YC数字化校园之校园一卡通.docx
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YC数字化校园之校园一卡通
企业一卡通系统
设计方案
认证企业
青海西宁新思科技有限公司
二零零七年一月
宇川智能可以为您带来什么？
宇川智能（Y&CIntelligent），专业从事智能卡一卡通应用系统的开发、生产、销售，创立于2000年10月。
Y&C为您带来安全、可靠的一卡通产品：
32位WI-FI功能消费机、感应式IC卡通用读写器、考勤机、售餐机、消费机、水控器、电控器；也为您带来全面、专业的一卡通解决方案：
校园一卡通解决方案、企业一卡通解决方案、后勤一卡通解决方案。
Y&C作为通过ISO9000认证企业，已获中国国家工业品生产许可，为您提供的全线产品均已通过电子产品电磁兼容性（CE）检验、中国国家强制性（CCC）认证。
2005年12月更获得深圳知名投资公司人民币600万元的风险投资。
秉承“产品就是服务”的信念，Y&C全力为您提供优质的产品、主动的服务。
我们的营销网络已遍布全国，有您的参与，我们以及我们各地的代理商、集成商将更加紧密配合，团结一致，推动实现智能卡应用产业的价值最大化。
第一章一卡通系统简介
概述
信息化是当今世界发展的潮流，积极推进国家信息化是我国国民经济和社会发展的重要战略举措，而教育信息化是国家信息化的重要基础。
在信息网络高速发展的今天，越来越多的信息均以数字形式进行交换和管理。
伴随着智能技术的高速发展和计算机应用的普遍推广，在企业信息管理中引入IC卡应用正逐步成为一种趋势。
同时IC卡的应用也正朝着由单方面应用（如食堂收费）向实现数据共享、资源共享的“企业一卡通”延伸和发展。
企业一卡通要求有较强的网络技术、智能卡技术和现代化金融服务、通讯服务的支持。
随着企业管理网络化、信息化和后勤服务社会化进程的加快，企业开发集校内消费和信息管理服务为一体的企业卡已经成为现实需求。
企业一卡通及其网络系统使企业员工可持IC卡作为身份识别的手段，用于考勤、门禁、公交、食堂刷卡等功能；作为电子交易的手段，将现金集中于企业财务部门，金额记入所有者的IC卡，作为企业内部的电子货币形式，可以用于企业内的小额消费；作为金融服务手段，可以通过企业一卡通平台将银行金融服务延伸，覆盖整个企业，提供查询银行信息（余额、明细），交纳大额费用等等服务；
数字化企业
本系统实现的企业一卡通系统是在数字化企业框架下的校园卡系统，是数字化企业的基础模块和重要组成部分，而不是孤立的单项功能的卡系统。
所以，在系统设计和实施上，必须考虑数字化企业的整体建设需要，必须提供系统的安全性、可扩展性和方便的系统接口。
数字化企业
提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高教育管理水平和效率的目的。
数字化企业建设的典型特点包括：
●对象是员工（学习、数字化生活）和管理人员（管理）
●数字化企业宗旨是服务，提供更高效的服务
●数字化企业建设的基础是IT工程
非接触式IC卡技术
一卡通系统的认证识别基本载体是非接触式智能卡，其英文全称是ContactlessIntegratedCircuitCard，又称射频卡、感应卡（proximitycard），是将具有存储、加密及数据处理能力的一个或多个集成电路芯片和感应线圈封闭于标准PVC卡片中，通过无线电波的数据信号完成对信息的存取、修改读写等并返回读卡器。
本方案采用的是IC的卡片,该卡具有32位的全世界唯一序列号，具有严密的逻辑运算和逻辑加密功能，具有防冲突机制，支持多卡操作以及有高达8Kbit的存储容量，分为16个扇区支持多种应用；每个扇区有自己的一组密码，可自定义每个扇区的访问条件，以确保用卡安全性。
这是目前主流的一种非接触式卡技术，以其自身的技术优势，正在逐步取代昨日的磁卡、条码卡、非接触ID卡系统。
以下为Mifare-1卡片技术参数
Ø容量为8K位EEPROM
Ø分为16个扇区，每个扇区分为4块，每块16个字节，以块为存取单位
Ø每个扇区有独立的一组密码及访问控制
Ø每张卡有唯一的32位序列号
Ø具有防冲突机制，支持多卡操作
Ø无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路
Ø数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次
Ø工作温度：
-20℃~50℃（湿度为90%）
Ø工作频率：
13.56MHz
Ø通信速率：
106Kbps
Ø读写距离：
10cm以内（与读写器有关）
企业一卡通卡片规划
企业卡记载信息
在卡（芯片）的分区内可记录姓名、性别、卡号、工号、单位标识、身份标识、流水号、消费限额、消费限次、个人密码、卡片标识、卡片状态（有效或挂失）、卡片类型、有效期、卡内金额、补助金额、透支额度、消费记录、转账记录、补助记录、银行卡帐号、帐号类型等；部分内容实行双备份以防止读写卡过程中的错误。
可预见的实施效果
建立一体化的“一卡通”平台
在企业网上建成企业一卡通系统的骨干平台，作为企业一卡通系统、学校其它管理系统和未来数字化校园统一的数据中心、认证中心和管理中心。
与企业一卡通系统紧密相关的商务管理、财务结算、金融服务等应用系统子系都建立在该平台下。
学校相关其它信息管理系统统一与平台有机衔接，以后随企业规模的扩大和卡片功能的增加只需随时增加子系统，不需再对平台进行扩充。
持卡人的基本信息资料和电子钱包都作为统一的公用数据在全网上实时共享，做到一人一卡、一人一户，所有数据的变更都做到全网立即生效。
实现“一卡在手，走遍企业”
消费“一卡通”：
以卡代币，在各企业内凡涉及到现金使用的任何一个消费网点，企业一卡通的电子钱包都能通用，所有商户单位不论其性质与规模都可以授权代理收款、结算，商户资金可以实时到账。
如：
缴费、食堂、超市、餐饮、小卖部、浴室、洗衣、上机收费管理、医院的挂号收费管理、电控管理、水控管理。
身份识别“一卡通”：
以卡代证，用企业一卡通取代各个校区以前的各种证卡（包括工作证、借书证/卡、医疗证、出入证等），实现身份识别“一卡通”。
所有用证、用卡的信息管理系统，其身份识别部分都联通企业一卡通系统，实现身份识别的数据共享。
与各子系统的挂接与捆绑：
与后勤物流系统、OA系统平稳过渡，减少投资；数字化企业建设中的其他MIS系统、OA系统，可以通过平台预留的扩展接口实现与企业一卡通系统的数据共享；实现与图书馆管理系统、电子阅览室等系统的对接连通，做到系统软件直接扣除罚款的紧耦合连接；安全保卫的巡更管理等第三方子系统，都可以实现与“一卡通”系统的挂接与捆绑。
实现财务统一管理
通过建设企业一卡通结算中心。
建设校园一卡通“财务结算中心”，该结算中心与企业一卡通系统的财务管理部分一体化设计，为企业财务管理提供更加科学、有效、安全、便捷的理财服务，实现各企业的财务统管。
从总体结构上看，系统采用了先进的多层客户/服务器结构和B/S结构相结合的方式。
数据层为中心数据库主机及存储，建议采用小型机集群方式；业务逻辑处理层由多台应用服务器组成。
主要服务器的功能安排如下：
中心服务器：
主要运行企业卡后台服务核心软件，企业卡数据库等，以及企业卡中心数据的存储、更新、备份、维护。
采用小型机，磁盘阵列，配备磁带机，双机热备份。
负责学校各个子系统统一的身份认证处理，在现阶段业务尚不繁忙的情况，可与综合业务逻辑服务器统一配置，共用一台机器。
接入服务器
所有来自企业网的各类子系统（包括以后扩展的MIS系统）接入请求统一由接入服务器处理，接入服务器提供标准的ISO85853数据包请求。
WWW服务器
采用Windows或LINUX系统，提供网上查询、缴费、挂失等企业一卡通网上服务。
整个企业一卡通系统运行在现有的企业网络上，充分利用企业覆盖整个企业的现有网络构建完善的企业一卡通使用环境。
为方便系统维护和中心机房管理，企业一卡通系统数据中心在企业网络中心设立机房。
为方便员工，卡管理中心可设立在食堂等员工集中的地方。
子系统网络结构
对于企业一卡通系统来讲，是运行在企业现有校园网络基础之上的；而各个子系统内部的网络结构则可能会有许多的区别和不同的选择。
通常情况下，企业一卡通设备以RS485或者TCP/IP通讯方式为主，一卡通子系统网络为总线制RS485型式，例如YC-G系列消费机、K系列考勤机等；
在下面的部分将简要介绍宇川智能一卡通子系统经常采用的3种网络结构，以帮助技术人员充分了解它们的技术特点，以及如何在实际工程中选择使用它们。
RS485网络结构
采用RS485网络结构即为我们通常所说的“一卡通专线”，它不采用企业网的通讯介质和网络拓扑结构，独立于企业网络以外。
是目前一卡通行业最多采用的一种网络结构，Y&C产品中的A、G、K系列设备标准配置都是采用这种通讯方式。
RS-485是一个电气接口规范，它只规定了相关的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和通信协议；这也就表明了，不同生产厂家的一卡通设备将由于协议的非统一性而会存在技术的优劣差异，并且无法互联互通，即在每个子系统中只允许存在一个厂家的设备。
RS-485标准定义了一个基于单点对多点、双向（半双工）通信链路，是一种极为经济、并具有相当高噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。
采用RS-485网络结构具有如下优点：
●网络结构相对简单，布线工艺要求简单；
●总线型结构，布线成本最低；
●总线型结构，单个终端的故障不会影响整个网络；
●带点能力强，单条总线最大负载：
128个单位负载，即可以驱动不超过128台RS485终端
●驱动能力强，允许敷设的单条电缆最大长度:
4000英尺（1200M）
但是，采用该方案也有如下的缺点：
●抗干扰能力有限，需要采用屏蔽双绞线缆才能有效抵抗外界干扰；
●考虑线路干扰和线材质量，总线负载往往不能达到128点，使某些情况下，必须分成多条总线才能保证通讯质量；
●数据传输速度有限，无法满足大量终端存在时，实时传输数据的需要；
●通讯协议和数据校验有赖于不同厂家的技术把握程度，技术能力欠缺的厂家对数据传输的可靠性处理较差；
●在实际环境中，对某些零星分散的点也要单独布线，造成这部分线路使用率低，提高了整个线路的成本；
RS-485支持半双工或全双工模式，网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星型网络。
实际布线中最好采用一条总线将各个节点串接起来，从总线到每个节点的引出线长度应尽量短（建议分支线不超过2M），以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
但随着通信距离的延长或通信速率的提高，其不良影响会越来越严重，主要原因是信号在各支路末端反射后与原信号叠加，造成信号质量下降。
除此之外还应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点也会发生信号的反射。
例如，总线的不同区段采用不同电缆、接头不紧密、某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装、或者是有过长分支线引出总线时会出现阻抗不连续点。
总之，应该提供一条单一、连续的信号通道作为总线。
RS485总线必须采用国际上通行的屏蔽双绞线；并且采用双绞的那一对线来做通讯线。
采用屏蔽双绞线有助于减少和消除两根485通信线之间产生的分布电容以及来自于通讯线周围产生的共模干扰。
许多工程施工大都习惯采用5类网线或超5类网线作为485通信线，这是错误的。
这是因为：
图4
第3章软件层次与结构
（关键词：
.NET、C/S、B/S、三层结构、中心数据库、数据访问层、业务逻辑层、人机界面、第三方接口、数据传输平台、WebService、一卡通伺服系统）
“UP”企业一卡通系统是在.NET架构下建立的，C/S与B/S结合的三层结构的数字化企业一卡通系统，是基于WEB应用的多层次一卡通软件系统。
使用中间件技术将中心数据库和应用程序分离，提供了一个易于扩展的业务架构，可以更好的、更合理的规划业务流和数据流，提高系统的安全性和可靠性，数据实时性能优越，可维护性强。
系统软件层次模型
图7
.NET框架下的三层结构一卡通系统，由中心数据库、数据访问层、业务逻辑层、WebService、一卡通系统人机界面、第三方接口、数据传输平台，以及一卡通伺服系统组成。
中心数据库
.NET架构下的企业一卡通系统，做到了真正的数据库和操作系统平台无关性，可以兼容多种数据库平台，如：
ORACLE、MSSQLServer、SYBASE、DB2等，以及多种操作系统平台，如：
UNIX、Linux、MSWindows等。
软件应用层次
下面的描述将从UP企业一卡通软件应用功能着手，对于各个功能模块和层次划分进行介绍。
一卡通软件由以下几部分功能模块以及通讯伺服软件、第三方数据接口组成。
在企业一卡通应用中，电子交易类应用是整个系统的基础应用，而身份识别业务作为扩展应用为企业的人员管理带来便利；自助类服务、金融类服务、通信类服务作为高端的增值应用是建立在前面两者之上的。
因此在UP企业一卡通系统中，尊重了企业的应用习惯，以电子交易和人员管理为核心，整个系统围绕“人员”、“卡”、“结算”展开，如图8所示：
一卡通管理中心
企业一卡通管理中心包含平台管理、人事中心、卡务中心、结算中心等四个部分，是整个企业一卡通的核心和操作、管理平台。
●平台管理中可以完成对整个一卡通系统的基本设置、操作授权、一卡通数据管理；
●人事中心主要包括部门设置、人员档案、人员照片、人员信息查询和管理；
●卡务中心的核心是对卡片的操作，包括卡片授权、卡片销户、卡片充值、卡片退款、卡片挂失、卡片解挂，个性化卡片的打印制作也可在这里一步完成；
●结算中心为用户提供一卡通电子交易数据查询、财务结算、各类报表打印等。
消费管理子系统
通常情况下，消费管理子系统是企业首先考虑的，也是必然实施的系统。
企业的许多应用都是从“一卡通平台+消费管理”的应用起步，再后期扩展的。
企业的消费系统将包括：
●商业街多家店铺消费
●体育娱乐场馆消费
●企业内其他消费场合的综合管理
子系统主要针对消费终端的管理、黑名单管理、数据采集、下传等。
配合伺服软件可以编辑各种任务，由伺服软件进行批处理。
考勤管理子系统
企业内的考勤管理相对简单，对职工的上、下班考勤或课时考勤；
子系统主要完成职工班次设置、人员排班、请假登记等操作；以及考勤结果的分析统计和生成各类报表等。
门禁管理子系统
企业目前计划对企业内,机房等重要场所安装门禁系统，藉此达到安保要求
子系统主要完成门禁机管理、门禁权限授权、进出时限授权、设备通讯、远程控制、远程监控等，以及各类出入报表的查询和输出。
公交子系统
企业目前对企业通勤车实现管理，以达到员工上下班实别本企业员工的需求。
第四章一卡通业务流程
（关键词：
电子交易、身份识别、一卡通平台、卡务中心、结算中心）
根据一卡通在院校中的应用，我们将校园一卡通业务分为“电子交易”类业务、“身份识别”类业务、“自助服务”类业务三类。
对于这三类业务流程的认识有助于我们了解整个校园一卡通系统的运行。
●电子交易业务流程
主要包括：
售餐、消费、公交、代收代付费等。
典型的电子交易流程是持卡人在消费机上进行消费的过程：
持卡人用有效卡在消费机上轻轻一感应，消费机验证后即将交易金额从卡上扣除，并将交易信息存储或发往一卡通中心数据库。
这一类流程比较复杂，尤其是涉及到大量数据的处理。
电子交易类流程处理的可靠程度决定了整个系统可靠性。
●身份识别业务流程
主要包括：
门禁、考勤、签到公交等。
门禁系统是典型的身份识别系统，读卡后，将卡上信息与门禁控制器中的有效信息进行比对识别，确认后方可打开电锁；而门禁控制器内均存有权限及时限白名单，并通过软件下载进行名单更新。
一卡通管理中心
整个企业一卡通系统的核心是一卡通管理中心（包括中心数据库），一卡通中心的业务流程是整个系统中最为基础和复杂的；而其中最主要的就是卡业务处理流程和结算处理流程。
平台管理
一卡通平台管理的界面图如图9，其主要功能如下介绍。
图9
系统参数：
设置设备通讯速率、系统发卡容量、发卡有效期、最大卡金额、用户名称、卡使用扇区等全局性参数。
工作站管理：
为一卡通系统分配授权的工作站，只有经过平台授权的计算机才允许加入一卡通系统成为管理工作站
餐类设置：
设置早、中、晚餐和夜宵的起止时间。
卡类设置：
最多允许设置八个卡类的名称、应收押金、管理或优惠费率。
营业员管理：
提供增加、修改消费设备营业员，以及制作营业员卡、注销营业员卡等。
角色管理：
为整个系统软件的管理定义管理员角色组。
权限管理：
为不同的角色组选择设置不同的权限。
操作员管理：
将不同的操作员添赋予不同的角色，使其拥有不同的权限。
补助团体管理：
批量添加补助人员信息，设置充值金额。
启动补助充值：
开启此模式，自动校验卡片的有效性，完成已设置补助充值，也可以选择从自助服务终端发放补助。
数据备份和恢复：
按选定的时间范围将当前数据库的消费数据备份或将备份数据恢复。
数据归档：
删除当前数据库的至少3个月以前的数据，配合财务结算使用。
连接数据库：
改变数据库的指向或重新连接数据库。
修复数据库：
当数据库出现异常情况可尝试用此功能进行修复数据库。
人事中心
部门、人员资料的导入导出，人员档案管理、人员照片管理，见图10。
图10
卡务中心
卡业务管理子系统是校园一卡通系统的基础应用模块，它负责整个系统中所有涉及卡片的业务处理，包括基础数据管理、卡初始化、发行、更换、挂失、充值、取款、黑名单处理、注销、系统卡管理、密钥管理等等。
卡业务管理子系统就是管理从卡片发行到卡片回收、注销的整个卡片生命周期过程。
结算中心功能
生成用户所需要的多种财务报表，如：
资金收支、个人对帐、消费统计、月（天）结算报表，部分报表还可自定义产生；见图15。
图15
资金收支表：
查询任意期间的充值、收卡押金等收支类型明细和汇总；现金、转帐等支付方式的明细和汇总。
结算帐户查询表：
对在一卡通中心开设的帐户进行明细和汇总统计。
数据采集情况表：
查询指定消费机在指定日期范围内的数据采集情况。
消费数据查询统计表：
根据消费机、营业员、卡类和姓名统计选定日期内的消费状况。
补助查询统计表：
根据操作员、补助团体的名称和姓名，统计选定日期内的补助充值状况。
充值退款查询统计表：
统计选定日期内的充值、退款状况。
个人对帐单：
查询某人任意时期内的充值、消费数据。
IC卡状况表：
查询任意时期内用户开户、销户状况；以及IC卡存在异常的情况。
操作日志：
对于一些重要的操作（例如：
充值、发卡），系统自动记录日志以备查证。
其他报表：
系统可以自定义生成其他类型报表以满足用户对不同内容和格式的需要。
一卡通中心设备介绍
发卡器（读写器）
型号为YＣ－Ｍ2，除用于管理中心卡片授权发行、充值等卡片操作。
图16
性能指标：
读卡距离
2cm-5cm
通讯接口
USB接口
通讯速度
9600bps
显示方式
8位LED显示
静态功耗
≤1W
工作温度
-20℃~60℃
工作湿度
10%~90%
图17
●数据中心
在数据中心设置系统管理员、网络管理员各一名。
建议由企业高级技术人员担任。
●管理中心
在管理中心设置平台管理员两名，分别负责卡业务系统和财务业务系统的操作，建议由企业财务人员担任。
平台管理员还要负责一卡通平台中系统。
Ø故障处理
负责及时处理网络平台环境出现的各种故障；及时启动备用设备或线路；事后认真做好故障记录。
Ø技术支持
负责对系统各部分涉及到网络平台部分时的技术支持。
消费系统设备介绍
G系列消费机
Y&C-G3台式消费机
公交子系统说明
Y&C-G7挂式消费机
公交子系统我们用消费机代替可以实现定值刷卡，记次刷卡，和消费系统用一个子系统
图20
G系列消费机参数
卡类型符合MIFARE标准卡
操作距离25mm--50mm
工作频率13.56MHZ
读写时间＜0.5秒
发卡容量发行、挂失10万张；可扩展至100万张
存储容量存储8千条消费记录；可扩展至2万条
数据保存时间10年
通讯方式RS485通讯、TCP/IP通讯方式（可选）
通讯速率9600－115200bps（可选）
通讯距离<=1.2公里（RS485方式下）
工作电压220V/50Hz，功耗＜3W
后备电池待机12小时，使用6小时；可选高容量电池，延长一倍
环境温度－10℃~50℃
重量1200g
G系列消费机特点
Ø操作简单、快捷，具有成本优势。
ØFLASH存储容量大，方便用户存储各种数据。
Ø采用防水键盘，封闭防潮、防油污结构适合食堂潮湿、油腻环境使用。
Ø可通过键盘或软件设置日期、时间、消费时段、可识别的卡类型等。
Ø可通过键盘或软件查询日期、时间、机号、消费总额和当餐消费总额。
Ø具有灵活的消费方式，如单价方式消费、编号方式消费、定值方式、记帐方式、分时段消费方式。
Ø发卡量大，适合大学餐厅收费使用，可允许系统软件发行超过10万张卡，同时挂失超过1万张卡，需要时仍可扩展。
Ø支持实时通讯模式和离线工作模式，实时工作模式下，设备数据可实时由软件提取记帐；也可配合软件做到定时自动采集数据。
Ø创新的波特率可选方案，可根据用户现场情况设置通讯速率，尽可能的提高数据采集和下载的速度。
Ø后备电池超强待机时间：
待机12小时以上，连续工作可达6小时以上。
Ø具备：
外接打印机接口、外接密码键盘接口、TCP/IP网络接口；可外接小票打印机打印交易记录、允许在大额消费时输入密码、允许免布线通过局域网传输数据。
发卡量
10万张
最大记录量
脱机型存储总额最大4000万元
联网型存储5000笔明细
数据保存
FLASH保存数据
计费精度
0.01元
显示
6位数码管显示
工作电压
DC12V，工耗＜3W
通讯方式
RS485（联网型）
环境温度
0℃-50℃
体积
140MM×102MM×30MM（旧款）
95MM×135MM×26MM（新款）
重量
约300G
第六章身份识别类服务
企业的身份识别服务要做到身份识别一卡通：
以卡代证。
在所有的身份识别类业务中，考勤和门禁公交刷卡是最典型的应用；
考勤管理子系统
考勤系统的应用原理是利用持卡人在考勤终端上刷卡，从而记录刷卡人的信息以及刷卡的时间信息。
考勤软件根据设定的班次规则计算得出人员出勤的信息，得到人员的出勤报表。
同时在一些经常召开会议的场合，做会议考勤，即会议签到也有广泛的使用。
考勤子系统结构
图34
考勤设备说明
以下介绍Y&C-K3考勤机，见图32。
Y&C-K3考勤机
图35
K3考勤机技术参数
工作频率：
13.56MHZ
感应距离：
30mm——50mm
显示：
4行*8列LCD中文显示，带背光
内存容量：
256KB，可存储约2万人次的资料
键盘：
16个按键
读写时间：
小于0.3秒
数据保存：
FLASH保存40000笔数据
供电电压：
DC12V
通讯方式：
RS485通讯方式
环境温度：
0℃--+50℃
工作频率：
13.56MHZ
操作距离：
<=50mm
K3考勤机功能特点
Ø中文操作提示，简单、快捷。
Ø软、硬件采取措施确保时钟准确，同时设备具有自动校时功能。
Ø存储容量大，可存储长时间打卡数据。
Ø设备添加门禁专用电源附件后扩展门禁功能，可设置持卡人的权限和时限以限制人员出入。
Ø可设置特殊用户在出示用户卡后，
升级会员 