基于CPU卡的校园一卡通系统解决方案

    系统设计总体方案简介 

    CPU卡的技术特点 

    CPU卡芯片通俗地讲就是指芯片内含有一个微处理器，它的功能相当于一台微型计算机。人们经常使用的集成电路卡（IC卡）上的金属片就是CPU卡芯片。 

    IC卡有着广泛的用途，现在许多地方交税要用金税卡、纳税登记卡，开车要有机动车驾驶员信息卡，交水费、电费也用上了IC卡。第一代IC卡只能实现简单的存储功能，如果IC卡要向多功能方向发展，实现电子钱包、个人数据管理、多媒体等等“一卡通”功能，就必须要求CPU卡芯片向智能化、小体积、高容量方向发展。
 
    CPU卡：真正意义上的智慧化非接触式，CPU卡内具有中央处理器（CPU）、随机内存（RAM）、程序内存（ROM）、数据存储器（EEPROM）以及片内操作系统（COS），CPU卡不仅仅是单一的非接触卡，而是一个带有卡片操作系统（COS）的应用平台，装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理、计算和数据加密等功能。
 
    CPU卡可适用于金融、保险、交警、政府行业等多个领域，具有用户空间大、读取速度快、支持一卡多用等特点，并已经通过中国人民银行和国家商秘委的认证。
 
    系统的信息介质,从客户已经建立的办公室门禁系统所采用的智能卡类型，结合当今信息安全管理发展趋势的需要 ,选用复旦FM 1208标准的CPU卡,其芯片技术属于我国自主知识产权,符合我们国家目前信息安全防范标准的要求;也利于客户方在今后扩展各类应用子系统时可以继续使用这类卡片,保持技术的先进性，避免二次投资。复旦的FM1208 CPU卡和我公司提供的自主知识产权的考勤门禁管理软件能顺利实现无缝的结合，绝无使用任何外国保密技术，具有科技含量高、运行稳定可靠、安全保密性好、完全自主知识产权等显著特点。并且我公司承诺为客户提供相应管理软件的维护、更新和升级服务。
 
    FM1208是由上海复旦微电子自主研发的最新的高端智慧非接触CPU卡，该产品采用高新的工艺技术，具备多个创新点及产品优势，获得国家多项专利技术。可以应用在城市交通一卡通、高速运输管理、校园一卡通及金融支付领域。
 
    1. 技术先进性
 
    1）高端智慧非接触CPU卡(FM1208) 系列产品采用先进的超深亚微米EEPROM工艺技术。
    2）容量为64K Byte EEPROM，大容量可以支持多种应用，如公交结算、小额支付等金融行业，实现一卡多种应用。
    3）高端智慧非接触CPU卡(FM1208)是国内第一个通过中国人民银行银行卡检测中心“PBOC2.0电子钱包/存折IC卡”检测，符合中国人民银行颁布实施PBOC2.0标准的非接触CPU卡产品。
    4) 同时该产品还通过了建设部IC卡应用规范。
 
    2. 高安全性
    1)芯片内置硬件DES协处理器，比普通的卡片的流加密技术具有更高的安全性
    2)芯片和COS的协同安全技术为CPU卡提供了双重的安全保证。在卡片的使用过程中，没有密钥的直接传输，无法通过侦听等方式截取密钥；同时COS内部设有密钥的最大重试次数，能防范对卡片的恶意攻击。
    在以上规范标准基础上，因其高安全性，非常适合应用在电子钱包小额支付等金融领域，有效防止金融交易中出现的数据错误，保护消费者交易的私密性、安全性及个人利益不受损害。
 
    3.可兼容性
    FM1208高智慧非接触CPU卡，不仅具备高安全性，大容量等优势，而且还有着广泛的兼容性。该产品符合ISO14443 Type A标准和ISO/IEC 7816-5，，可以兼容现有的非接触逻辑加密卡，如市场上广泛应用的S50等，十分方便在已有应用下的升级和扩展。特别适合于广泛使用的非接触逻辑加密卡应用平滑向非接触CPU卡应用的过渡，可以最小的代价满足客户安全性需求。
 
    4.广泛应用性
    FM1208是复旦微电子针对国内公交、高速、校园、城市一卡通及小额消费、电子钱包等领域的需求而设计开发的高智能非接触CPU卡芯片。该产品具有大容量、高安全性，适合多应用及小额电子钱包应用。已在多个城市大面积推广，如重庆的掌中行、合肥的一卡通。尤其是上海公共交通方面的试点，为非接触CPU卡在长江三角洲乃至全国的公交领域的应用推广起到了示范和推动作用。2007年已经试点推广了6万片，销售额达到50多万元。非接触CPU卡的应用数量迄今已超过100万张，销售额过千万。
 
    5.可拓展性
    FM1208高智慧非接触CPU卡不仅仅是单一的非接触IC卡，更是一个带有卡片操作系统（COS）的应用平台，装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理、计算和数据加密等功能。可以根据实际应用情况灵活改变的系统，根据客户不同的需求为其定制不同的应用，针对不同应用可对COS进行修改，对不同应用进行升级和扩展。
 
    客户项目需求
    经过与客户的沟通，我公司有针对校园一卡通管理系统的需求进行了系统的研究和分析，不仅能完全客户现有的功能需求，而且在方案中还考虑到了预留用户，后期的扩展归划，且在设计时充分的考虑了防停电、防人为损坏等相关因素。
    (1) 全面：校园一卡通管理系统包含日常办公管理所需的全部功能要求，基本涵盖了校园餐厅消费子系统、考勤管理子系统、门禁管理子系统、水控管理子系统、电控管理子系统在校园内、外部应用的全部领域。
    (2) 一库：同一软件平台、同一个数据库内实现卡的发放、卡的取消、卡的挂失、卡的数据查询、黑名单报警等卡的管理，日常管理数据的上传、下载、更新、使用记录的浏览处理、统计、汇总等数据管理。
    (3) 一网：一个统一的网络。基于现有的校园内部通信网（TCP/IP网络），系统将多个不同类型的终端设备接入同一个大型软件管理平台, 集中控制，统一管理。
    (4) 一卡：指用同一张卡实现不同功能的智能管理，一张卡能够应用于所有的终端设备．
    (5)系统安全性高：只有一卡通数据中心管理平台拥有有卡的发放、卡的取消、卡的挂失、卡的数据查询、黑名单报警等卡的日常管理功能的最高权限，系统下属终端管理节点无法实现最高管理功能，因此可以杜绝系统遭受非法侵入和系统结构性损坏。所有终端设备将接受来自信息中心的统一管理。
    (6）系统易维护性高：在中心管理平台集中对分布在各个不同地点的终端设备进行管理和配置，系统的管理、维护、用户的使用、卡片处理、考勤监控、水电监管的处理等只需操作一次既可完成，无需多次转换，极为方便；
    (7）系统可扩展性强：可以根据不同用户的需求灵活配置（扩充）不同的子系统，实现多种功能应用；
    (8）系统高效稳定运行：各子系统间无缝互连，数据共享，交换快，准确实效；全面检索、实时查询，及时生成统计报表。 

    校园一卡通管理系统概述 

    规划目标
    立足于高起点、高标准、高要求，采用国内最先进的智能一卡通应用模式，完成以下目标：
    (1)基于TCP/IP网络通信的管理终端设备：根据客户实际的需求，利用基于现有成熟的TCP/IP通信网构建的管理平台具有传输距离远、覆盖范围大、传输速度快、成本价格低等显著的优势。并且各个终端设备既可独立使用，又可以统一由信息中心管理，系统平台结构简单，系统运行安全稳定。简单实现系统的多层次数据管理，大大提高系统的运作效率。 

    (2) 数字化办公的目标：建成以校园一卡通管理系统为基础的骨干平台，校园内工作师生凭借有效证件办理IC卡，即可在校园内部所有部署有刷卡终端设备的地点进行消费、考勤、进出识别、刷卡取水、取电等一系列操作。由此产生的各种数据均由信息中心管理软件和各个终端设备分别完成分析汇总，随着一卡通管理系统规模的扩大和卡片功能的增加只需增加子系统，即可实现数字化办公的目标。 

    (3) 一卡通的目标：每个校园内部师生持有一张卡，因为使用的是CPU卡，卡的功能可以得到充分体现。此卡集身份卡、充值卡、消费卡、考勤卡、门禁卡、取水卡、取电卡等于一体，代表持卡人的身份，在校园内部做到一卡通用。持卡师生可以凭卡在校园内任一个IC卡终端设备管理地点办理卡充值、挂失、解除挂失、身份登记等所有相关业务。
系统设计实时传输与脱机运行相结合，实现一卡通行，数据共享。 

    技术特点
    1、 先进的网络通讯结构。星型拓扑型结构，设备运行互不影响。融合脱机应用与实时通讯优势，采用防火墙和TCP/IP通信方式相结合，使用路由器实现基于各种通信网及终端设备对接和实时通讯。
    2、 三层软件结构。软件采用模块化组件结构，基于TCP/IP通信网，管理员按依据授权权限可在信息中心管理终端对系统进行相应操作。
    3、 大型数据库结构。使用专业服务器部署企业级数据库，系统安全性好、可靠性高、运行更加稳定高效。
    4、 规范的数据监控处理功能。规范的报表设计和数据的实时传输，保证了数据完整性和安全性、稳定性，保证每日所有终端设备数据的汇总清查。
    5、 非接触式CPU卡。非接触式CPU卡具有全密封、防水、防静电、防灰尘、数据存储量大，智能化程度高，加密方式多、安全系数高、性能稳定等特点。从读卡方式上讲，非接式CPU卡读卡不接触，其使用寿命最长。
    6、 方便的自助服务功能。提供帮助使用手册等配套齐全的自助服务功能，优化用卡环境，减轻管理工作量。

    1、校园一卡通管理系统
    本管理系统方案设计涵盖五个管理子系统：

    2、校园一卡通管理系统总体结构 

    校园一卡通管理系统结构图
    校园一卡通管理系统业务子系统功能划分如下：