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一卡通在建筑物与智能社区中的应用
摘要：目前，在智能建筑和社区工程中应用的一卡通系统，已经覆盖了人员身份识别、宾客资料管理、员工考勤、电子门锁管理，出入口门禁管理、水电气三表数据远传及收费管理、车场收费及车辆进出管理、员工食堂售饭管理、员工工资及福利管理、人事档案及人员调度管理、商场及餐厅娱乐场所的电子消费管理、图书资料卡和保健卡管理、电话收费管理和加油站收费管理等....
智能一卡通技术已经广泛应用于人类社会的各个领域，在建筑领域也不例外。但是，对于一卡通技术在建筑物和社区智能化工程实践中应处的地位和作用，认识上并不是完全一致的。笔者通过近几年来工程实践，深感一卡通技术的应用对于建筑的智能化有着强烈的推动作用，本文将介绍一些粗浅体会，请同行们研讨和指正。
1.一卡通技术扩展了系统集成的应用范围
系统集成是建筑物和社区智能化的重要内容和发展标志，一卡通系统有助于解决系统集成中的若干难题，实现建筑物和社区中若干子系统之间的通讯。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或社区中央集成管理系统的物理连接和信息沟通，进而实现建筑物或社区内部各子系统之间的信息交换、统一管理和联动控制。
一卡通系统通过中央集成管理系统和集成配线系统，与建筑物内其它子系统的集成。
（1）与通信子系统的集成
建筑物内的通信子系统主要有可视通信系统、有线通信系统和无线通信系统，智能卡已广泛应用于这些系统之中。利用智能卡对通讯设备，包括移动电话、可视电话、传真设备进行授权和加密处理，用智能卡技术制成高安全的加密控制器；通过通信系统可实现对智能卡各分系统的远程监控。中央集成管理系统与通信子系统的接口通过智能卡可实现以下功能：实现通讯服务（例如电话的升降级）的统一授权；通信服务的自动计时、计费、记帐和信息查询；实现服务项目的集成控制，例如无线寻呼或集群通讯的启用和中止，电视会议系统各种工作方式的切换等等。
电话卡和 SIM卡是智能卡在通信领域的最广泛的应用。新的智能付费话机装有智能卡读卡器和PC机端口，不但可持卡通话，而且可以连接笔记本电脑，用以收发电子邮件和传真。有的智能付费话机还可配置小型工作站，住店旅客可以使用计算机进行入网操作。
智能卡系统与无线通信系统的集成将会开辟一个崭新的应用领域。智能卡及手持读写器的便携性、可移动性、可脱机操作，加上无线通信系统摆脱了地理环境的限制和复杂布线的困惑，因此，两者结合起来，使原有的各项功能的使用范围大大拓宽了。例如，各种收费服务员可手持智能卡读写器，随时随地就近跟随服务，或点菜、或售货、或停车收费等等，数据将通过无线通信系统进入系统数据库中。
（2）与电视子系统的集成
电视子系统包括卫星接收及共用天线系统、收费点播电视系统、酒店电视综合服务系统、多功能电视新闻中心演播直播系统等。中央集成管理系统与该子系统集成的核心问题是解决视频信息的双向传输与控制问题。
中央集成管理系统与电视子系统之间的接口通过智能卡可实现以下功能：视听服务的统一授权、视听服务的自动计费入帐、电视查询信息，持卡在客房内查阅帐单、通知结帐，持卡申请视频点播（VOD）服务，持卡实现客房内电视订餐、电视购物等。
（3）与楼宇设备控制系统的集成
楼宇设备控制系统具有集成的综合管理能力，中央集成管理系统通过智能卡与楼宇设备控制系统的接口所能实现的功能有：在许多现场，可通过智能卡向楼宇设备控制系统输入信息或向监控设备采集状态信息。例如电梯运行信息、各空调机的状态信息、电力用户计费终端信息、停车场付费和进出车辆的记录，大楼内水、电、气、风的计量信息等。利用智能卡控制车辆的进出，控制电梯、空调、应急广播、应急照明等。
（4）与安防系统的集成
安防系统包括电视监控系统、出入口控制系统、电子巡更系统、防盗报警系统、火灾自动报警及消防联动控制系统等，它们与智能卡系统的集成主要体现在与门禁系统的连接和对火警、入侵等报警信息的随动响应[2]；对持卡人进行出入口控制管理;定位巡更、定位警卫、定位服务；持卡上岗授权操作。此外，智能卡也已应用于智能标签、智能开关、智能跟踪、智能联动等监控设备。
（5）与MIS、OA和物业管理等系统的集成
目前，智能卡的应用主要还偏重于识别、认证这方面的功能。随着掌上设备和WINDOWS CE设备的读卡器、内置读卡器的 PC和笔记本电脑以及沟通OS和COS的软件桥梁、开发工具等的推广应用，将大大推动基于智能卡的访问数据库的应用。今后，通过智能卡实现个人计算机网络安全管理、个人登录、互联网访问、电子签名、持卡授权上岗等，在MIS、OA和物业管理等系统中都起重要作用。
此外智能卡也已应用于复印机、晒图器、打印机等办公设备。智能卡的应用可作为 MIS、OA和物业管理等系统的实时前台：持卡结算水、电、汽费，持卡结算房屋、场地、设备的租赁费，在康乐、餐饮、商场持卡进行非现金消费等。
2.一卡通技术增强了整个建筑物和社区的总体功能
目前，在智能建筑和社区工程中应用的一卡通系统，已经覆盖了人员身份识别、宾客资料管理、员工考勤、电子门锁管理，出入口门禁管理、水电气三表数据远传及收费管理、车场收费及车辆进出管理、员工食堂售饭管理、员工工资及福利管理、人事档案及人员调度管理、商场及餐厅娱乐场所的电子消费管理、图书资料卡和保健卡管理、电话收费管理和加油站收费管理等等。
图是某部委培训中心智能大厦的一卡通系统的控制原理图。
图示意说明了培训中心一卡通系统的控制原理，该系统在培训中心运行的流程和工作模式大致可描述如下：团队客人或散客在培训中心管理信息系统（MIS） 的前台工作站接待登记时，当客人的个人信息和住宿信息登记确认后，系统为客人分配房号的同时，也就制作好了宾客卡，卡中写入了房号、床号、客人账号、预定退房日期、预收款金额等。客人持卡可以打开自己的房间；可以在餐厅、舞厅、酒吧、商店持卡消费。持卡消费的方式有两种：在联网的消费点，宾客卡经读卡器确认为合法卡以后，按客人账号，直接将消费代码和消费金额、发生日期直接记入客人账户；在不联网的流动消费点，宾客卡通过手持POS机确认后，在POS的显示屏上显示卡中的金额，然后输入消费代码和消费金额，再次确认后，屏上显示卡中的余额。贵宾卡可以被电梯轿厢的读卡器读卡，从而控制电梯在指定的贵宾层停靠，而一般人员不能进入贵宾楼层。在培训中心的各个重要场所设位置读卡器，巡更员或保安值勤员工可以持卡报告巡更信息或安全信息，贵宾也可持卡告示自己所在的位置，令培训中心或自己的随从能跟踪警卫或服务。培训中心员工可持卡考勤，持卡在员工食堂就餐，人事部门可通过员工卡进行人事管理。宾客在结帐退房时，需同时结算卡中的消费信息和结余金额。培训中心一卡通系统有以下主要特点，它大大增强了整个建筑物的总体功能。
（1）采用先进的多功能智能卡
采用的卡具有多个分区，每个分区具有独立的密码校验，具有独立核算的功能，各智能卡分系统可占用智能卡的一个独立的接口,该卡真正具备一卡多用的特性，具备兼容性、安全性、可靠性、牢固性、快捷性等特点。最近问世的多应用／多供应商卡解决了同一张卡能通行于多家供应商所提供的同一功能或不同功能的设备。多应用／多供应商卡的内部拥有一个真正16位的微处理器，它比80C51的速度快30倍，同时完全与现有的标准80C51指令集相兼容，在硬件设计上已经实现了芯片内的防火墙，是真正的多任务器件，多个任务可同时执行，它们各自的代码区和数据区在物理上保持完全隔离，提供了高水平的安全性。该卡支持JAVA等高级语言编程。
（2）采用先进的网络结构[3]
一卡通系统实际上是由两部分组成的：实时控制域和管理信息域。低速、实时控制域采用传统的控制网RS-485或先进的LonWorks控制网络作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接；各智能卡分系统的工作站和上位机则居于系统的高速管理信息域，这里涉及大量的数据传递，可满足各种管理的需要，构造了高级的数据网络环境，系统主干采用Ethernet以太网，通过路由器连接企业局域网和广域网，包括Intranet和Internet。
（3）采用正确的软件开发策略
将整个应用程序分为前台和后台，前台应用程序运行在各智能卡分系统的工作站上，主要完成与用户的交互操作；后台应用程序运行在Windows NT服务器上，主要负责数据的存取、加工处理和安全保障。一卡通系统的基本数据处理方式为：应用程序接受用户的输入，各智能卡应用设备读写器读取用户卡的信息，应用程序执行 SQL语句，完成对服务器端的数据库访问，对数据进行转换和操作，然后将执行结果返回客户端，完成相应的管理或控制。
各分系统内部具有分类统计和累计的功能。
此外，一卡通技术在电子政府、电子商务等活动中将起到十分重要的作用，详见参考文献[5]。
结论：一卡通技术在建筑物和社区智能化工程实践中的地位和作用不能低估，笔者认为：它应当被人们真正看成建筑物和社区智能化的又一重要技术支柱，看成建筑物和社区弱电集成管理系统的操作平台和实时应用前台。建议主管部门进一步加强规范化管理，加大一卡通技术开发力度，加快产品国产化步伐。
1.一卡通技术扩展了系统集成的应用范围
系统集成是建筑物和社区智能化的重要内容和发展标志，一卡通系统有助于解决系统集成中的若干难题，实现建筑物和社区中若干子系统之间的通讯。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或社区中央集成管理系统的物理连接和信息沟通，进而实现建筑物或社区内部各子系统之间的信息交换、统一管理和联动控制。
一卡通系统通过中央集成管理系统和集成配线系统，与建筑物内其它子系统的集成。
（1）与通信子系统的集成
建筑物内的通信子系统主要有可视通信系统、有线通信系统和无线通信系统，智能卡已广泛应用于这些系统之中。利用智能卡对通讯设备，包括移动电话、可视电话、传真设备进行授权和加密处理，用智能卡技术制成高安全的加密控制器；通过通信系统可实现对智能卡各分系统的远程监控。中央集成管理系统与通信子系统的接口通过智能卡可实现以下功能：实现通讯服务（例如电话的升降级）的统一授权；通信服务的自动计时、计费、记帐和信息查询；实现服务项目的集成控制，例如无线寻呼或集群通讯的启用和中止，电视会议系统各种工作方式的切换等等。
电话卡和 SIM卡是智能卡在通信领域的最广泛的应用。新的智能付费话机装有智能卡读卡器和PC机端口，不但可持卡通话，而且可以连接笔记本电脑，用以收发电子邮件和传真。有的智能付费话机还可配置小型工作站，住店旅客可以使用计算机进行入网操作。
智能卡系统与无线通信系统的集成将会开辟一个崭新的应用领域。智能卡及手持读写器的便携性、可移动性、可脱机操作，加上无线通信系统摆脱了地理环境的限制和复杂布线的困惑，因此，两者结合起来，使原有的各项功能的使用范围大大拓宽了。例如，各种收费服务员可手持智能卡读写器，随时随地就近跟随服务，或点菜、或售货、或停车收费等等，数据将通过无线通信系统进入系统数据库中。
（2）与电视子系统的集成
电视子系统包括卫星接收及共用天线系统、收费点播电视系统、酒店电视综合服务系统、多功能电视新闻中心演播直播系统等。中央集成管理系统与该子系统集成的核心问题是解决视频信息的双向传输与控制问题。
中央集成管理系统与电视子系统之间的接口通过智能卡可实现以下功能：视听服务的统一授权、视听服务的自动计费入帐、电视查询信息，持卡在客房内查阅帐单、通知结帐，持卡申请视频点播（VOD）服务，持卡实现客房内电视订餐、电视购物等。
（3）与楼宇设备控制系统的集成
楼宇设备控制系统具有集成的综合管理能力，中央集成管理系统通过智能卡与楼宇设备控制系统的接口所能实现的功能有：在许多现场，可通过智能卡向楼宇设备控制系统输入信息或向监控设备采集状态信息。例如电梯运行信息、各空调机的状态信息、电力用户计费终端信息、停车场付费和进出车辆的记录，大楼内水、电、气、风的计量信息等。利用智能卡控制车辆的进出，控制电梯、空调、应急广播、应急照明等。
（4）与安防系统的集成
安防系统包括电视监控系统、出入口控制系统、电子巡更系统、防盗报警系统、火灾自动报警及消防联动控制系统等，它们与智能卡系统的集成主要体现在与门禁系统的连接和对火警、入侵等报警信息的随动响应[2]；对持卡人进行出入口控制管理;定位巡更、定位警卫、定位服务；持卡上岗授权操作。此外，智能卡也已应用于智能标签、智能开关、智能跟踪、智能联动等监控设备。
（5）与MIS、OA和物业管理等系统的集成
目前，智能卡的应用主要还偏重于识别、认证这方面的功能。随着掌上设备和WINDOWS CE设备的读卡器、内置读卡器的 PC和笔记本电脑以及沟通OS和COS的软件桥梁、开发工具等的推广应用，将大大推动基于智能卡的访问数据库的应用。今后，通过智能卡实现个人计算机网络安全管理、个人登录、互联网访问、电子签名、持卡授权上岗等，在MIS、OA和物业管理等系统中都起重要作用。
此外智能卡也已应用于复印机、晒图器、打印机等办公设备。智能卡的应用可作为 MIS、OA和物业管理等系统的实时前台：持卡结算水、电、汽费，持卡结算房屋、场地、设备的租赁费，在康乐、餐饮、商场持卡进行非现金消费等。
2.一卡通技术增强了整个建筑物和社区的总体功能
目前，在智能建筑和社区工程中应用的一卡通系统，已经覆盖了人员身份识别、宾客资料管理、员工考勤、电子门锁管理，出入口门禁管理、水电气三表数据远传及收费管理、车场收费及车辆进出管理、员工食堂售饭管理、员工工资及福利管理、人事档案及人员调度管理、商场及餐厅娱乐场所的电子消费管理、图书资料卡和保健卡管理、电话收费管理和加油站收费管理等等。
图是某部委培训中心智能大厦的一卡通系统的控制原理图。
图示意说明了培训中心一卡通系统的控制原理，该系统在培训中心运行的流程和工作模式大致可描述如下：团队客人或散客在培训中心管理信息系统（MIS） 的前台工作站接待登记时，当客人的个人信息和住宿信息登记确认后，系统为客人分配房号的同时，也就制作好了宾客卡，卡中写入了房号、床号、客人账号、预定退房日期、预收款金额等。客人持卡可以打开自己的房间；可以在餐厅、舞厅、酒吧、商店持卡消费。持卡消费的方式有两种：在联网的消费点，宾客卡经读卡器确认为合法卡以后，按客人账号，直接将消费代码和消费金额、发生日期直接记入客人账户；在不联网的流动消费点，宾客卡通过手持POS机确认后，在POS的显示屏上显示卡中的金额，然后输入消费代码和消费金额，再次确认后，屏上显示卡中的余额。贵宾卡可以被电梯轿厢的读卡器读卡，从而控制电梯在指定的贵宾层停靠，而一般人员不能进入贵宾楼层。在培训中心的各个重要场所设位置读卡器，巡更员或保安值勤员工可以持卡报告巡更信息或安全信息，贵宾也可持卡告示自己所在的位置，令培训中心或自己的随从能跟踪警卫或服务。培训中心员工可持卡考勤，持卡在员工食堂就餐，人事部门可通过员工卡进行人事管理。宾客在结帐退房时，需同时结算卡中的消费信息和结余金额。培训中心一卡通系统有以下主要特点，它大大增强了整个建筑物的总体功能。
（1）采用先进的多功能智能卡
采用的卡具有多个分区，每个分区具有独立的密码校验，具有独立核算的功能，各智能卡分系统可占用智能卡的一个独立的接口,该卡真正具备一卡多用的特性，具备兼容性、安全性、可靠性、牢固性、快捷性等特点。最近问世的多应用／多供应商卡解决了同一张卡能通行于多家供应商所提供的同一功能或不同功能的设备。多应用／多供应商卡的内部拥有一个真正16位的微处理器，它比80C51的速度快30倍，同时完全与现有的标准80C51指令集相兼容，在硬件设计上已经实现了芯片内的防火墙，是真正的多任务器件，多个任务可同时执行，它们各自的代码区和数据区在物理上保持完全隔离，提供了高水平的安全性。该卡支持JAVA等高级语言编程。
（2）采用先进的网络结构[3]
一卡通系统实际上是由两部分组成的：实时控制域和管理信息域。低速、实时控制域采用传统的控制网RS-485或先进的LonWorks控制网络作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接；各智能卡分系统的工作站和上位机则居于系统的高速管理信息域，这里涉及大量的数据传递，可满足各种管理的需要，构造了高级的数据网络环境，系统主干采用Ethernet以太网，通过路由器连接企业局域网和广域网，包括Intranet和Internet。
（3）采用正确的软件开发策略
将整个应用程序分为前台和后台，前台应用程序运行在各智能卡分系统的工作站上，主要完成与用户的交互操作；后台应用程序运行在Windows NT服务器上，主要负责数据的存取、加工处理和安全保障。一卡通系统的基本数据处理方式为：应用程序接受用户的输入，各智能卡应用设备读写器读取用户卡的信息，应用程序执行 SQL语句，完成对服务器端的数据库访问，对数据进行转换和操作，然后将执行结果返回客户端，完成相应的管理或控制。
各分系统内部具有分类统计和累计的功能。
此外，一卡通技术在电子政府、电子商务等活动中将起到十分重要的作用，详见参考文献[5]。
结论：一卡通技术在建筑物和社区智能化工程实践中的地位和作用不能低估，笔者认为：它应当被人们真正看成建筑物和社区智能化的又一重要技术支柱，看成建筑物和社区弱电集成管理系统的操作平台和实时应用前台。建议主管部门进一步加强规范化管理，加大一卡通技术开发力度，加快产品国产化步伐。
