2013年 新一卡通系统方案
来源：中国一卡通网 作者：不详 发布时间：2013-09-04 11:00:50 字体:[大 中 小]
关键字：一卡通系统 2013 中小学 校园一卡通
摘 要：2013年全新设计的一卡通系统是以非接触式IC卡、远距离卡等多种不同智能卡读写技术为基础的针对校园安全及一卡通管理应用的新型管理系统。其根本需求是“信息共享、集中控制”，因此系统的设计不仅仅是各单个功能的简单组合，从统一网络平台、统一数据库、统一的身份认证体系、数据传输安全、各类管理系统接口、异常处理等软件总体设计思路的技术实现考虑，使各管理系统，各读卡终端设备综合性能的智能化达到最佳系统设计。
7.2.6门禁系统
我们公司自主研发生产的联网型门禁控制器依据智能建筑需求开发，是一款简洁高效的联网型多门门禁控制设备，是专门为电动门锁及安全防范措施场所而设计，内置四路门禁控制，支持RS485网络传输模式，支持Wiegand 26 / 34等格式IC、ID读头。可选择使用IC卡或ID卡、指纹等作为开门钥匙。提供灵活的配置及组网，可以满足各种安防需要。
门禁控制器集成了最新的MCU，内部使用EEPROM存储芯片，可以存储32000条感应卡刷卡信息（出入记录），开门信息、授权信息、刷卡信息不会因电源断电而丢失，确保门禁良好的运行。A1221具有两路门锁输出、一路报警输出、二路按钮输入、二路门磁输入、一路报警输入，二路WG26/34读头输入。
门禁控制器允许30000条门禁通行名单，支持三种开门方式（刷卡、单密码、刷卡+密码），支持A\B门过程设计、单向及双向刷卡开门、超级用户密码开门、刷卡加密码开门、双卡开门等多种开门方式。门禁刷卡记录可通过实时监控即时显示数据或门禁电子地图实时监控等常用门禁监控功能，完全满足日常门禁应用及安全防范要求，是应用于学校及大型公共场所的最佳选择。
门禁管理系统保存的人员进出门信息包括人员、部门、卡号、时间等基础信息，使用此信息允许进行考勤功能扩展。
系统功能
1、门禁支持RS232、RS485、TCP/IP等4种通讯方式；
2、门禁支持实时、离线工作模式；
3、门禁支持双向视频抓拍系统，保安可根据电脑屏幕显示的抓拍图片及学生照片进行图像对比，防止学生代打卡情况；
4、门禁支持A\B门过程设计、单向及双向刷卡开门、超级用户密码开门、刷卡加密码开门、双卡开门等多种开门方式；
5、门禁支持区域管理，通过刷卡情况，系统自动判断教职工、学生、来访人员目前所在的区域；
6、门禁可通过电子地图功能，实时动画化显示各个门开闭状态。
7.2.7出入管理系统
1、支持多种道闸（翼闸、摆闸、棍闸、红外无障碍闸）；
2、支持Zigbee无线通讯、RS232、RS485、TCP/IP等4种通讯方式。
3、支持双向视频抓拍系统，数据采集及抓拍时间在1秒内完成，响应速度极快，不会出现人员通过后才启动抓拍问题；
4、保安可根据电脑屏幕显示的抓拍图片及学生照片进行图像对比，防止学生代打卡情况；
5、单电脑支持八路同时抓拍。
6、非法或者非授权卡，刷卡声光报警。
7.2.8来访人员访客管理
1、外来人员进入校园需凭二代身份证进行系统读信息登记后，保安确认来访后才能进入校园。如果为别的证件，则需要扫描证件备档后，才能进入校园；
2、来访人员与门禁联动。
7.2.9接送系统
1、针对幼儿园或者低年级学生接送，家长必须刷卡才能接送学生；
2、家长接送时，系统显示已录入的学生和对应家长的身份信息（姓名、照片），用于核对身份，加强安保；
3、支持接送时抓拍现场图片。
7.2.10电子留言系统管理（与当地移动运营商短信接口有关）
家长想找学生通过手机编写短信发送到电子留言系统，留言系统自动搜资料库找到相应学校的学生,实时在短信留言大屏显示家长留言提示，学生通过刷IC卡在电子留言提取终端刷卡提取，在大屏显示具体留言信息内容。
7.2.11巡更值班系统
1、巡更人员（值班老师或者保安人员）通过携带内置 13.56MHz的巡更卡或者含13.56M芯片的IC卡和巡更终端，进行巡更工作。
2、巡更人员在经过巡更路线上的感应点时，巡更人员先使用巡更终端刷更卡或者读取IC卡的巡更人员身份信息，再对暗装在感应点内部的13.56MHz的RFID巡更点电子标签进行读卡操作，巡更终端会自动读取巡更人员的身份信息和当前巡更点位置信息，并将该信息连同刷卡时间、终端设备编号等数据，通过CDMA 无线数据方式实时进行上传到平台。
7.3管理平台功能说明
7.3.1学校应用层系统管理与升级
统一管理所有学校本地系统，包括人事资料维护、用户权限、业务应用限制、软件系统远程升级、设备升级。
7.3.2远程学生证管理
集中平台远程完成各所学校学生证的发卡、挂失、补卡、注销业务。数据实时到学校本地，解决各所学校本地发卡、挂失、补卡问题。
7.3.3平台黑白名单管理
针对学生欠费限制使用，设置黑名单信息，并对学生黑名单信息进行管理。
7.3.4数据备份
对采用前置平台的学校，学校应用层数据及时备份到集中平台，如果应用层数据由于本地系统出现故障导致数据丢失，可直接通过集中平台对数据还原，确保数据的安全性。
7.3.5设备统一监控管理
7.3.5.1机具设备监控管理
1、所在部署在学校端的设备工作状态自动上报集中平台；
2、平台直观展示设备类型、数量、设备的运行状态（断网、损坏等情况），并能直观查看。
7.3.5.2远距离卡电量监控
2.4G卡电量监控，并对电量可能不足的学生信息进行及时提醒服务人员。
7.3.5.3刷卡监控
系统实时监控学生刷卡信息，对连续未刷卡的人员，及时提醒相关服务人员进行回访跟踪，及早发现是否卡坏、卡丢或者其他原因。
7.3.5.4短信通知（与当地移动运营商短信接口有关）
对监控的异常，自动发送短信到相关服务人员手机上。
7.3.6查询平台（预留接口）
1、家长、学校通过IE查询学生相关应用的信息统一呈现（2012）；
2、家长、学校通过职能终端客户端查询学生相关应用的（2013）。
8 无线通讯技术与数据保障
新一卡通大量引入工业无线通讯技术。本章将简述我们应用无线通讯技术的原因，及我们怎样保障数据的完整。
8.1为什么推行无线通讯技术
我国现行智能卡设备（IC卡消费机、考勤机、门禁机等）从上世纪90年代中期开始规模化普及至今已经有10多年的大规模发展历史了，其间智能卡经历了多次升级，从接触式IC卡发展到非接触式IC卡，从存储卡发展到逻辑加密卡、CPU卡，设备功能也经历了多次升级。但其联网方式发展很慢，其中与PC机的联网方式80%以上的设备仍然使用RS485 / RS422网络；少数设备开始内置TCP/IP通讯模块，使用五类线联网，但成本较高，联网距离较近（100米）。个别系统使用CAN 总线，成本适中，联网距离在1000米左右，通讯速度在19.2-100kbps较好。
目前使用RS485网络通讯的智能卡设备其最大通讯距离1200米，通讯速率在9.6-19.2kbps左右，半双工模式，联网数量在128台以内。因联网方式的滞后，导致智能卡设备的联网通讯瓶颈产生，尤其需要急速解决的是施工便捷性、通讯速度、通讯距离等方面。
目前智能卡设备因受通讯方式的限制，给设备的安装普及带来了极大的限制；例如，在一些密度较高的使用场所，如校园课室、工厂车间等，需要铺设密集联网线路，通常是每课室铺设1-2条电缆，一个校园要铺设几百个信息点，线路铺设成本高、施工周期长。尤其是后期因线路故障而导致的维护工作量大、查找故障点效率低。
对于某些已经建好的场所如：校园、工厂等，因建设初期考虑不足未能预留网络管线，只能考虑打墙、挖地等重新敷设管线，结果往往施工造价已经远远超过了智能卡设备总投入。
为此，我们于2004年首次把ZigBee无线通讯技术引入到智能卡设备上，其应用前景相当广阔。ZigBee网络是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术（相对于Wi-Fi而言，但比RS485网络通讯速率快10倍），是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。它依据IEEE 802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。并具有如下特点：
1、 技术成熟，ZigBee网络的基础是IEEE 802.15.4；
2、 成本低廉，ZigBee网络的主控制器一般使用SoC（片上系统），外围电路简单，与智能卡设备的主处理器（MCU）的接口方便。现有智能卡设备体系机构无需作较大升级改动即可简单实现。
3、 不需要申请无线频道。
4、 通讯半径在视距下可达几百米，可以设计中继器，成倍扩展通讯距离（目前的方案可以将通讯半径扩展6倍，达2000米）。
5、 通讯速度快，ZigBee网络通讯速度可达250kbps，甚至可以更高，其速度大大超过了RS485网络。
6、 采用ZigBee无线网络通讯的智能卡设备其单个网络的最大设备通讯数量达750台，此数量还可以扩展（目前极限联网数量在62500台），其联网能力大大超过了有线RS485网络、CAN网络等。
7、 无线通讯没有线路限制，信号能轻易穿透墙壁、玻璃、木材等可导电物体，设备就位后无线网络通道立即形成，施工速度快。网络建成后只要在无线信号覆盖范围内，所有智能卡设备可实现任意移动和有限（最多750台）数量设备扩展；简化的网络组成让最终客户也可以自行组建专业的一卡通网络，将智能卡设备的应用推向一个新的里程碑。
8、 无线通讯可以大量减少线缆的使用，以平均每台机使用50米线材计算，全年销售1万台设备节省线缆50万米，如果使用五类线，则节省100多万元的线缆成本；如果以每米10元的布线成本计算，则节省500多万的布线成本。在中央建设节约型社会的政策下，无线智能卡设备的普及具有明显的社会效益。
8.2为什么说我们的无线是稳定的
为什么说我们的无线通讯是稳定的（无线通讯技术根本原理）：
首先，我们使用的ZigBee无线通讯技术是符合国际IEEE 802.15.4规范，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的无线通讯技术解决方案。ZigBee无线通讯技术这是一个工业级无线网络，专门针对工业控制优化，具有长距离、低功耗、低复杂度、低成本、低速率、高稳定性、高抗干扰能力、高穿透力等特点，这种无线通讯技术不是由我们公司所创造，我们在2004年首次成功把ZigBee无线通讯技术引入一卡通行业，并成功研发出国内唯一基于ZigBee无线通讯技术的一卡通设备，至今已历经四年的市场考验。凭借四年间无数用户的反馈改进意见和自身不断改进优化，今天我们的无线一卡通系统的稳定、易用、优秀的扩展性能、快速组建、节省资源等优势已得到无数用户肯定。
无线一卡通使用的ZigBee无线通讯技术最大传输速度250Kbps，实际在空气中传播平均50Kbps，因此这里说的数据低速率是相对于100Mbps的TCP/IP网络而言，对比一卡通系统通常使用的RS485网络，速度要高5至10倍。ZigBee的网络容量也非常大，理论值最大网内可管理设备数65000台，比RS485网络使用的总线网有极大的改善。
8.3如何保证无线通讯时数据不受干扰
众所周知，无线通讯时，因周围电磁环境，其通讯信号难免会受到干扰。ZigBee无线网络协议在设计时已经充分考虑了各种抗干扰手段，这些抗干扰手段也通过了国际IEEE的认可，并颁布了相关标准，但无线通讯信号会受干扰是一个不争的事实。
今天我们要讨论的主题是无线信号受干扰时如何确保我们的刷卡数据不丢失和不受干扰。使用过无线网络的读者会有这种感受：从网络内一台电脑复制大型文件到另一台电脑（它们之间通过无线网络连接），其传输速度不是恒定的，当有信号干扰时，其速度会突然很慢，但干扰信号消失时，其传输速度恢复；但传输的文件不会损坏，这是因为有通讯协议。
我们的通讯协议将要传输的数据打包成一个一个的数据帧，通讯数据帧包括了帧号、帧头、帧长度、帧数据校验等部分组成。其通讯步骤如下：
1、电脑首先发出查询指令给该机，该机收到电脑的查询指令后，会将该机当前的数据情况应答给电脑。应答内容包括：机号、型号、未采集数据天数、微采集数据日期、未采集数据数量、未采集数据将分成的通讯帧数量等。
2、当电脑收到机器的应答帧，并检查完毕校验位后，就已知该机器数据记录情况；然后电脑发出收集数据命令。
3、当机器收到收集数据命令后，会将要传输的数据打包、编号，然后逐个数据帧传输给电脑。
4、电脑在接收到最后一个帧号（因之前已经知道该机器本次传输的帧数量）后，开始逐个校验本次接收的全部数据帧，然后将校验失败的数据帧丢失，将数据完好的数据帧按编号排序整理。
5、电脑整理完毕后，如果发现所接收的数据帧的编号不完整，如本次共接收100个帧，经校验后10、23、58号帧数据受干扰，电脑将发“重传指定帧号”命令。
6、机器接收到“重传指定帧号”命令后，将指定的数据帧：10、23、58号帧重新传输给电脑。
7、重复第5、6部直道所有的数据帧全部正确地传输完毕。
8、电脑发出“标记已传输数据”命令，机器在接收到此命令后，自动将刚才已经正确传输给电脑的刷卡记录作上“已传输”标记。有“已传输”标记的数据下次收集新数据时将不会再次传输给电脑。
从上面的通讯过程我们假设在机器传输100条刷卡数据给电脑时受到了无线信号干扰，导致了其中的10、23、58号帧被破坏，电脑在校对数据时要求将10、23、58号帧重新传输，如果再次被干扰，电脑还将要求重新传输受干扰的帧，直到全部准确接收为止。
上述传输过程与我们使用无线网络传输文件的原理是相同的，当无线网络信号收到干扰时，其被干扰的仅是某个通讯帧，或多个通讯帧，但我们的通讯协议会检查出受干扰的通讯帧，然后自动重传受干扰的数据帧，直到全部正确为止。这样在无线网络信号受干扰时，仅产生了数据重传而不是数据丢失。在通讯干扰严重的时候，我们仅能感觉到通讯速度慢了，而不是数据丢失了或被破坏了。
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