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智能小区建设中“一卡通”的认识与实现
作者：中国建筑第八工程局技术中心 苏 涛
来源：RFID世界网
日期：2005-07-28 10:18:28
摘要：智能小区建设中“一卡通”的认识与实现
随着科学技术的推广运用，现代社会各个行业的众多部门纷纷引进了IC卡智能管理系统，期望以此来提高管理档次，降低管理成本。住宅小区内部的智能化管理手段“一卡通”智能管理系统的运用，可以提高物业管理的效率，减少物业管理人员，成为各住宅小区走向科学化、智能化管理的良好途径。通过“一卡通”系统，实现了小区住户的进出、消费、物业管理费用交纳，加强了对人、财、物的有效监控管理，提高了资源的共享率。
现阶段工程应用中的“一卡通”，是一种基于各系统软件集成意义上的系统工程。为满足业主的需要，将诸如门禁、停车场、消费、缴费等有各自独立设备和软件的单项智能化系统组合在一起，安装在某一区域，因为每人持有一张卡片，即可实现开门、进出停车场、购物、缴纳各项费用等，因此称之为“一卡通”。
1 卡的介绍
“一卡通”的卡的名称来源于英文名词Smartcard”，叫智能卡，又称集成电路卡，即IC卡(IntegratedCircuitcard)。它将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式。
1．1 根据卡中所镶嵌的集成电路的不同可以分成以下三类
存储器卡：卡中的集成电路为EEPROM(可用电擦除的可编程只读存储器)。
逻辑加密卡：卡中的集成电路具有加密逻辑和ZEPROM。
CPU卡：卡中的集成电路包括中央处理器CPU、EEPROM、随机存储器RAM以及固化在只渎存储器ROM中的片内操作系统COS(ChiPOperatingSystem)。
1．2 根据卡与外界数据传送的形式不同可以分成以下两类：
接触型IC卡：在这种卡片上，IC芯片有8个触点可与外界接触；
非接触型IC卡：非接触型IC卡集成电路不向外引出触点，因此它除了包含1．1中三种卡的电路外，还带有射频收发电路及其相关电路，读写器对卡的读写为非接触式，是世界上最近几年发展起来的一项新技术。在卡片靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作，它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，因而称这种IC卡为非接触式或者感应式IC卡 (RF射频卡)。
与接触式IC卡相比较，非接触式IC卡具有以下优点：
(1)可靠性高。非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障，例如：由于粗暴插卡，非卡外物插入，灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外，非接触式IC卡表面无裸露的芯片，无须担心脱落、静电击穿、弯曲、损坏等问题；
(2)操作方便、快捷。由于使用射频通讯技术，读写器在10cm范围内就可以对卡片进行读写，没有插拔卡的动作。非接触式IC卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面，读写时间不大于0．1s，大大提高了每次使用的速度；
(3)安全防冲突。非接触式IC卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可更改。世界上没有任何两张卡的序列号会相同。非接触式IC卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证卡的合法性，同时卡也验证读写器的合法性。
1．3 卡的分类可参见下图
2 工程实例
笔者最近刚刚设计并施工调试完毕舜风世纪花园项目，该工程总建筑面积9．013万m2，可容纳450户。地下停车场3个，地上停车场1个，有460个停车位。 “一卡通”系统包含以下内容：门禁管理系统、消费管理系统、停车场管理系统、中心物业管理系统。
2．1 门禁管理系统的设计及实现
本小区的门禁系统分为两部分，第一部分：小区的3个大门、13个单元门及住宅区地下车库的9个电梯厅的大门处各装设一套门禁系统；第二部分：小区的450个家庭，每户装设一套门禁系统。小区共装设门禁系统475套。
IC持卡人在读卡器的有效距离内一晃，卡内信息就通过读卡器读出，并同时传至控制器及主控电脑，由控制器瞬间自动识别身份后启动电子门锁。此时控制器及主控电脑均将持卡人的卡号、姓名、出入时间及出入门禁控制点等信息实时记录，并可以根据需要随时打印报表。如果持卡人的权限受限不准通行时，电锁不会动作。如强行进入，系统将自动将报警信号传至主控电脑报警，由保安人员处理，从而达到禁止不合身份人员进入的目的。如果卡片不慎丢失，只要在控制器或主控电脑的软件中将该卡片注销即可。
当住户或外来人员需要进入本小区时，住户使用 IC卡开门，也可以通过呼叫物业管理中心监控室开门。外来人员只能呼叫物业管理中心监控室开门。当住户将车停在地下停车场后，用自己的IC卡在电梯厅门前的门禁读卡器上进行读卡，听到清脆的蜂鸣声后，电梯厅大门打开，住户可顺利进入电梯厅，乘电梯到达要去的楼层。同时物业管理中心监控室的计算机上，记录住户何时、何地通过地下车库的哪个电梯厅。
住户进自己家门也是将IC卡在自己家的门禁读卡器上读卡，听到清脆的蜂鸣声后，防盗门电锁打开，住户人员可直接进入家中。
2．2 消费系统的设计及实现
在社区内的消费网点，设立持卡消费专位，持卡人用IC卡直接支付费用。系统采用集中数据库管理系统，所有消费终端通过RS485网络与中心数据库连接，对持卡人进行实时扣款。实时扣款及集中数据库方式具有最强的安全性和可靠性。
2．2．1 商场消费
小区的商场内共有6台消费终端，每台POS机配置一个读卡器，读卡器带有键盘接口，持卡人交费时，直接刷卡，POS终端读取卡片的唯一卡号，从数据库读取卡片帐号的余额，并显示出来，将本次消费金额扣除；非持卡人消费时直接由POS机计算消费金额，并缴纳现金进行结算。
2．2．2 健身场所消费
小区设有一处网球场，该网球场为自助式消费场所，只对小区内住户开放，分别在网球场的出、人口各设门禁系统一套，持卡人只能在网球场人口刷卡进入，并在出口刷卡出去，门禁系统根据进出时间及卡号，由中心管理系统对消费者进行消费扣款。小区设有室内游泳馆一处，在入口处设门禁系统一套，持卡人在入口处刷卡，门禁系统根据卡号，由中心管理系统对消费者进行按次扣款，非持卡人消费时直接缴纳现金进行结算。
2．2．3 娱乐场所消费
小区设有棋牌室共6处，均在各人口处设门禁系统一套，持卡人在人口处刷卡，门禁系统根据卡号，由中心管理系统对消费者进行按时计费并扣款。
2．2．4 水、电、气及物业管理交费
本小区水、电、气三表的数据为计算机自动抄收远传系统，与小区中心的物业管理系统数据共享，因此持卡人可持卡在物业管理中心交费，刷卡后收费终端直接从持卡人的帐户中扣除费用，也可在与物业公司签署代扣协议后，由物业公司从持卡人的帐户中扣除相应费用。
2．3停车场管理系统
小区3个地下停车场均为固定用户使用，1个地上停车场为临时用户使用。
2．3．1 入场
临时车进入地上停车场时，由保安人员发卡给司机，自动路闸起栏放行车辆，车辆通过后，自行放下栏杆。
固定车进入地下停车场时，经地感线圈检测车到，司机把IC卡在人口感应器掠过(读卡距离为75cm)，读写器读卡，判断其有效性，并依据相应卡号，存入电脑主机的数据库中。若有效，自动路闸起栏放行车辆，车辆通过后自动放下栏杆；若无效，不允许入场。
2．3．2 出场
临时车驶出地上停车场时，司机将临时卡交给收费员，收费电脑自动计费，通过收费显示牌，提示司机交费。收费员确认无误后，按确认键，电动栏杆升起放行车辆。车辆通过后，电动栏杆自动落下，同时收费电脑将该车信息记录到消费数据库中。
固定车驶出地下停车场时，经检测线圈检测车到，司机把IC卡在出口感应器掠过，读卡器读卡，判别其有效性。若有效，自动起栏放行车辆。车辆通过后，栏杆自动落下；若无效，则报警，不允许放行。
2．4 中心管理系统
“一卡通”系统实现的重点就是小区中心管理系统的建立。笔者在本小区工程实施中作了以下两项工作。
2．4．1 设备选择
本工程采用HDS2208C型联网门禁控制器，读卡器与控制器为一体机，硬件系统采用贴片技术及波峰焊，分室内机与室外机两部分。室内机带键盘及液晶显示，可显示年、月、日、时、分、秒、星期，在不带电的情况下时钟仍能正常运转，室外机即读卡器封装在机壳内，防尘、防水。室外机被盗，室内机具有报警功能。使用挂失卡、黑名单卡、非法卡等会自动报警。
该门禁系统性价比非常合适，恰好满足业主的功能需求与价格要求。且因其具有的强大的动态链接库功能，完全满足了“一卡通”的集成要求。
停车场系统采用JS600系列产品，该产品市场占有率高，性能稳定，最重要的一点是能够开放其数据库，为系统集成提供了有效的接口。
2．4．2 系统集成
小区的“一卡通”系统是以物业管理系统为中心的，因此，在软件方面，物业管理系统的开发是整个系统的重点。我们在完成基本功能开发的基础上，突出了数据库系统的建设，小区的门禁、消费、停车场、三表系统的数据库均开放其数据格式及数据位置，由物业管理系统集成为一个大的数据库，记录持卡人的详细资料，存储当前持卡人的余额，相当于小区内部银行。因此从中心管理的角度出发即为“一卡通”。
在硬件方面，系统在管理中心设中心服务器，服务器采用大型数据库SQLSERVER，小区内部建立局域网，将“一卡通”的各子系统的计算机连接起来。
3 工程评价
整个“一卡通”系统的优点是系统既方便用户使用，又方便物业管理，同时整个系统产权归业主，管理封闭，调整变更方便。缺点是用户需存钱到物业中心，未能将用户的银行账户与“一卡通”系统合二为一。
笔者在工程实施过程中曾论证将IC卡与银行使用的信用卡二卡合一来实现小区的“一卡通”功能，但是，目前银行使用的是磁条卡，二卡合一仅仅是将银行的磁条贴在小区IC卡上，磁条的寿命只有两年，需定期更换。另外银行的POS机受银行的控制和管理，给小区的综合管理带来难度，因此，该工程“一卡通”的应用仅限于本小区内。
参考文献
1 国家标准．《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》(试行稿)
2 深圳捷顺公司及广州杰赛公司技术资料
3 《智能化小区设计、施工、维护与管理实用手册》
现阶段工程应用中的“一卡通”，是一种基于各系统软件集成意义上的系统工程。为满足业主的需要，将诸如门禁、停车场、消费、缴费等有各自独立设备和软件的单项智能化系统组合在一起，安装在某一区域，因为每人持有一张卡片，即可实现开门、进出停车场、购物、缴纳各项费用等，因此称之为“一卡通”。
1 卡的介绍
“一卡通”的卡的名称来源于英文名词Smartcard”，叫智能卡，又称集成电路卡，即IC卡(IntegratedCircuitcard)。它将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式。
1．1 根据卡中所镶嵌的集成电路的不同可以分成以下三类
存储器卡：卡中的集成电路为EEPROM(可用电擦除的可编程只读存储器)。
逻辑加密卡：卡中的集成电路具有加密逻辑和ZEPROM。
CPU卡：卡中的集成电路包括中央处理器CPU、EEPROM、随机存储器RAM以及固化在只渎存储器ROM中的片内操作系统COS(ChiPOperatingSystem)。
1．2 根据卡与外界数据传送的形式不同可以分成以下两类：
接触型IC卡：在这种卡片上，IC芯片有8个触点可与外界接触；
非接触型IC卡：非接触型IC卡集成电路不向外引出触点，因此它除了包含1．1中三种卡的电路外，还带有射频收发电路及其相关电路，读写器对卡的读写为非接触式，是世界上最近几年发展起来的一项新技术。在卡片靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作，它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，因而称这种IC卡为非接触式或者感应式IC卡 (RF射频卡)。
与接触式IC卡相比较，非接触式IC卡具有以下优点：
(1)可靠性高。非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障，例如：由于粗暴插卡，非卡外物插入，灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外，非接触式IC卡表面无裸露的芯片，无须担心脱落、静电击穿、弯曲、损坏等问题；
(2)操作方便、快捷。由于使用射频通讯技术，读写器在10cm范围内就可以对卡片进行读写，没有插拔卡的动作。非接触式IC卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面，读写时间不大于0．1s，大大提高了每次使用的速度；
(3)安全防冲突。非接触式IC卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可更改。世界上没有任何两张卡的序列号会相同。非接触式IC卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证卡的合法性，同时卡也验证读写器的合法性。
1．3 卡的分类可参见下图
2 工程实例
笔者最近刚刚设计并施工调试完毕舜风世纪花园项目，该工程总建筑面积9．013万m2，可容纳450户。地下停车场3个，地上停车场1个，有460个停车位。 “一卡通”系统包含以下内容：门禁管理系统、消费管理系统、停车场管理系统、中心物业管理系统。
2．1 门禁管理系统的设计及实现
本小区的门禁系统分为两部分，第一部分：小区的3个大门、13个单元门及住宅区地下车库的9个电梯厅的大门处各装设一套门禁系统；第二部分：小区的450个家庭，每户装设一套门禁系统。小区共装设门禁系统475套。
IC持卡人在读卡器的有效距离内一晃，卡内信息就通过读卡器读出，并同时传至控制器及主控电脑，由控制器瞬间自动识别身份后启动电子门锁。此时控制器及主控电脑均将持卡人的卡号、姓名、出入时间及出入门禁控制点等信息实时记录，并可以根据需要随时打印报表。如果持卡人的权限受限不准通行时，电锁不会动作。如强行进入，系统将自动将报警信号传至主控电脑报警，由保安人员处理，从而达到禁止不合身份人员进入的目的。如果卡片不慎丢失，只要在控制器或主控电脑的软件中将该卡片注销即可。
当住户或外来人员需要进入本小区时，住户使用 IC卡开门，也可以通过呼叫物业管理中心监控室开门。外来人员只能呼叫物业管理中心监控室开门。当住户将车停在地下停车场后，用自己的IC卡在电梯厅门前的门禁读卡器上进行读卡，听到清脆的蜂鸣声后，电梯厅大门打开，住户可顺利进入电梯厅，乘电梯到达要去的楼层。同时物业管理中心监控室的计算机上，记录住户何时、何地通过地下车库的哪个电梯厅。
住户进自己家门也是将IC卡在自己家的门禁读卡器上读卡，听到清脆的蜂鸣声后，防盗门电锁打开，住户人员可直接进入家中。
2．2 消费系统的设计及实现
在社区内的消费网点，设立持卡消费专位，持卡人用IC卡直接支付费用。系统采用集中数据库管理系统，所有消费终端通过RS485网络与中心数据库连接，对持卡人进行实时扣款。实时扣款及集中数据库方式具有最强的安全性和可靠性。
2．2．1 商场消费
小区的商场内共有6台消费终端，每台POS机配置一个读卡器，读卡器带有键盘接口，持卡人交费时，直接刷卡，POS终端读取卡片的唯一卡号，从数据库读取卡片帐号的余额，并显示出来，将本次消费金额扣除；非持卡人消费时直接由POS机计算消费金额，并缴纳现金进行结算。
2．2．2 健身场所消费
小区设有一处网球场，该网球场为自助式消费场所，只对小区内住户开放，分别在网球场的出、人口各设门禁系统一套，持卡人只能在网球场人口刷卡进入，并在出口刷卡出去，门禁系统根据进出时间及卡号，由中心管理系统对消费者进行消费扣款。小区设有室内游泳馆一处，在入口处设门禁系统一套，持卡人在入口处刷卡，门禁系统根据卡号，由中心管理系统对消费者进行按次扣款，非持卡人消费时直接缴纳现金进行结算。
2．2．3 娱乐场所消费
小区设有棋牌室共6处，均在各人口处设门禁系统一套，持卡人在人口处刷卡，门禁系统根据卡号，由中心管理系统对消费者进行按时计费并扣款。
2．2．4 水、电、气及物业管理交费
本小区水、电、气三表的数据为计算机自动抄收远传系统，与小区中心的物业管理系统数据共享，因此持卡人可持卡在物业管理中心交费，刷卡后收费终端直接从持卡人的帐户中扣除费用，也可在与物业公司签署代扣协议后，由物业公司从持卡人的帐户中扣除相应费用。
2．3停车场管理系统
小区3个地下停车场均为固定用户使用，1个地上停车场为临时用户使用。
2．3．1 入场
临时车进入地上停车场时，由保安人员发卡给司机，自动路闸起栏放行车辆，车辆通过后，自行放下栏杆。
固定车进入地下停车场时，经地感线圈检测车到，司机把IC卡在人口感应器掠过(读卡距离为75cm)，读写器读卡，判断其有效性，并依据相应卡号，存入电脑主机的数据库中。若有效，自动路闸起栏放行车辆，车辆通过后自动放下栏杆；若无效，不允许入场。
2．3．2 出场
临时车驶出地上停车场时，司机将临时卡交给收费员，收费电脑自动计费，通过收费显示牌，提示司机交费。收费员确认无误后，按确认键，电动栏杆升起放行车辆。车辆通过后，电动栏杆自动落下，同时收费电脑将该车信息记录到消费数据库中。
固定车驶出地下停车场时，经检测线圈检测车到，司机把IC卡在出口感应器掠过，读卡器读卡，判别其有效性。若有效，自动起栏放行车辆。车辆通过后，栏杆自动落下；若无效，则报警，不允许放行。
2．4 中心管理系统
“一卡通”系统实现的重点就是小区中心管理系统的建立。笔者在本小区工程实施中作了以下两项工作。
2．4．1 设备选择
本工程采用HDS2208C型联网门禁控制器，读卡器与控制器为一体机，硬件系统采用贴片技术及波峰焊，分室内机与室外机两部分。室内机带键盘及液晶显示，可显示年、月、日、时、分、秒、星期，在不带电的情况下时钟仍能正常运转，室外机即读卡器封装在机壳内，防尘、防水。室外机被盗，室内机具有报警功能。使用挂失卡、黑名单卡、非法卡等会自动报警。
该门禁系统性价比非常合适，恰好满足业主的功能需求与价格要求。且因其具有的强大的动态链接库功能，完全满足了“一卡通”的集成要求。
停车场系统采用JS600系列产品，该产品市场占有率高，性能稳定，最重要的一点是能够开放其数据库，为系统集成提供了有效的接口。
2．4．2 系统集成
小区的“一卡通”系统是以物业管理系统为中心的，因此，在软件方面，物业管理系统的开发是整个系统的重点。我们在完成基本功能开发的基础上，突出了数据库系统的建设，小区的门禁、消费、停车场、三表系统的数据库均开放其数据格式及数据位置，由物业管理系统集成为一个大的数据库，记录持卡人的详细资料，存储当前持卡人的余额，相当于小区内部银行。因此从中心管理的角度出发即为“一卡通”。
在硬件方面，系统在管理中心设中心服务器，服务器采用大型数据库SQLSERVER，小区内部建立局域网，将“一卡通”的各子系统的计算机连接起来。
3 工程评价
整个“一卡通”系统的优点是系统既方便用户使用，又方便物业管理，同时整个系统产权归业主，管理封闭，调整变更方便。缺点是用户需存钱到物业中心，未能将用户的银行账户与“一卡通”系统合二为一。
笔者在工程实施过程中曾论证将IC卡与银行使用的信用卡二卡合一来实现小区的“一卡通”功能，但是，目前银行使用的是磁条卡，二卡合一仅仅是将银行的磁条贴在小区IC卡上，磁条的寿命只有两年，需定期更换。另外银行的POS机受银行的控制和管理，给小区的综合管理带来难度，因此，该工程“一卡通”的应用仅限于本小区内。
参考文献
1 国家标准．《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》(试行稿)
2 深圳捷顺公司及广州杰赛公司技术资料
3 《智能化小区设计、施工、维护与管理实用手册》
