智能射頻卡在校園一卡通系統(tǒng)中的應(yīng)用

文章出處：http:// 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月12日

    摘要：本文概要介紹了智能射頻卡的工作原理，并重點(diǎn)闡述了該卡在校園一卡通系統(tǒng)中的應(yīng)用以及銀行接口子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。
    關(guān)鍵詞：射頻卡；校園一卡通；銀行接口

    1、引言

    智能射頻卡（簡(jiǎn)稱(chēng)射頻卡或RF卡）是世界上最近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將具有微處理器及大容量存儲(chǔ)器的集成電路芯片和天線封裝于塑料基片之中，以無(wú)線方式傳送數(shù)據(jù)。外形與普通的信用卡基本相同，信息是靠卡中的集成電路進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。RF卡在讀寫(xiě)時(shí)處于非接觸操作狀態(tài)，避免了由于接觸不良所造成的讀寫(xiě)錯(cuò)誤等誤操作，同時(shí)避免了灰塵、油污等外部惡劣環(huán)境對(duì)讀寫(xiě)卡的影響。它具有下述優(yōu)良性能：（1）操作簡(jiǎn)單、快捷。RF卡采取無(wú)線通迅方式，使用時(shí)無(wú)方向要求，所以使用起來(lái)十分方便。（2）防沖突。RF卡中存有快速防沖突機(jī)制，能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此終端可以同時(shí)處理多張卡片。（3）便于一卡多用。RF卡中有多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)又各自有自己的密碼，所以可以將不同的分區(qū)用于不同的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一卡多用。

    目前射頻卡中的主流主要為Philips公司的Mifare技術(shù)。本文將針對(duì)近年來(lái)出現(xiàn)的高頻非接觸式Mifare1卡的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等方面予以具體介紹，并給出具體應(yīng)用實(shí)例。

    2、Mifare1卡的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)[1][2]

    Mifare1卡（簡(jiǎn)稱(chēng)M1卡）為8k位的IC卡。M1卡的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下。

    M1卡分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)4塊（塊0～3），共64塊，按塊號(hào)編址為0～63，除了第0扇區(qū)的塊0（即絕對(duì)地址0塊）用于存放廠商代碼不可更改外，其他各扇區(qū)的塊0、塊1、塊2為數(shù)據(jù)塊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；塊3為控制塊，存放密碼A、存取控制、密碼B，其結(jié)構(gòu)如表1：

表1各扇區(qū)塊3存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

    每個(gè)扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨(dú)立的，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制，在存取控制中每個(gè)塊都有相應(yīng)的三個(gè)控制位，分別以正和反兩種形式存在于存取控制字節(jié)中，決定了該塊的訪問(wèn)權(quán)限（如進(jìn)行減值操作必須驗(yàn)證KEYA，進(jìn)行加值操作必須驗(yàn)證KEYB，等等）。三個(gè)控制位在存取控制字節(jié)中的位置如表2所示（字節(jié)9為備用字節(jié)，默認(rèn)值為0x69）。

    表2控制位在存取控制字節(jié)中的位置（注：_b表示取反）

    每個(gè)扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨(dú)立的,可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制,扇區(qū)中的每個(gè)數(shù)據(jù)塊的存取條件由密碼和存取控制共同決定，他們的關(guān)系如表3所示。

表3數(shù)據(jù)塊存取控制條件

    據(jù)此通過(guò)授權(quán)機(jī)制，對(duì)特定操作用戶(hù)實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的讀寫(xiě)控制。只有知道特定密碼組合的操作用戶(hù)才能更新卡中數(shù)據(jù)，從而大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。

    射頻卡的存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)技術(shù)和工作原理決定了其良好特性，可適用于多種應(yīng)用。其中射頻卡具多個(gè)分區(qū)、適合一卡多用的特性，使得射頻卡在各種一卡通系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

    3、在校園一卡通中的應(yīng)用

    以智能射頻卡為信息載體來(lái)構(gòu)建適用于校園管理和消費(fèi)的校園一卡通系統(tǒng)，在各所大中小學(xué)得到了普遍應(yīng)用。用智能卡取代學(xué)校目前使用的學(xué)生證、借書(shū)證、體育設(shè)施用卡、餐票、醫(yī)療證件、計(jì)算機(jī)房的機(jī)時(shí)票、通道出入證件等，消除了師生攜帶各種證件的煩惱。與銀行聯(lián)網(wǎng)的校園智能卡可以在校內(nèi)外銀行網(wǎng)點(diǎn)和指定商戶(hù)圈存、圈提、取現(xiàn)、消費(fèi)，真正做到在校園內(nèi)一卡通用。根據(jù)工程應(yīng)用的用戶(hù)需求，本文在局域網(wǎng)環(huán)境中開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于Client/Server模式的校園一卡通管理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)不同讀寫(xiě)扇區(qū)的控制，實(shí)現(xiàn)客戶(hù)對(duì)一卡多用的需求。從業(yè)務(wù)功能上看，系統(tǒng)主要由以下幾部分組成[3]。

    (1)卡管理中心。卡管理子系統(tǒng)是“校園一卡通”系統(tǒng)的核心應(yīng)用模塊之一，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)所有涉及卡片管理的業(yè)務(wù)處理，即管理從卡片發(fā)行到卡片回收、注銷(xiāo)的整個(gè)卡片生命周期過(guò)程。
    (2)身份認(rèn)證中心。完成的功能主要包括：身份注冊(cè)、賬號(hào)關(guān)聯(lián)、身份鑒別、會(huì)話(huà)令牌等。
    (3)卡結(jié)算中心（財(cái)務(wù)中心）。本方案中財(cái)務(wù)結(jié)算子系統(tǒng)負(fù)責(zé)涉及校園卡資金應(yīng)用的商戶(hù)、部門(mén)與“校園一卡通”賬戶(hù)之間的結(jié)算以及系統(tǒng)與銀行之間資金往來(lái)的結(jié)算。
    (4)銀行接口子系統(tǒng)。它提供“校園一卡通”系統(tǒng)到銀行系統(tǒng)的接口。

    其他管理系統(tǒng)如消費(fèi)管理子系統(tǒng)、教務(wù)管理子系統(tǒng)等，也以子系統(tǒng)方式接入“一卡通”系統(tǒng)。

     4、銀行接口子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

    銀行接口子系統(tǒng)是校園一卡通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通過(guò)電子貨幣進(jìn)行各種結(jié)算的紐帶。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和銀行接口終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)持卡人的銀行帳戶(hù)資金向校園卡帳戶(hù)劃轉(zhuǎn)，將校園卡系統(tǒng)原有手工現(xiàn)金存款方式轉(zhuǎn)變?yōu)槌挚ㄈ俗灾鞑僮鞯你y行卡與校園卡之間的資金轉(zhuǎn)帳，減少現(xiàn)金流動(dòng)，延長(zhǎng)服務(wù)時(shí)間，方便了持卡人。通過(guò)銀行接口終端主要完成圈存、圈提服務(wù)、查詢(xún)“電子錢(qián)包”的余額及明細(xì)服務(wù)、查詢(xún)銀行賬號(hào)的余額及明細(xì)服務(wù)、轉(zhuǎn)賬服務(wù)、繳費(fèi)服務(wù)、“未登項(xiàng)”查詢(xún)和轉(zhuǎn)賬服務(wù)、掛失服務(wù)、日結(jié)等功能。

    由于銀行有關(guān)電子交易的嚴(yán)格規(guī)定，致使使用本子系統(tǒng)的用戶(hù)比較少，因此本文給出了銀行接口程序的部分程序代碼，供大家參考。對(duì)應(yīng)的主要程序代碼如下：

     5、小結(jié)

    由于智能射頻卡支持一卡多用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，因此除了在“一卡通”方面的應(yīng)用，它還可應(yīng)用在電子錢(qián)包、無(wú)票旅行系統(tǒng)、身份證卡、零售系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、設(shè)備管理自動(dòng)化系統(tǒng)等應(yīng)用場(chǎng)合，以滿(mǎn)足不同使用功能的款項(xiàng)交易以及多信息管理。由于具有高可靠的數(shù)據(jù)傳輸和極強(qiáng)的防偽保密性，更好的應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性，讀寫(xiě)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作速度快等優(yōu)點(diǎn)，智能射頻卡技術(shù)發(fā)展十分迅速。隨著大規(guī)模集成電路和制造工藝的發(fā)展及開(kāi)發(fā)工具的日漸成熟，智能卡在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域必將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

    本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：智能射頻卡應(yīng)用于校園一卡通系統(tǒng)，并且用銀行接口子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)銀行信用卡與校園一卡通系統(tǒng)的對(duì)接。

    參考文獻(xiàn)：
    [1]楊文虎.PC機(jī)與PLC在一卡通系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2003，19（8）：63～64.
    [2]王愛(ài)英.智能卡技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000，212～217.
    [3]張建.校園一卡通項(xiàng)目實(shí)施分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，17（5）：58～61.

    作者簡(jiǎn)介：劉天華（1966.3-），男，遼寧沈陽(yáng)人，漢族，博士研究生，沈陽(yáng)師范大學(xué)副教授。主要研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用。

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