智能小区“一卡通”系统的应用及前景

    1970年法国工程师Roland Moreno发明了集成电路卡(Integrated Circuit Card，简称Ic卡)。其基本思想是使用集成电路代替传统的在卡片上印刷字符，或嵌入磁条等技术来记录信息。智能住宅小区“一卡通”系统由Ic卡物业管理和Ic卡家庭管理两个部分构成。其中小区的Ic卡物业管理通过Ic卡完成对门禁系统管理、物业管理、餐饮娱乐管理、物业消费资金结算、信息服务管理、停车场管理、保安监控等；IC卡家庭服务管理包括Ic卡支付电费、水费、有线电视费、煤气费以及住户IC卡门禁等等。 

    1 IC卡的基本要求及特点

    IC卡的核心是集成电路芯片，最关键的工作条件是对它提供电源。但是Ic卡本身的应用要求它必须具备在掉电的情况下仍可以安全保存数据的特点，而这种集成} 路必须具备特殊的存储器，以便安全地保存数据。如今的IC卡不仅可以保存大量的信息，而且还通过有效的安全机制对所存储的数据进行加密，防止未授权人员读取或对其篡改。先进IC卡也不再是仅仅被动接受数据，它内部的微处理器还可以完成对数据的加工和处理。也就是说。如今的IC卡已具备了更多的智能功能，人们也称Ic卡为智能卡(Smart Card) ．

    按照功能可以将IC卡分为3类。一是存储卡，卡中的集成电路为可电擦除的可编程只读存储器(EEPROM)，可以写入一定的数据，在掉电的情况下不会丢失。二是逻辑加密卡，卡中的集成电路具有加密逻辑和EEPROM，使卡的数据受到一定的)Ju密算法保护。此时卡上需要一个可进行加密汁算的运算器芯片。三是微处理器卡(CPU卡)，其中的集成电路不但包括EEPROM， 而且包括CPU、随机存储器RAM以及固化在只读存储器中的片内操作系统无沧哪一种1c卡均具有以下几方面的特点：①使用量大，应用领域广泛，一卡多用。②成本低，产品寿命长，有可再利用性。③具有产品安伞性、使用环境安全性和管理安全性，具有高度可靠性。

    2 “一卡通”解决方案 

    现代化的智能住宅小区，住户较多，人员的出入也颇为频繁，如何做好小区的安全管理工作，如何有效控制流动人员的活动区域是一件费脑筋的大事。小区停车场是小区智能化系统不可分割的部分，如何有效而又准确有序地对进；小区的车辆进行控制和管理是小区物业管理公司必须重视的实际问题 、小区内住户在小区内部的消费，小区内各单位受工的考勤等诸多问题都是智能化住宅小区所面临的棘手题。”一卡通”项目涉及到门禁、停车场管理、考勤、公共消费等功能，所以“一卡通”也就涉及到多方面需要考虑的问题。

    2 .1 保证一卡多用 

    “ 一卡通”涉及到多个项目，如何保护好与“一卡通”项目有关的各方利益互不干扰和损害是非常重要的。MAD(Mifare Application Directory)方式是一卡多用理想的解决方案，它将不同的应用以事件形式有机地组合在一起，只需把这些分别代表不同用途的文件通过读写器写入I司一张卡中，就可以实现一卡多用的功能．对于不同用途(例如门禁、停车场管理)以及删一种用途在不同地方使用(如各部门的门禁与考勤)，采用不I同的文件名予以区别。
 
    用作不问用途或者不同部门，所使用的渎写发备存放着相应的应用文件的防问主密钥和权限密钥，该文件能对相应的应用文件进行访和处理，不能对其他应用文件进行访问和处理，即一台非接触式IC卡渎写器只能完成众多卡片应用中的一个应用 采用MAD方式就解决了1张卡片中记录了所有的用途，持卡者则凭一张lc卡完成门禁、停车，消费等功能，提高了小区管理的工作效率；也方便了持卡者，不用携带多张卡出门。

    2．2 保证一卡多用的安全性 

    安全问题是一卡多用后所延伸出的无法避免的客观存在的问题。解决办法是在非接触式Ic卡与读写器之问通过密钥进行相互认证，只有密钥正确无误才能完成相应的交易。为了防止卡片的非法制作，对访问密钥的生成与保管必须进行严格的保密。一种可行的解决办法是生成主密钥的所需要的基本种子密钥山各利益方共蚓提供和控制 这样，该基数就分散在利益方的手中，只要缺少其中一方，都不能重新生成原来的主密钥，从而杜绝了某种程度上的串通作弊现象，保护了各方的利益。最终的应用文件访问主密钥的生成和中问的过渡密钥等一系列密钥需要存放在不蚓的设备之中，生成过程应一环扣紧一环，缺少了前面一环的密钥，后面的密钥将无法生成，从而解决了”一卡通”的安全性问题。

    2．3 “一卡通”运作的管理 

    “ 一卡通”涉及AI4,区各部门的多方利益。出这些利益集团中任何一方单独对整个小区“一卡通”系统进行管理是不可取的，可取的办法是成立一个能够让利益各方都能接受的“一卡通”系统管理中心 其主要任务是分配和协渊不同用途以及同一 用途但使用不同的MAD应用文件名、增加新的应用、删除已经被废除的应用、主密钥和最终应用访问密钥的生成和存放、卡片的发行和管理等工作。此外，管理中心还担负着“一卡通”系统日常运作的维护工作。

    2．4 交易流水记录的采集和处理 

    当IC卡读写器的交易流水记录的存储量达到一定程度时必须把这些记录采集到PC机进行处理，否则当记录满的情况下再对卡片进行读写操作时，将会出错。因此“一卡通”系统中必然存在流水记录的采集与处理。对于不同的应用，对读写器中流水记录进行采集的上位PC机也各不相同。例如停车场管理系统的非接触式Ic卡读写器中的流水记录只允许停车场管理的PC机对其进行采集和处理，不允许其他的PC机对该渎写器进行访问。

    3 小区“一卡通”应用的可行性分析 

    小区IC卡物业管理系统的核心是非接触式Ic卡技术，它同时综合应用了汁算机技术、通信技术、数据库技术、自动化技术等。目前，国内外与IC卡技术有关的产品没备已相当成熟，所以建立智能小区“一卡通”系统的技术上是没有问题的 ，问题的关键是如何满足用户多方的需求，设汁出安全、可靠的“一卡通”，使住户拥有一张IC卡既可以作为某些控制操作，也可以完成通常的资金结算。事实上，小区物业管理系统中的Ic卡系统基本上都可以通过系统集成方式引入物业管理系统，并能成功地与其他系统有机地结合在一起。因此，住宅小区的Ic卡物业管理系统从技术角度来说是完全可行的。

    4 结语 

    智能住宅小区的“一卡通”系统不仅能有效、准确地识别和动态地控制人流．车流甚至资金流，而且还有助于解决系统集成中的一些难题，比如建筑物中的信息交换、子系统之问的通信、统一管理和联动控制等问题。我们知道，目前“一卡通”应用是可行的，势必在未来越来越多的小区中得到广泛地运用。

    参考文献
    1、宋立新智能小区中的“一卡通”设计电子与金系列，156期 
    2、 符长青．智能住宅小区管理一卡通．电子与金系列，159期 

   作者简介：陈利群(1971一)。女，乐山师范学院物理与电子信息科学系讲师，主要从事自动控制、电力电子方面的理论、实验教学和科研工作。