公用事業(yè)智能卡預付費表應用系統
文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：劉華譜 白雪鵬 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月12日
1 公用事業(yè)計量收費技術(shù)的現狀與發(fā)展趨勢
在本世紀中期以前，由于受技術(shù)條件的限制，公用事業(yè)的計量收費問(wèn)題一直沒(méi)能得到很好的解決。很多國家采用將 戶(hù)用表安裝到戶(hù)外以解決查表問(wèn)題。
目前許多發(fā)達國家采用遙讀方式采集用戶(hù)用量數據，并通過(guò)用戶(hù)在銀行的帳戶(hù)進(jìn)行資金結算。在歐洲，許多國家采 用有線(xiàn)遙讀方式查表；而在美國等國家則采用無(wú)線(xiàn)遙讀方式查表。近年來(lái)，日本等國家又出現了通過(guò)電話(huà)線(xiàn)采集數據的在查表收費方面，國內卻一直延用著(zhù)原始落后的入戶(hù)查表收費方式。這種收費方式是先抄表、后收款，每月需要上門(mén)兩次。“先使用、后收費”的方式存在著(zhù)抄表收費擾民、人工收費成本高及資金回收周期長(cháng)等問(wèn)題。
IC 卡預付費表的應用徹底解決了查表收費難題，IC 卡技術(shù)的推廣應用，兼顧了企業(yè)和用戶(hù)的利益。
2 公用事業(yè)智能卡預付費表應用系統的組成
公用事業(yè)智能卡預付費表應用系統主要由以下三個(gè)部分構成：智能卡、預付費控制器、銷(xiāo)售管理系統。
預付費控制器由計量傳感器電路、微功耗單片機、微功耗閥門(mén)、電壓測試電路、防竊用電路、流量監測等部分組成。具有精確記數功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門(mén)自動(dòng)處理功 能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數據下載功能、數據顯示與聲音提示功能等。
銷(xiāo)售管理系統主要包括計算機、服務(wù)器、打印機、讀寫(xiě)卡器、POS 機、系統軟件、應用軟件等，完整的銷(xiāo)售管理系統可以實(shí)現密鑰管理、開(kāi)戶(hù)發(fā)卡、售氣管理、數據查詢(xún)、用戶(hù)管理、運營(yíng)管理等。
公用事業(yè)智能卡預付費表應用系統設計上采用最新的微功耗大規模集成電路、專(zhuān)用的低功耗閥門(mén)和先進(jìn)的表面貼裝工藝，并選用智能卡作為數據傳輸的存儲媒介，集用戶(hù)預付費、煤氣表自動(dòng)計費、狀態(tài)報警提示和防止竊用等功能于一體，是適應公用事業(yè)管理現代化的最佳計量器具。
3 公用事業(yè)智能卡預付費表應用系統工作過(guò)程
首先在銷(xiāo)售管理系統中建立用戶(hù)基本檔案信息，發(fā)行開(kāi)戶(hù)卡并充值。用戶(hù)將已充值的開(kāi)戶(hù)卡插入到智能卡預付費表中，預付費控制器讀取卡中數據，并判斷數據的有效性。若數據有效則開(kāi)啟閥門(mén)，允許用戶(hù)使用。同時(shí)，智能卡預付費表會(huì )將表的當前工作狀態(tài)、運行狀態(tài)等數據寫(xiě)入到用戶(hù)卡中。當用戶(hù)持卡再次充值時(shí)，管理部門(mén)能夠記錄用戶(hù)表的運行信息，以便監測用戶(hù)的使用情況。當智能卡預付費表檢測到用戶(hù)剩余用量不足時(shí)，將給出報警信息，提示用戶(hù)及時(shí)充值。當用戶(hù)剩余用量用盡時(shí)，智能卡預付費表將自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，直到用戶(hù)持卡充值并重新插卡后才能繼續恢復使用。
智能卡預付費表應用系統通過(guò)信息載體－智能卡實(shí)現信息的雙向傳遞，用戶(hù)現場(chǎng)使用的智能卡預付費表同公用事業(yè)公司的智能卡預付費表銷(xiāo)售管理系統之間通過(guò)智能卡建 立聯(lián)系，實(shí)現戶(hù)用計量?jì)x表使用的預付費管理。預付費控制器通過(guò)對戶(hù)用計量?jì)x表基表流量信號的檢測，來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，以達到控制用戶(hù)預付費使用的目的。
4 IC 卡的種類(lèi)及特點(diǎn)
IC 卡即智能卡，又稱(chēng)集成電路卡，是隨著(zhù)半導體技術(shù)和存儲容量的要求日益提高應運而生的。IC 卡芯片具有存儲數據和改寫(xiě)數據的能力，IC 卡存儲器中的內容可以根據需要有條件地供外部讀取，或供內部信息處理和判斷之用。根據IC 卡內所鑲嵌集成電路的不同，可以將IC 卡分成存儲卡、邏輯加密卡、智能卡（CPU 卡）等，它們各自具有不同的數據保護安全級別。
智能卡是在將EEPROM 芯片封裝在卡片上的同時(shí)，將微處理器芯片（CPU）也封裝在卡片上，外部讀寫(xiě)設備只能通過(guò)CPU 與IC 卡內的EEPROM 進(jìn)行數據交換，在任何情況下都不能再訪(fǎng)問(wèn)到EEPROM 中的任何一個(gè)單元。
5 公用事業(yè)智能卡預付費表應用系統的硬件及軟件設計
5.1 硬件設計
本系統硬件設計時(shí)還需要考慮的兩大因素是現場(chǎng)環(huán)境和操作人員技術(shù)水平。在實(shí)際應用時(shí)，現場(chǎng)環(huán)境與實(shí)驗室環(huán)境條件相比差異很大，而且不同地區的現場(chǎng)情況又有所不同。如北方地區冬季較為寒冷干燥，預付費控制器中的液晶及電池等器件的工作溫度范圍應符合實(shí)際工作環(huán)境需求；南方地區夏季多雨且氣候潮濕，預付費控制器中元器件的設計選型應充分考慮到這些因素，并加強預付費控制器特別是卡座等環(huán)節的整體密封設計。
5.2 銷(xiāo)售管理系統的軟件設計
銷(xiāo)售管理系統主要包括計算機、服務(wù)器、打印機、讀寫(xiě)卡器、POS 機、系統軟件、應用軟件等，完整的銷(xiāo)售管理系統可以實(shí)現密鑰管理、開(kāi)戶(hù)發(fā)卡、售氣管理、數據查詢(xún)、用戶(hù)管理、運營(yíng)管理等。
本方案充分利用了城市中星羅棋布的銀行服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，來(lái)實(shí)現IC 卡的發(fā)行和充值，同時(shí)銀行也能獲取大量的預付費沉淀資金并提高發(fā)卡數量。在每個(gè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)設立一到兩個(gè)IC 卡終端機（PC 機+IC 卡讀寫(xiě)器+ 打印機，或是專(zhuān)用的POS 終端），來(lái)服務(wù)于周?chē)木用裼脩?hù)。
在煤氣公司的銷(xiāo)售公司，建立一個(gè)銷(xiāo)售管理中心，它的核心是一個(gè)局域網(wǎng)，包括網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器、若干臺銷(xiāo)售管理工作站、若干臺用戶(hù)發(fā)行工作站以及打印設備等。
用戶(hù)發(fā)行工作站用來(lái)建立用戶(hù)檔案、發(fā)行初始IC 卡、售一定數量的煤氣等。銷(xiāo)售管理工作站負責分析全市的銷(xiāo)售情況，形成各種統計報表，并對銷(xiāo)售情況進(jìn)行分析。而服務(wù)器運行數據庫則存儲所有用戶(hù)的檔案和銷(xiāo)售記錄，并管理文件系統和打印任務(wù)。
銷(xiāo)售管理系統主要用于完成對城市居民用戶(hù)的檔案管理、智能卡預付費表的收費管理及運營(yíng)管理。系統分為前臺和后臺兩個(gè)版本，設計上采用客戶(hù)機/ 服務(wù)器體系結構，服務(wù)器端采用了Windows NT 操作系統及SQL Server 企業(yè)版數據庫，各種數據均存儲在中心服務(wù)器上。前臺微機既可通過(guò)局域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)中心服務(wù)器進(jìn)行收費，也可通過(guò)Modem、電話(huà)線(xiàn)、遠程訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)中心服務(wù)器進(jìn)行遠程收費，遠程訪(fǎng)問(wèn)需對通信數據進(jìn)行加密。本系統前臺辦理業(yè)務(wù)效率高，系統管理功能完善，后臺數據吞吐量大，運行可靠等優(yōu)點(diǎn)。
5.3 智能卡的密鑰生成及發(fā)行管理
在IC 卡預付費系統設計中最為關(guān)鍵的是安全性，安全性與密鑰的發(fā)行、管理關(guān)系密切。密鑰要實(shí)行分級管理，總控卡密鑰及DES 算法的關(guān)鍵信息分別由幾個(gè)人輸入，密鑰的產(chǎn)生、存放、使用都是以密文的形式出現，對應用系統來(lái)說(shuō)不可見(jiàn)，增加了破譯難度，提高了抗攻擊性。密鑰的管理應遵循售氣流程與密鑰的生成、管理無(wú)關(guān)的原則。
6 本系統的應用展望
本系統利用計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、大型數據庫技術(shù)、智能卡及其專(zhuān)用機具技術(shù)，解決了企業(yè)信息管理、用戶(hù)管理、交易自動(dòng)化和電子支付等問(wèn)題。本系統實(shí)現了工作流程自動(dòng)化，強化了公用事業(yè)公司的管理，減少了公用事業(yè)公司不應有的經(jīng)濟損失，保證了公用事業(yè)公司應收帳款的及時(shí)到位。既方便了公用事業(yè)用戶(hù)，也方便了公用事業(yè)公司基層工作人員。同時(shí)本系統具有良好的擴展性，為公用事業(yè)公司開(kāi)展新型業(yè)務(wù)和服務(wù)奠定了技術(shù)基礎和數據基礎，具有較好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，值得推廣應用?！ ?br />
(文/劉華譜 白鵬)
