感应式IC卡消费系统方案

    第一章 系统概述

    现代化的企业管理离不开先进的技术手段,以全面提高企业管理效率。 “感应式智能卡一卡通员工管理系统”是针对政府机关、金融与企事业单位、外商投资企业对员工考勤、门禁和食堂等方面进行综合管理的需要，利用当今世界通行的计算机和智能卡技术开发的一套感应式智能卡应用系统。该系统可以方便地实现员工出入控制，考勤和门禁数据采集、统计和信息查询过程自动化以及食堂消费电子化等功能。该系统在提高单位内部的管理效率方面具有其它卡技术应用系统无法比拟的优点，代表着智能卡技术的发展方向。

    1.1 智能卡技术介绍 

    智能卡也称IC卡。IC卡一出现，就以其超小的体积、先进的集成电路芯片技术、无法被破译和仿造的特点受到普遍欢迎。九十年代以来，智能卡技术在世界范围内得到了空前的发展，各种智能卡系统正越来越多的应用在国民经济各个领域并深入到居民的日常生活当中。
 
    智能卡的安全特性极其优越。无论从理论上还是在实际应用方面，以目前的硬件技术水平是无法攻破智能卡的安全防护的。在相关应用领域，基于智能卡技术而开发出来的电子钱包如信用证、储值车票（其中的典型代表是香港地铁的“八达通”感应式智能卡收费系统）和收费卡等系统亦早已被广泛使用。正是基于智能卡系统在安全、可靠和稳定方面的特性，才越来越多地被赋予了这种电子证件和电子钱包的功用。
 
    按照芯片性能IC卡可分为智能卡和存储卡两种；按照与终端设备连接的方式IC卡又可分为接触型和非接触型（感应式）两大类。
 
    感应式智能卡是随着接触式IC卡在世界范围的广泛应用而发展起来的新型智能卡，它除具有一般IC卡的安全防伪、高容量和高度可靠性等特点外，还具有无需插拔卡即可操作的特点，避免了由于机械接触不良导致的各种故障，因而操作可靠，寿命长（读写次数高达10万次以上），而且抗破坏能力强，特别适合在公共场所应用。同时读写器和感应式IC卡之间的传输速率非常高，平均读写时间小于0.3秒，使得操作迅速且准确，如果和电动锁结合还可以实现无人值守。因此，感应式智能卡技术正在世界各地的政府机关、银行、厂矿企业、智能大厦、机场和公路交通等部门和场所被广泛应用，呈现出方兴未艾之势。
 
    1.2 系统比较 

    目前市场上常用的几种考勤门禁和消费系统从使用介质上分主要有磁卡系统、接触式IC卡和感应式IC卡三种。 

    磁卡系统的抗破坏、抗磁场能力较差，读写次数较少，不方便一卡多用，再加上加密性能较差，因而整个系统的可靠性差；接触式IC卡的操作较简单，可实现一卡多用，网络设计要求不高，但由于是接触式，容易由于粗暴插卡、非卡外物插入和油污等原因导致接触不良而造成故障；

    感应式IC卡除具有接触式IC卡的所有优点外，还具有操作方便、抗干扰和抗破坏能力强、耐用等特点。因此，以感应式智能卡为介质开发的应用系统不仅博采了众家之长，而且在系统的安全性、稳定性、可靠性、兼容性和扩展性 等方面均具有无可比拟的优点，代表了智能卡技术应用未来的发展方向。

    感应式IC卡消费系统是IC卡应用的一方面，是一种电子记帐消费系统，以感应式IC卡技术为基础，由管理系统、消费机、充值机等组成。感应式IC卡记录着个人身份信息及个人帐户预充值的金额，消费时，在消费机上键入需要扣款的金额，消费人员手持一张合法的感应式IC卡放入消费机感应区，消费机即从卡上扣除相应的金额，并将交易数据记录下来，上传到系统，以便查询、统计各种消费报表。 

    本方案设计采用ER-690C、ER-691C系列消费系统。

    1.3系统需求分析 

    1.3.1 总体需求

    1.3.2 设备的基本要求

    •读写器工作稳定可靠。
    •设备美观大方高档，操作方便
    •有声音及灯光提示
    •供应商能够提供详细、科学的系统解决方案。
    •可以脱机或联网使用
    •内值后备电池
    •停电数据不丢失，记录存储4万条以上
    •本机可统计当餐及当天营业数据
   •适合在潮湿油腻的环境工作 

    1.3.3 消费系统的基本要求
 
    •系统具有严密完善的安全控制机制
    •系统数据完整，自动收支平衡对比
    •有效分隔工厂内外，阻截非法人员的出入，营造工厂高度安全的氛围
    •支持当餐实时充值、换卡、解挂、查帐、开户、销户等操作
    •减少管理工作量，提高管理的效率、层次和水平
    •提供完善的消费报表管理，根据各种条件查询
    •用户可随时刷卡查看消费情况
    •系统自动采集数据，并进行磁盘/系统双备份，保证数据安全。

    第二章 系统详细设计 

    2.1系统特性

    感应式IC卡消费系统取代原始的现金交易、票据交易等方式，有以下的优点 

    1.方便卫生实用

    系统使用感应式IC卡，卡中记录个人信息及金额，消费时只需在消费机前一晃即记录下消费情况，解决了饭票、饭卡不卫生，不易保存的难题。
    2.快捷的收费操作 

    集体饭堂用餐时间短，需要提高售饭的操作速度。IC卡收费机可计算售饭金额，并自动从卡中扣除，节省找补时间，减少饭卡记录，简化售饭过程，提高效率。
 
    3.灵活的收费方式

    系统有定值和不定值等消费方式，当饭堂使用记次的消费方式时即可使用定值消费，按消费金额收费时使用不定值消费。
 
    4.完善的管理方法

    系统详细记录每一次的消费情况，方便管理人员查询、统计个人、区域、餐别等的消费情况。
 
    5.个人利益安全

    饭票或饭卡不能挂失，当用户丢失后利益得不到保障。如果使用IC卡，则当用户IC卡丢失后可及时挂失，挂失后该卡即不能消费，保护用户利益。还可设置每次或每天的最大消费限额，最大限度地减低在挂

    3.2设计原则 

    遵循以下准则进行本系统之设计：

    1.实用性
    设计本系统首先考虑能满足客户的功能要求和实际应用的需要，争取在现实与未来、适用与先进之间求得平衡。

    2.经济性
    系统的建设成本是投资商关心的重要问题，因此本方案在制定、实施及设备选型等方面选择质优、价宜、合适的设备器材。

    3.可靠性
    中心系统与各种设备选用成熟的技术和产品，使系统运行稳定、可靠。

    4.安全性
    系统实现分级权限管理，并采取多种手段防止各种形式与途径的非法操作与破坏。

    5.稳定性
    通过严格的器件选型和设备测试达到系统的稳定运行 

    2.3系统网络结构

    系统采用两级网络结构，底层消费机使用RS485总线网络，将消费机连接到管理中心电脑，进行数据采集。因为系统中设备较多，而且分成三个餐厅，所以使用RS485HUB分成三个RS485子网络， 分别连接三个餐厅的消费机。

    上层使用TCP/IP网络，连接数据服务器、管理中心及客户查询端电脑，进行数据共享。管理中心与数据服务器可以合并在一台电脑完成。从成本考虑，下叙方案都是以管理中心与数据服务器合并的情况介绍。
 
    2.4 应用软件设计 

    应用软件采用以下模式进行设计：
    1. 操作系统采用简体中文版Windows98（工作站）/Windows2000（服务器）；
    2. 开发工具采用C++ Builder 5.0/Delphi5.0/Powerbuilder7.0；
    3. 数据库采用SQL Server 2000；
    4. 系统采用C/S结构（客户机/服务器结构）设计；
    5. 报表自由定义，并可以生成报表模板；
    6. 具有操作向导功能。
    7. 应用软件的基本设计思想为：界面友好、操作简洁、运行稳定、安全可靠。

    2.5系统功能 

    2.5.1管理中心 

    管理中心是整个一卡通系统的核心，也是所有数据处理、存放中心。所以需要保证该设备的性能稳定与安全，存储数据的速度与容量，建议以下配置：
    •服务器
    配置建议：CPU为P4 2G以上，硬盘空间在40GB以上，内存128MB以上，显示器分辩率：800×600，增强色（16位）以上。建议采用专业服务器。
    •发卡器
    •专用通讯卡
    •打印机
    •网络操作系统，选用简体中文版Windows NT 4.0或Windows 2000
    •消费管理软件 

    2.5.2软件功能

    1.统初始化

    系统初始化将数据库中的所有数据删除，特别注意：只有在使用该系统前进行一次初始化，一旦开始使用后，除非特别需要，不要再次进行初始化。

    2.参数设置

    一、 置使用单位名称。
    二、 设置系统参数。
    三、 设置本单位各部门的名称及代码。
    四、 设置本单位各类人员的身份名称，代码及对应的管理费系统。
    五、 设置各餐厅的名称及对应的机号。
    六、 设置购卡时应交的卡押金和底金。
    七、 设置一般操作员密码和权限，欲进入本系统者必须持有该密码。
    八、 设置系统操作员密码，欲修改系统参数者必须持有该密码。
    九、 设置备份重要数据的磁盘和周期。

    3.发行新卡

    发行消费卡，消费卡即用户卡。发行消费卡时，输入购卡人卡编号、姓名、单位、身份、购卡值等，收取购卡金额、押金、底金、管理费（对部分人员），同时将以上信息登记在购卡登记表上，在发行消费卡时，也可以不输入购卡人的姓名、单位、身份等信息，等以后进行登记，这样方便于批量发行消费卡。
 
    4.卡充值

    将消费卡放在发卡机天线上，计算机将显示该卡的卡编号，剩余卡值、使用次数及姓名、部门、身份等信息，然后输入增卡值。在增卡登记本上登记增卡人卡编号、姓名、单位、剩余卡值、增卡值等，收取增卡金额、管理费（对部分人员）。

    5.退卡 

    将消费卡放在发卡机天线上，计算机将显示该卡的卡编号、剩余卡值、使用次数及姓名、部门、身份等信息，确认无误后在退卡登记本上登记退卡人卡编号、姓名、单位、身份、退卡值等，退还剩余卡值、押金、底金、剩余管理费（对部分人员。） 

    6 挂失登记与解挂 

    用户丢失消费卡可进行挂失，挂失后该卡将不能再使用。挂失时需输入卡编号（若忘记卡编号，可在计算机中通过姓名、单位等查出），计算机显示该卡的卡编号，剩余卡值及姓名、部门、身份等信息，检查这些信息无误后确认挂失。
消费卡挂失登记后，可取消挂失。

    7.挂失补卡

    消费卡挂失登记后，一般要进行挂失补卡。首先在挂失卡编号中选择一个，计算机将显示该卡剩余值及姓名、部门、身份等信息，检查这些信息无误后确定是进行补发新卡还是退卡。
 
    8.坏卡处理

    坏卡有两种可能性：一是卡损坏，一是卡内数据出现错误。处理坏卡前，先输入卡编号（若忘记卡编号，可在系统的查询功能中通过姓名、单位等查出），计算机将显示该卡的卡编号，剩余卡值及姓名、部门、身份等信息，检查这些信息无误后进行坏卡处理。处理坏卡也有两种可能：一是退卡，一是补发新卡。

    9.收集数据

    采用网络传递数据，计算机从网络上将各窗口机的数据收上来，同时将挂失卡编号写入各窗口机中。为确保数据传送正确，建议在所有窗口机停止工作后收集网络数据。
 
    10.汇总和报表输出 

    系统对采集的数据分类统计，输出汇总的统计报表和个人消费明细表。
 
    11.维护 

    系统具有备份/恢复功能。

    2.5.3系统安全性 

    1.系统的安全性 

    任何进入系统的人员均须输入自身的密码进行验证，系统将自动记录下每一个进入系统的操作人员其进入的时间、操作期限与操作内容等资料，也即生成操作日志。不同的操作人员具有不同的操作权限。 

    2 .卡管理的安全性

     这是系统安全性的关键所在，系统将从内部管理、外部管理与卡本身安全性三个方面采取相应的安全措施。

     内部管理主要是要防止出现多发卡、不恰当发卡和不恰当授权（如多充值）等行为。系统要求由管理员卡发放操作员卡，另外，除要求凭操作员卡进入系统外，增加登录密码控制功能，并制作发卡与卡业务处理日报表和月报表。

    外部管理主要是要严格进行因取消授权（物业管理公司对员工、业主卡对租户卡）和各种卡遗失而形成的黑名单的管理以及授权白名单管理。白名单和黑名单管理通过向各终端读写器下载名单进行控制。

     卡本身的安全性是得到高度保证的。“MIFARE”卡采用三重DES加密算法，密码长度为64位，以目前的硬件运算能力是无法攻破的。

    2.5.4 收费机功能 

    1.收费功能
    凡持有本系统消费卡的持卡者，可持卡在餐厅购买卡上有存储金额数目以内任意金额的饭菜。其消费的金额，通过消费窗口的消费机自动扣除，每次消费时，如果是套餐、份饭，操作员不需任何操作，如果是按量收款，操作员需输入购饭菜金额，持卡人将消费卡在消费机天线处放一下，0.2秒内即完成收费操作，显示器即显示出卡上现有钱数并可显示记录该次消费的钱数。

    2.警示
    当卡上存钱数不多时，消费机能发出告警告，通知持卡人及时往卡上续钱。操作失误亦有告警提示。

    3.储值
    当建一张新卡或往卡上续钱时，只需给出钱款，财务人员即可通过已授权的读写器在卡内写入金额并记录下来。手续简单，准确性高，缩短消费时间，同时也比较卫生，克服了传统消费票方式的弊病。

    4.查询
    系统具有内置统计功能，可随时统计并查看当前的使用人次，消费金额等数据，同时，系统也能够根据用户要求，自动记录并存储每次消费时间、金额和卡号，并可按照用户要求的格式以报表形式打印出来，作为餐厅消费人员考绩及饭菜投料成本核算的参考依据。

    5.挂失卡警示
系统设有饭卡挂失功能，如冒用已挂失的智慧卡或外单位IC卡，收费机将自动报警，提示工作人员没收该卡，并能将挂失的金额如数清退给挂失人 

    6.安全
    该系统具有特定的使用密码双重加密功能，防止非本单位的IC卡流通使用，也可防止任意形式的透支现象和饭卡的伪造，具有很高的安全性。主要器件全部从国外进口，并经严格检测和筛选，保证了系统的可靠性。

    7.脱机使用
    单机、联网两用，收费机不需要借助计算机，可以直接对IC卡进行操作，每次操作情况自动存储；需要联网时，只需将网络接口插入收费机的扩展口即可。

    8.后备电源
    交、直流电两用。收费机自带的后备电源可连续供电8个小时以上，即使无市电也能工作。

    9.存储信息
    存储量大。机内存储交易记录量可达四万条以上，存储时间可达数年；随时可以提取交易记录。

    10.人机界面
    三屏显示。一面朝工作人员，另一面朝消费人员，两面显示内容相同，有中文显示，并具有电源、收费方式、剩余值、消费值指示灯。 

    11.收费方式选择
    不定值方式——即不固定消费金额，有操作员从键盘上输入消费额扣款
    定值方式——即固定消费金额，在消费机设置消费额即可，消费时不需从键盘输入金额，消费机根据设定的金额扣款。
    菜单方式——即将菜名编排成菜号计价收费，本机最多可存储10个菜号品种的价格。
    记次方式——即以每份套餐为计价单位的定价方式。特别适用于提供份饭或快餐的餐厅。

    12.多单位共用 

    八类使用权限设置。通常一个单位只设一种使用权限。但是遇到餐厅分类较为复杂或者一个单位内有多个独立核算单位的情况时，一般的磁卡系统或IC卡系统就难以解决了。本机特设了八类使用权限识别系统，以上问题迎刃而解。

    2.5.4自助查询系统 

    自助查询系统可以实现员工自己管理个人帐户的部分功能，如查询个人消费情况、挂失、解挂等。该系统极大地方便了员工了解自己的消费情况，同时减少了系统管理人员的工作量

    自助查询系统由操作终端PC机、数字键盘及ER-890C读卡器等组成。

    一、查询功能
    员工可以持卡在读卡器刷卡，读卡器读到卡后，将卡信息上传给PC机，系统在数据库中查找相应的数据生成报表，完成数据查询功能，可以查看详细的消费记录及统计汇总记录。

    二、挂失解挂功能
    当员工的卡丢失后，员工可以用数字键盘输入自己的工号或卡号，及个人密码，进入挂失功能，及时地挂失自己的消费卡，以保护个人的利益。  如果员工找到自己的卡，可以使用该功能解挂，该卡即可继续使用。

    三、招领丢失卡
    系统发布拾到的丢失卡，员工可以到该模块查看招领的卡，如果有自己丢失的卡即可到管理处领取。

    四、个人资料管理
    员工可以通过个人密码，修改旧密码，以保证个人密码信息安全。
 
    2.5.6系统电源管理 

    为了保证系统供电稳定、数据安全，在停电的情况下可正常运做，系统中所有设备采用集中供电、统一管理。 

    第三章 主要设备介绍
 
    3.1 ER-691C消费机

    ER-691C消费机是刚推出的新产品，它延续了ER-690C产品所使用的技术并在其基础上作了有益的调整和扩充。与ER-690C相比它拥有更加优异的性能及功能：
    性能稳定、低工耗：最大工耗小于5W；
    可断电工作：自带后备可充电电池，可断电工作长达3个小时；
    工作温度、湿度范围大：温度在零下10度到零上50度，湿度在10%~90%之间都能正常工作；
    操作时间短、距离大：读写时间小于0.3秒，距离≥30mm；
    通信多方式识别：RS232、RS485两种通信方式可选，不用跳线。
    三屏显示：双面LED和一个中文液晶显示；中文显示屏可设置成常亮方式
    外观新颖、双键盘操作：预留专门刷卡台；倾斜式操作台，方便操作员使用；轻触键盘使按键操作轻松自如。
    多种消费方式可选：定值消费、自由消费、菜单编号消费可自由选择；可作补贴充值机；可使用密码超额消费； 
     可显示、限制消费：可显示卡上余额和消费金额；可限制日消费次数和每次最大消费金额；可统计消费金额；IC可退回误收款；
    记录存储容量大：可存储记录4万多条。黑白名单34000条；
    可选音量控制；方便用户聆听；

    3.2 ER-690C消费机 

    ER-690C消费机是2007年开发出来的产品，它积累了前期产品所使用的技术和经验，充分满足了大多数企业及工厂对消费机的要求。与其他同类产品相比它拥有以下相对优异的性能及功能：
    低工耗：最大工耗小于5W；
    可断电工作：自带后备可充电电池，可断电工作长达3个小时；
    工作温度、湿度范围大：温度在零下10度到零上50度，湿度在10%~90%之间都能正常工作；
    操作时间短、距离大：读写时间小于0.3秒，距离≥30mm；
    通信多方式识别：RS232、RS485两种通信方式可选，不用跳线。
    三屏显示：双面LED和一个中文液晶显示；
    多种消费方式可选：定值消费、自由消费、菜单编号消费可自由选择；ID可实时和脱机消费；可作补贴充值机；可使用密码超额消费；
    可显示、限制消费：可显示卡上余额和消费金额；可限制日消费次数和每次最大消费金额；
    记录存储容量大：可存储记录4万多条。黑白名单34000条；
    管理方便：可使用管理卡更改机器参数；
    用餐限制：可识别非本系统卡，严禁外来卡就餐；可对卡进行挂失和解挂。
 
    3.3 ER-900发卡器 

    ER-900发卡器是用来对消费系统所使用的IC卡进行读写的工具。通过他可以把卡号、姓名、金额等等消费所需要的信息写入到IC卡中。我公司生产的发卡器使用方便、实用。可与消费系统软件一起完成大批量、高速度的发卡和充值。
    读写卡操作方便：只需把卡片放在发卡器上的标有RF的读写区，进行电脑操作就可轻易而举的完成发卡充值操作。
    指示灯和声音双重指示，方便用户使用：指示灯在操作读卡写卡成功时会出现由红到绿再到红的的变化，并且伴随有声音提示。
    发卡器声音和密码，读写扇区可调：声音响声可调为一声或多声。可以调整设备安全密码以期与卡密码一致，调整读写卡扇区可充分利用IC卡上的不同扇区。