CDIO校园一卡通系统方案

CDIO一级项目

调研报告

二○一三年 一月 十六日

计算机科学与技术系

校园一卡通设计与集成调研报告

一．IC卡简介 1．1卡片发展简介

信用卡的出现，改变了现代人的生活，持有信用卡，人们不必随身携带大量

现金亦可实现各类交易行为，给人们的生活带来了极大的方便。

随着时间的推移，越来越多的系统采用各类卡片作为信息和控制的载体，如门控系统、医疗保险系统、酒店管理系统等。

早期采用的多为磁卡或光电卡，但磁卡和光电卡的物理结构局限了其应用技术的发展。

首先，磁卡和光电卡的数据记忆容量很小，对于数据量要求较大的系统不能胜任载体的工作。

其次因为磁卡和光电卡很容易被复制和假冒，安全性较差，在应用磁卡、光电卡的大多数系统都必须保证读写设备联机使用，依赖网络上服务器处理数据和保证安全，这样必然导致系统运作费用增加，交易时间长。一旦出现网络故障更是无法使用。例如：各类储值卡在取款或消费时必须得到银行确认，当网络或通信线路繁忙时，确认过程可能会花很长的时间。

另外在强磁场条件下，磁卡的数据易丢失，磁条损坏而无法使用，从而给用户带来不便。同时，磁卡不具备防水性、防热性和防垢性，而且只能一次性使用。

IC卡的出现正克服了磁卡和光电卡的种种缺点：它具有较大的记忆容量，可存储大量数据。而且它有一套完整的安全保护机制，使IC卡不必依赖网络服务器授权。

IC卡定义

IC卡技术的应用,不仅可开发电子钱包，还可将传统的员工证、借书证、驾驶证、身份证等有关信息集成在一张卡上，实现一卡多用，即 “一卡通”。

非接触式IC卡具有以下优点：

1）可靠性高

非接触式IC卡与读写器之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如：由于粗暴插卡、非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。

此外，非接触式表面无裸露的芯片，无需担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。

2）操作方便，快捷

由于非接触通讯，读写器在2至10厘米范围内就可以对卡片操作，所以不必插拔卡，非常方便用户使用。

非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向刷过读写器表面，即可完成操作，这大大提高了每次使用的速度。 3)加密性能好

非接触式卡的序列号是唯一的,制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化,不可再更改。

由于非接触式IC卡具有以上无可比拟的优点，所以它很适宜用于校园一卡通系统，企业一卡通系统。

二．系统需求

校园“一卡通”是信息社会发展的必然趋势

伪造食堂饭票经常困绕着有关单位----实践证明,有效地开发利用IC卡的安全机制,加强内部管理,就能够彻底杜绝所有伪造的可能性。随着IC卡技术的发展与完善,我公司根据校园的技术要求自行开发研制的基于WINDOWS平台的IC卡”一卡通”系统,更是充分展示了现代信息技术之精华,将各种证件、电子钱包集成在一张卡片上。

可行性

目前推行校园“一卡通”系统,IC卡读写技术成熟性高,采用的非接触式IC卡性能优越，存储结构完全符合“一卡通”的需要，充分利用“一卡通”的多项功能，可节省投资,优化管理效益。

经济效益

学校可通过发行卡片回收系统成本，IC卡可按20元/张收取卡片成本,学校每次发行卡片,都能创造一定经济效益。

实践证明,校园采用IC卡系统能增加食堂,小卖部的销售额。

“一卡通”将充分发挥现有资源的作用,完成收费管理和考勤管理,提高工作效率,杜绝各种差错,免除印制各种有效证件和票据的费用,为校园节约人力和财力。

IC卡作为电子钱包,杜绝不法分子伪造饭菜票给校园带来的经济损失。

社会效益

兴建校园“一卡通”系统,对学校教育事业的发展,带来如下好处: 促进校园现代化管理体系的建立和健全。

使用功能强大的校园“一卡通”系统,可提高校园形象。 杜绝学生校外用餐,减少疾病传播。

三．“一卡通”系统设计原则

各子系统内部组网方式采用符合国际工业界标准的RS-485与TCPIP网络 各子系统间采用局域网连接。

系统的开放性

“一卡通”系统内部结构采用积木式的架构，可以方便的对系统进行增减，对以后系统升级是十分容易的。“一卡通”系统是基于FILE SERVER 结构的，采用DBF或SQL数据库结构，可将数据库放在网络上进行数据公享。系统本身带有数据导入导出功能。可将系统数据库按用户要求格式输出，以便与用户原有管理系统联合使用。

系统的安全性

系统的安全性可具体化为以下方面：

IC 卡片的安全性：本一卡通系统采用加密IC卡,不可仿冒和不可非法改写的特征,具有很高的安全性。系统内部节点发生故障的影响：本系统采用的是积木式架构,系统上下级任一个节点损坏都不会影响的其他节点的正常工作,而且本系统所有设备均可在脱机状态下工作。

停电、雷电对系统的影响

本一卡通系统设备均带有后备电池，停电时可照常使用。

本系统所有设备在网络接口上均采用的良好的避雷保护措施，如系统遇雷击，可在瞬间实施保护，确保系统正常运行。

四．“一卡通”系统构成

本公司开发的校园”一卡通”系统,具有数据准确,安全保密,功能完备,性能稳定等特点.也适合企事业单位使用,本系统采用符合国际工业标准的RS-485网络结构,将后台电脑与职工上下班考勤机、食堂售饭收费机、小卖部收费机、医务室收费机、IC卡门锁进行联网管理,全系统包括以下功能: 1考勤系统

2门禁系统 3食堂售餐系统 4机房计费管理系统 5图书馆管理系统 6水控管理系统

五．主要设备技术指标

EM非接触IC卡片

1）每张卡有唯一序列号，为10位 2）具有防冲突机制，支持多卡操作 3）工作温度：-20℃～50℃ 4）工作频率：13.56MHZ 5）通信速率：106KBPS

6）读写距离：4—10cm以内（与读写器有关）

感应卡收费机

台式售饭机 技术参数

IC卡类型：EM卡(特别适合一卡通系统）。

存储数据：每台收费机可储存８２００条记录。 黑名单 ：２０万（可供十几万人的单位使用）。 通讯接口：一个标准的485接口，

传输速率9600bps,距离1500米。 电 源：50Hz交流220V± 15％。 平均功耗：〈3

W

后备电源： 〉8小时。

环境温度：工作 ０～４０℃ 存贮 －４０～６０ ℃ 环境湿度：工作 ６０～９０％ 存贮 〈９５％（无凝水） 外型尺寸：280*190*100 mm 重 量：2.5Ｋg

交易时间：小于0.1秒。

读写距离：4cm

发卡管理软件

1.操作简单，易学，易用。

2.数据库自动维护，且重要的数据库加密。

个人消费帐单

姓名: 李建华 编号:110210207 单位:河北工程大学

从 2013/01/11 至 2013/01/15 单位:(元) 制表时间:2013/01/15

合计: 9 次 500.00 0.00 28.00

平衡报表: 2013/01/11前卡余 0.00 元 - 2013/01/11后卡余 472.00 元 + 存款 500.00 元 - 退款 0.00 元 - 消费 28.00 元

──────────────── = 0.00 元

( 注: 退款 = 取款 + 坏卡退款 + 挂失退款 )

门禁管理系统

功能简介：

1．）门禁控制器采用授权控制方式，用户可根据意愿，方便灵活地设置门锁的工作状态，对不同的持卡人进行开门授权或取消授权开门方式；

另外本系统进门可采用刷卡与密码双重控制，刷卡后门禁机识别该卡的个人密码，与输入的密码核对无误后开门，并记录刷卡的具体时间。

系统可以按日期、时间设定刷卡开门或刷卡与密码双重控制开门方式。例如：上班时间只采用刷卡开门，便于使用；下班后和节假日则采用刷卡和密码双校验开门，更加有利于门禁的安全。

2．）出门采用按钮开门或刷卡放行。

延时功能：系统可按用户要求设定开门延时时间 3．）1台门禁控制机可带1-- 2个门锁、读卡器； 4．）单机或联网运行，每台门禁机可储存8000多条记录

读卡器支持读写感应式IC卡

5．）采用标准的485接口及通讯规范，传输速率9600bps，距离1500米 6．）管理系统可实现学员IC卡的发卡管理、查询、挂失、数据统计并提供各种

报表等。卡片丢失后可办理挂失。挂失后的卡在取消挂失前不可开门。

7．）完备的故障处理技术： 系统中任一设备发生故障，或出现各种意外事件时，

系统仍能继续工作。

结构布线图：

485网

读卡器1 读卡器8

读卡器1 读卡器8