的時(shí)候，為實(shí)現“一卡通”的應用，花錢(qián)將度假村內數量最大的門(mén)鎖進(jìn)行非接觸式IC卡應用的改造，便顯得投資效力不高?？紤]到整個(gè)系統的實(shí)效性和可靠性，有二種方案可供選擇。 
    　　 
    首先，不一味追求“一卡通”的實(shí)現。對于酒店、度假村別墅的門(mén)鎖系統，仍然采用接觸式的IC（只讀式、非在線(xiàn)式）系統，配合多年應用下來(lái)的酒店管理系統。對于主題公園、租車(chē)、租船、停車(chē)場(chǎng)等采用非接觸式的IC卡在線(xiàn)系統。針對酒店的消費管理系統則可視消費管理軟件的功能及成熟情況在接觸式和非接觸式IC卡系統中選擇。換言之雖不是“一卡通”，雖然對外說(shuō)起來(lái)不是很響亮，但就系統的成熟性和經(jīng)濟性較真正的“一卡通”要實(shí)在得多。 
    　　 
    同時(shí)，技術(shù)核心還是“二卡通”，只是特制一批將接觸式IC卡和非接觸式IC卡做在一體的智能卡（停車(chē)場(chǎng)的長(cháng)距離刷卡功能不能制作，因長(cháng)距離的有源卡的厚度的原因），以實(shí)現表面上的一卡走遍全度假村的概念。 
     
    4 結束語(yǔ) 
    　　 
    工程設計不同于科研開(kāi)發(fā)和科學(xué)實(shí)驗，使用者所要的是成熟可靠的產(chǎn)品而不是新技術(shù)、新概念的實(shí)驗平臺。這就使得工程設計人員多從使用者的角度上來(lái)設計規劃系統，以達到滿(mǎn)足管理的實(shí)際需求，以此為第一目標來(lái)進(jìn)行系統設計。