公用事業(yè)智能卡預(yù)付費表應(yīng)用系統(tǒng)

文章出處：http://xianjuhong.com 作者：劉華譜 白雪鵬   人氣： 發(fā)表時間：2011年10月12日

    1     公用事業(yè)計量收費技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

     在本世紀(jì)中期以前，由于受技術(shù)條件的限制，公用事業(yè)的計量收費問題一直沒能得到很好的解決。很多國家采用將 戶用表安裝到戶外以解決查表問題。

    目前許多發(fā)達國家采用遙讀方式采集用戶用量數(shù)據(jù)，并通過用戶在銀行的帳戶進行資金結(jié)算。在歐洲，許多國家采 用有線遙讀方式查表；而在美國等國家則采用無線遙讀方式查表。近年來，日本等國家又出現(xiàn)了通過電話線采集數(shù)據(jù)的在查表收費方面，國內(nèi)卻一直延用著原始落后的入戶查表收費方式。這種收費方式是先抄表、后收款，每月需要上門兩次。“先使用、后收費”的方式存在著抄表收費擾民、人工收費成本高及資金回收周期長等問題。

    IC 卡預(yù)付費表的應(yīng)用徹底解決了查表收費難題，IC 卡技術(shù)的推廣應(yīng)用，兼顧了企業(yè)和用戶的利益。 

    2     公用事業(yè)智能卡預(yù)付費表應(yīng)用系統(tǒng)的組成

    公用事業(yè)智能卡預(yù)付費表應(yīng)用系統(tǒng)主要由以下三個部分構(gòu)成：智能卡、預(yù)付費控制器、銷售管理系統(tǒng)。

    預(yù)付費控制器由計量傳感器電路、微功耗單片機、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊用電路、流量監(jiān)測等部分組成。具有精確記數(shù)功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門自動處理功 能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數(shù)據(jù)下載功能、數(shù)據(jù)顯示與聲音提示功能等。

    銷售管理系統(tǒng)主要包括計算機、服務(wù)器、打印機、讀寫卡器、POS 機、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等，完整的銷售管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)密鑰管理、開戶發(fā)卡、售氣管理、數(shù)據(jù)查詢、用戶管理、運營管理等。 

    公用事業(yè)智能卡預(yù)付費表應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計上采用最新的微功耗大規(guī)模集成電路、專用的低功耗閥門和先進的表面貼裝工藝，并選用智能卡作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇鎯γ浇?，集用戶預(yù)付費、煤氣表自動計費、狀態(tài)報警提示和防止竊用等功能于一體，是適應(yīng)公用事業(yè)管理現(xiàn)代化的最佳計量器具。 

    3     公用事業(yè)智能卡預(yù)付費表應(yīng)用系統(tǒng)工作過程

    首先在銷售管理系統(tǒng)中建立用戶基本檔案信息，發(fā)行開戶卡并充值。用戶將已充值的開戶卡插入到智能卡預(yù)付費表中，預(yù)付費控制器讀取卡中數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)的有效性。若數(shù)據(jù)有效則開啟閥門，允許用戶使用。同時，智能卡預(yù)付費表會將表的當(dāng)前工作狀態(tài)、運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)寫入到用戶卡中。當(dāng)用戶持卡再次充值時，管理部門能夠記錄用戶表的運行信息，以便監(jiān)測用戶的使用情況。當(dāng)智能卡預(yù)付費表檢測到用戶剩余用量不足時，將給出報警信息，提示用戶及時充值。當(dāng)用戶剩余用量用盡時，智能卡預(yù)付費表將自動關(guān)閉閥門，直到用戶持卡充值并重新插卡后才能繼續(xù)恢復(fù)使用。

    智能卡預(yù)付費表應(yīng)用系統(tǒng)通過信息載體－智能卡實現(xiàn)信息的雙向傳遞，用戶現(xiàn)場使用的智能卡預(yù)付費表同公用事業(yè)公司的智能卡預(yù)付費表銷售管理系統(tǒng)之間通過智能卡建 立聯(lián)系，實現(xiàn)戶用計量儀表使用的預(yù)付費管理。預(yù)付費控制器通過對戶用計量儀表基表流量信號的檢測，來控制閥門的開關(guān)動作，以達到控制用戶預(yù)付費使用的目的。 

    4     IC 卡的種類及特點 

    IC 卡即智能卡，又稱集成電路卡，是隨著半導(dǎo)體技術(shù)和存儲容量的要求日益提高應(yīng)運而生的。IC 卡芯片具有存儲數(shù)據(jù)和改寫數(shù)據(jù)的能力，IC 卡存儲器中的內(nèi)容可以根據(jù)需要有條件地供外部讀取，或供內(nèi)部信息處理和判斷之用。根據(jù)IC 卡內(nèi)所鑲嵌集成電路的不同，可以將IC 卡分成存儲卡、邏輯加密卡、智能卡（CPU 卡）等，它們各自具有不同的數(shù)據(jù)保護安全級別。

    智能卡是在將EEPROM 芯片封裝在卡片上的同時，將微處理器芯片（CPU）也封裝在卡片上，外部讀寫設(shè)備只能通過CPU 與IC 卡內(nèi)的EEPROM 進行數(shù)據(jù)交換，在任何情況下都不能再訪問到EEPROM 中的任何一個單元。 

    5    公用事業(yè)智能卡預(yù)付費表應(yīng)用系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計 

    5.1 硬件設(shè)計

    本系統(tǒng)硬件設(shè)計時還需要考慮的兩大因素是現(xiàn)場環(huán)境和操作人員技術(shù)水平。在實際應(yīng)用時，現(xiàn)場環(huán)境與實驗室環(huán)境條件相比差異很大，而且不同地區(qū)的現(xiàn)場情況又有所不同。如北方地區(qū)冬季較為寒冷干燥，預(yù)付費控制器中的液晶及電池等器件的工作溫度范圍應(yīng)符合實際工作環(huán)境需求；南方地區(qū)夏季多雨且氣候潮濕，預(yù)付費控制器中元器件的設(shè)計選型應(yīng)充分考慮到這些因素，并加強預(yù)付費控制器特別是卡座等環(huán)節(jié)的整體密封設(shè)計。 

    5.2 銷售管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計

    銷售管理系統(tǒng)主要包括計算機、服務(wù)器、打印機、讀寫卡器、POS 機、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等，完整的銷售管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)密鑰管理、開戶發(fā)卡、售氣管理、數(shù)據(jù)查詢、用戶管理、運營管理等。

    本方案充分利用了城市中星羅棋布的銀行服務(wù)網(wǎng)點，來實現(xiàn)IC 卡的發(fā)行和充值，同時銀行也能獲取大量的預(yù)付費沉淀資金并提高發(fā)卡數(shù)量。在每個服務(wù)網(wǎng)點設(shè)立一到兩個IC 卡終端機（PC 機+IC 卡讀寫器+ 打印機，或是專用的POS 終端），來服務(wù)于周圍的居民用戶。

    在煤氣公司的銷售公司，建立一個銷售管理中心，它的核心是一個局域網(wǎng)，包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、若干臺銷售管理工作站、若干臺用戶發(fā)行工作站以及打印設(shè)備等。

    用戶發(fā)行工作站用來建立用戶檔案、發(fā)行初始IC 卡、售一定數(shù)量的煤氣等。銷售管理工作站負責(zé)分析全市的銷售情況，形成各種統(tǒng)計報表，并對銷售情況進行分析。而服務(wù)器運行數(shù)據(jù)庫則存儲所有用戶的檔案和銷售記錄，并管理文件系統(tǒng)和打印任務(wù)。

    銷售管理系統(tǒng)主要用于完成對城市居民用戶的檔案管理、智能卡預(yù)付費表的收費管理及運營管理。系統(tǒng)分為前臺和后臺兩個版本，設(shè)計上采用客戶機/ 服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端采用了Windows NT 操作系統(tǒng)及SQL Server 企業(yè)版數(shù)據(jù)庫，各種數(shù)據(jù)均存儲在中心服務(wù)器上。前臺微機既可通過局域網(wǎng)訪問中心服務(wù)器進行收費，也可通過Modem、電話線、遠程訪問服務(wù)器訪問中心服務(wù)器進行遠程收費，遠程訪問需對通信數(shù)據(jù)進行加密。本系統(tǒng)前臺辦理業(yè)務(wù)效率高，系統(tǒng)管理功能完善，后臺數(shù)據(jù)吞吐量大，運行可靠等優(yōu)點。 

    5.3 智能卡的密鑰生成及發(fā)行管理

    在IC 卡預(yù)付費系統(tǒng)設(shè)計中最為關(guān)鍵的是安全性，安全性與密鑰的發(fā)行、管理關(guān)系密切。密鑰要實行分級管理，總控卡密鑰及DES 算法的關(guān)鍵信息分別由幾個人輸入，密鑰的產(chǎn)生、存放、使用都是以密文的形式出現(xiàn)，對應(yīng)用系統(tǒng)來說不可見，增加了破譯難度，提高了抗攻擊性。密鑰的管理應(yīng)遵循售氣流程與密鑰的生成、管理無關(guān)的原則。 

    6    本系統(tǒng)的應(yīng)用展望

    本系統(tǒng)利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)、智能卡及其專用機具技術(shù)，解決了企業(yè)信息管理、用戶管理、交易自動化和電子支付等問題。本系統(tǒng)實現(xiàn)了工作流程自動化，強化了公用事業(yè)公司的管理，減少了公用事業(yè)公司不應(yīng)有的經(jīng)濟損失，保證了公用事業(yè)公司應(yīng)收帳款的及時到位。既方便了公用事業(yè)用戶，也方便了公用事業(yè)公司基層工作人員。同時本系統(tǒng)具有良好的擴展性，為公用事業(yè)公司開展新型業(yè)務(wù)和服務(wù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益，值得推廣應(yīng)用?！　　?br /> 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
     (文/劉華譜 白鵬)