一．前 言

    随着二十一世纪的到来，人们逐步跨入了信息时代，IC卡一卡通技术正广泛应用于社会的各个领域。我公司近几年来通过对一卡通技术的开发应用以及企业智能工程的实践，深感一卡通技术的应用对于企业管理科学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企业管理各子系统之间的信息交换，统一管理和联动控制。其次，一卡通技术增强了企业管理系统的总体功能。在企业管理领域使用的一卡通系统，目前已经覆盖了人员身份识别、员工考勤、薪资管理、人事管理、电子门禁、出入口控制、车辆进出管理、员工内部消费管理、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，这些先天不足的因素限制了它们在一些重要领域的应用。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：

    ① 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HID﹑Indala﹑Ti﹑EM等。
    ② 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Mifare﹑Legic等。
    ③ 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，在智能企业、智能小区、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。因此，采用哪种卡来实现“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来决定。
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

    智能一卡通管理系统是建立在企业结构化综合布线系统之上，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-485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SOCKND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：企业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Windows2000操作系统，数据库采用的是微软公司的SQL Server2000,前端应用程序使用Delphi开发而成。
    （2） 实用性：企业一卡通系统应充分体现企业内部管理的模式和特点，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-485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动，通过企业局域网进行传输。一卡通系统的业务数据流动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； 

一卡通系统网络数据流示意图

    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RS－422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动数据，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socKND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）； 

    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：对内部员工消费实现统计、查询；
    （4) 考勤管理子系统：对内部员工实施考勤统计；
    （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公司、部门、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。