一卡通系统设计说明书

一卡通管理系统设计方案书 一、前言随着二十一世纪的到来，人们逐步跨入了信息时代，大厦、楼宇的智能化建设方兴未艾，传统的钢筋水泥建筑被赋予聪慧之神经，借助各种智能系统，人们稳居帐中便可驰骋在信息高速公路上，决胜于千万里之外。IC卡一卡通技术正广泛应用于社会的各个领域，在智能化建筑领域也不例外。我公司近几年来通过对一卡通技术的开发应用以及智能建筑工程的实践，深感一卡通技术的应用对于大厦、楼宇的智能化有着强烈的推动作用。首先，该技术扩展了智能化系统集成的应用范围，不但可以实现一卡通系统内部各分系统之间的信息交换、共享和统一管理，而且可以实现一卡通系统与建筑物各子系统之间的信息交换，统一管理和联动控制。其次，一卡通技术增强了整个建筑物的总体功能。在智能建筑工程中应用一卡通系统，目前已经覆盖了人员身份识别、管理人员考勤、电子门禁、出入口控制、电梯控制、车辆进出管理、会所消费、人事档案、图书资料卡和保健卡管理、电话收费管理、会议电子签到与表决和保安巡更管理等等。由此可见，一张小小卡片，已经渗透到了企业管理和物业管理的各个环节，使得各项管理工作更加高效、科学，为人们日常的工作和生活带来便捷和安全。IC卡分为接触式和非接触式（Contactless Card）,接触式卡片存在着操作慢、环境适应性差、可靠性欠佳等问题，这此先天不足限制了它们在一些重要领域应用。九十年代中期出现的非接触式IC卡，以其独有的无接触过卡方式、独有的恶劣环境适应能力、优良的电气和机械特性、极高的安全性，受各界用户的青睐，而且将逐渐取代现有的接触式IC卡，成为应用最为广泛的主流卡。非接触式IC卡分为以下三种： 射频加密卡（RF ID）射频卡的信息存取是通过无线电波来完成的，主机与射频之间没有机械触点。其内嵌芯片除了存储单元、控制逻辑外，增设了射频收发电路。如HIDIndalaTiEM等。 射频存贮卡（RF IC）射频存贮卡也是通过无线电波来存取信息。它是在存储卡基础上增加了射频收发电路。如MifareLegic等。 射频CPU卡（RF CPU）射频CPU卡同样是通过无线电波来存取信息。它是在CPU卡的基础上增加了射频收发电路。非接触式IC卡由于采用射频技术，没有较统一的标准，市场上存在不同品牌、不同频率的卡片。这些卡片主要分为只读卡（只有一个ID编号，称ID卡）如： MOTOROLA、HID、TI、EM等，和读写卡（具有存储空间，称存储式IC卡）如：MIFARE等。随着网络的飞速发展和日趋成熟稳定，在智能大厦、智能企业、校园管理等这种局部“一卡通”系统中采用哪种类型的卡已变得不再重要，因为所有数据信息都在系统数据库中得到可靠保存。由此，采用何种卡来实现“一卡通”可由用户根据各卡特点并结合自己需求自由选择，这些特点包括：读卡距离远近、卡片厚薄、价位高低、是否具有存储空间等。鉴于本系统的特点，系统中将采用IC卡。二、系统总体建设目标和设计原则2.1 系统总体建设目标一卡通管理系统是建立在智能化综合系统之上，运用先进的计算机网络技术、通信技术及非接触式IC卡技术，为企业的各项管理功能提供现代化手段，以提高管理质量和水平。具体目标为：（1） IC卡各子系统的工作站和上位机居于系统的高速管理信息域，采用以太网，通过路由器可连接企业局域网和广域网，包括Intranet和Internet。（2） 通讯工作站与现场控制点之间采用传统的控制网RS-422作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接。（3） 一卡通系统数据库采用同一数据库管理，数据库平台用SERVER7.0，支持ODBC访问，自控系统集成可通过局域网与其建立通讯连接，并对其数据库进行读、写访问。（4） 基于TCP/IP协议及SOCKET通讯方式，使得所有IC卡在管理中心授权（发卡或挂失）后无须再到各子系统进行任何授权操作，便可实现身份识别、电子门禁、考勤、巡更、消费、停车场出入、电梯控制等多种功能，真正做到“一卡通行”。2.2 系统设计原则（1） 先进性一卡通系统的建设要立足于当今世界先进且有发展前途的技术，由此实现的系统能随着未来信息技术的发展而不断平滑升级，如：一卡通系统中网络通讯采用了国际流行的TCP/IP协议，服务器采用了微软公司的NT操作系统，数据库采用的是微软公司的SQL Server7.0，前端应用程序使用Delphi ，Visual C+开发而成。（2） 实用性一卡通系统应充分体现内部物业管理的模式和特点，各应用系统的开发，应做到功能完善、使用方便、切合实际、运作高效。（3） 安全性系统采取服务器上安装防火墙软件、网络数据库备份、管理人员分级按权限操作、实时更新黑名单等多种有效措施，确保整个系统的安全性。（4） 扩展性系统在容量和功能上不仅能满足目前用户的需求，而且也易于扩展以保障用户今后的扩容和升级，如：系统可以灵活增设信息点，利用Web查询支持模块和Internet网，实现远程快速查询。三、一卡通系统解决方案及其技术描述3.1 网络结构说明如一卡通系统网络结构图所示：一卡通系统实际上由两部分组成：实时控制域和管理信息域。低速、实时控制域采用了传统的控制网RS-422作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接；一卡通各子系统的工作站和服务器则位于系统100M带宽的管理域，通过路由器与广域网相连。3.2 一卡通系统数据流特点如一卡通系统网络数据流示意图所示，一卡通系统的数据交换方式可分为两类：（1） 业务数据流：它是指一卡通子系统内从服务器到工作站，工作站到服务器及各工作站之间的数据流，通过企业局域网进行传输。一卡通系统的业务数据流都触发对数据库的某种操作。由于一卡通系统的各个模块功能可能分布于不同的部门，为使这些模块之间的数据同步和实现快速高效的WEB查询，中央数据库是必须的。同时，为了减轻服务器的负担，又要尽量做到数据的分布式处理。这使一卡通系统的数据库分为两部分：1中央数据库：位于服务器上。2本地库：运行在各管理子系统工作站上。本地库与中央数据库之间的同步数据流有三个方向： a) 中央数据库-本地库；b) 本地库-中央数据库；c) 本地库-本地库；工作站一卡通系统网络数据流示意图服务器与各工作站的通讯模块中心数据库基于socket机制通讯服务器双向业务数据流任意支持TCP/IP协议的网络工作站与服务器的通讯模块双向业务数据流工作站与本机设备的通讯模块单向控制流单向控制提取流PK控制设备而发生中央数据库向本地库的数据流动有一个必要的条件：某一个功能模块操作了影响其它模块运行的数据，比如发行了一张新卡、挂失了一张卡等等。这样，一卡通的业务数据流可以总结如下：某一个功能模块对公用数据项的操作触发了并行的业务数据流。（2） 控制数据流：工作站与其所带设备之间的控制数据称为一卡通的控制数据流，通过RS422总线进行传输。由于一卡通系统可能控制到数以千计的门禁、消费机、停车场控制器等等设备，控制方式包括以下几种：a) 控制本机设备；b) 控制本局域网其它机器的设备；c) 控制异地异网设备；这样，控制数据流有以下几个方向：a) 本机-本机设备；b) 本机-本局域网其它主机-设备；c) 本机-本地网络-异地网络-异地主机-设备；第一个控制流是纯粹的控制数据，它在某一主机本身的422总线网络上流动。其它两种都存在中间过程：事实上，控制数据首先变成网络业务流数据，然后在目的主机被解析还原成控制数据，再通过目的主机的422总线网络流到设备。同时，对相关设备的操作也会导致对此设备相关数据库表项的操作。这样，控制数据流与业务数据流被同时触发。这要求网络系统必须保证数据的可靠传输外，还要提供相应的技术手段，可以实现业务数据流和控制数据流的解析。同时，还要保证开放性、先进性和与其他系统的兼容性。3.3软件体系架构从内部组成上看，一卡通软件由以下几大模块组成：（1) 设备通讯模块：用于各控制主机与其所控制设备之间的通讯；（2) 网络通讯模块：用于各模块之间在网络上的数据通讯，基于TCP/IP协议和socket机制；（3) 中心数据库：储存一卡通系统所有的数据表；（4) 本地数据库：储存本工作站所需的数据表；（5) 数据库操作模块：对数据库操作的存储过程和触发器（位于后面）；（6) web查询支持模块：支持网络查询的模块，基于HTML机制。从功能上看，一卡通软件由以下几部分组成：（1) 设备管理子系统：用于管理一卡通的所有设备，包括主机、控制设备等等，负责设置其各种通讯参数，包括主机号、串号口、波特率等；（2) 门禁管理子系统：实现电子门锁控制，出入时间记录；（3) 消费管理子系统：对会员消费实现统计、查询；（4) 考勤管理子系统：对物业管理人员实施考勤统计；（5) 停车场管理子系统：对进出企业停车场的所有车辆实现集中控制和管理；（6) 卡片发行子系统：在一卡通实施的范围内进行各类授权操作；（7) 人事管理子系统：用于一卡通系统所需企业、人员、车辆资料的录入、修改、管理和查询；（8) 电梯管理子系统：用IC卡实现电梯门、楼层自动管理。从内部组成看软件结构示意图单向控制数据流本地数据被控设备设备控制模块中心数据库双向业务数据流3.4系统软件选型综合考虑实际的使用环境、成本、可移植等因素，我们的系统软件选型如下：（1）数据库平台：采用微软公司的SQL Server7.0。数据库平台的选型原则是：l 所选数据库系统必须是基于ANSI SQL标准的关系型数据库管理系统(RDBMS)；l 符合客户机/服务器（C/S）计算环境。l 提供Internet/Intranet计算解决方案一般客户机/服务器环境下的数据库系统都由两部分构成，一部分装在客户机上，主要是访问数据库的工具和应用程序的开发工具，例如ORACLE的SQLplus和SQLforms；另一部分是数据库系统的核心，安装在服务器上，为所有客户机提供数据共享和管理的服务。因此所选的数据库必须具备以下一些性质：多用户、多线索、负荷均匀分布、远过程调用、过程编译、过程封装等。Microsoft SQL SERVER是Windows NT操作系统中的分页式的客户/服务器技术，这种高级的数据库平台，在现有网络中，提供了系列的事务解决方案，其特点是：高性能的设计: 可达到最大2GB（V7.0版达4GB）的内存和若干TB的硬盘，完全优化的32位结构用以均等Windows NT。可伸缩的对称服务器结构: 通过动态地在处理器之间平衡用户的工作量，保证了单处理器或多处理器硬件的高等级的伸缩性。系统管理: 利用Windows NT上的SQL SERVER的图形化工具，只需少量的工作、可在本地或远程羰上进行安装、配置和管理。分布式处理: 远程的存储程序提供了一个透明的、分布式的服务器到服务器的通讯机制，并应用了两个阶段提交协议。数据完整性: 系统故障时，自动地前翻后翻恢复，自动的死锁检查和处理。高可用性: 数据库镜象保存了数据库或事务处理日志的映象。在线备份使系统不致中断。开放的数据库联接: 适用ODBC的客户机与SQL