基于RFID技術的城市一卡通系統的應用研究

摘要：基于RFID技術的城市一卡通系統的應用是探索并實現城市科學管理的一個有效途徑。我們時刻關注著如何開啟智能化城市建設的鑰匙，發揮信息技術在城市建設中的服務作用。本文通過對城市一卡通技術解決社會保障等行政事業應用、商業應用和金融應用的研究和分析，積極探索基于RFID技術的城市一卡通系統的構建，進一步挖掘城市一卡通系統在衣食住行中的便利作用，充分發揮信息技術在城市公共綜合管理領域的服務作用，普及和推廣信息化帶動城市一體化建設的技術，迎接網絡實名制和物聯網時代的到來。

關鍵詞：RFID技術；城市一卡通；物聯網；網絡實名制

中圖分類號：TN409 文獻標識碼：A

隨著社會生產力的發展，全球性的商品流通帶給我們多姿多彩的生活。在商品交換的過程中，怎樣才能讓老百姓無需擔憂商品的真偽和質量，自動識別技術應運而生。自動識別技術從應用最廣泛的條碼識別技術，發展到生物特征識別技術、語言識別技術、圖像識別技術、光字符識別技術和射頻識別技術。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，具有讀寫能力強、通信能力大、傳輸數據量多、讀取速度快、環境適應能力強、難以偽造等優點，廣泛應用于物流管理和工業生產等領域[1]。

RFID技術在國外的發展速度很快，應用領域廣泛。RFID技術在美國、日本等經濟發達國家的發展速度很快，已經向成熟階段過渡，常被應用于物流管理、物品管理和自動化管理等方面[2]。我國的RFID技術尚處在早期起步階段。2005年，我國RFID頻段實驗完成，確定了我國RFID 標準，真正實現了全國范圍內的“信息自動識別和實時信息共享”。我國第二代身份證就采用了RFID技術，在全國范圍內最廣泛地推廣了該項技術。RFID技術的發展給城市一卡通系統的應用提供了技術支撐，為城市一卡通系統解決了用唯一標識存儲真實的身份、信息交換量大等技術難題。

1 基于RFID技術的城市一卡通系統的功能分析

目前，城市生活中的社?？?、醫保卡、公交出行卡等各種卡目繁多。怎樣建立一個統一的技術管理規范和平臺，實現一卡多用，保證城市一卡、建立完善的應用業務信息管理系統、建立安全體系結構和密鑰管理系統，實現和銀行業務管理系統的聯網，成為急需解決的一個問題。

本系統的實現，將發揮政務服務的主導作用，建立一卡通系統相應的業務管理規范和模式，制定相應的政策和法規，建立完善的售后服務管理系統，實現一卡通系統的應用，保證系統具有較高的安全性和可靠性。

基于RFID技術的城市一卡通是辦理個人社會事務和享受公共服務的實名制圖像化智能卡，基于無線射頻技術的城市一卡通系統在城市公共管理中發揮著廣泛的應用。城市一卡通系統充分發揮便民、利民的作用，集勞動保障、公交出行、日常消費、銀行業務、政務應用、行業管理、商業應用等功能于一體，以行政事業服務、消費支付及金融應用三大功能為主體，以個人信息綜合數據庫為平臺，城市一卡通系統涵蓋了政府應用、商業應用和金融應用等三大功能[3]。

2 基于RFID技術的城市一卡通系統的功能設計

基于RFID技術的城市一卡通系統采用C/S架構。按照功能結構，城市一卡通系統分為中心管理系統和終端應用子系統兩大部分。系統前臺功能模塊圖如圖1所示。

2.1中心管理系統

中心管理系統主要負責系統數據管理、系統安全管理、人員信息采集及維護、卡片初始化、發卡和賬戶管理、系統設備維護等手續。各種組成部分的功能如下：

（1）系統管理中心

系統管理中心軟件用作創建整個系統的中心數據庫表，管理人員建立整個城市一卡通系統各個部門及商務信息，對系統的各子功能模塊進行管理，對系統的密鑰等進行管理。

（2）一卡通用戶管理中心

一卡通用戶管理中心是對整個系統的用戶數據進行管理，實現對信息的增加、刪除、修改等，按需要對用戶信息進行導入、導出或打印處理。

（3）數據服務系統

數據服務系統可以提供數據交換平臺和數據同步服務等功能，包括數據間交換存儲結構和存儲過程，能實現數據交換功能管理、數據導入導出和查詢等。

（4）城市一卡通配置系統

城市一卡通配置系統監控系統的運行狀態，是各終端子系統和第三方系統的接口。

（5）卡戶管理中心

卡戶管理中心負責整個系統的發卡、掛失、銷卡和補卡等操作，保證了城市一卡通的正常使用。

（6）財務管理系統

財務管理系統可以將充值模塊和消費模塊產生的交易記錄進行自動核算，判斷交易的合法性，并對結果生成報表，并能進行非法操作查詢。城市一卡通系統的財務管理也可委托銀行進行管理。

2.2 終端應用子系統

終端應用子系統主要是為各類應用子系統提供數據存儲處理、實現流程管理。

（1）政府應用子系統

政府應用子系統主要是由政府主導的涉及廣大百姓民生方面的應用，這些應用是每個市民都享有的一種社會福利和生活保障，是城市一卡通最基本的應用?？梢园▌趧雍蜕鐣Ｕ蠎谩⑿l生部門應用、民政部門應用和公積金管理等功能。

（2）行業應用子系統

行業應用子系統主要是將城市一卡通集成在小額消費支付領域內使用的“電子錢包”，作為市民在日常生活中的支付手段，提供便利和誠信的消費服務。可以包含公共交通電子付費、公用事業費繳納、日常生活小額消費和商業應用領域應用等功能。

（3）綜合應用子系統

綜合應用子系統是城市一卡通為所綁定的銀行賬戶，提供存款、取款、消費、轉賬等銀行卡提供的客戶服務系統、網上自助服務系統、信息亭服務系統和呼叫中心服務系統等。

3 基于RFID技術的城市一卡通系統的數據庫設計

3.1數據庫的選用

數據庫技術已經非常的成熟，幾種著名的數據庫廠商的產品如微軟SQL Svr，如IBM的DB2、Oracle的Oracle10g，以及Sybase的相應產品都能夠滿足系統信息的需要。各家的產品也是各有所長，也比較難以分出絕對的高低。本項目中，我們推薦使用Oracle10g數據庫平臺作為本項目的數據庫系統。

3.2數據庫的設計

根據城市一卡通的系統結構框架，可以設計數據庫。

在一卡通用戶管理中心，需要設計用戶的個人信息表、個人業務開通使用表、賬戶查詢表等。

在卡務管理中心，需要設計卡片銷售表、卡的業務辦理申請表、制卡任務表、書記權限明細表、發卡數據文件信息表等。

在財務管理系統，需要設計消費數據表、充值數據表、轉賬數據表、銀行對賬表、黑名單記錄表、圈存記錄表等。

在政府應用、行業應用及綜合應用系統中，要根據需要設計數據庫表。

4 基于RFID技術的城市一卡通系統的實現

4.1軟硬件環境

構建城市一卡通系統需根據系統功能和網絡拓撲結構等設計，配置核心交換機、路由器若干、交換機若干、服務器若干、磁盤陣列一套、防火墻若干和其他設備。操作系統可采用WINDOWS 9X/2000/2000Server/NT4/XP，使用Oracle10g數據庫平臺，采用的c/s架構，后臺用的是java語言，前臺是.net語言。

4.2射頻卡的選用

在城市一卡通系統中，為使系統使用安全、方便，對射頻卡也有比較高的要求。本系統使用的是CPU卡。CPU卡又稱智能卡，卡內的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元[包括隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM（FLASH）、用戶數據存儲器EEPROM]以及芯片操作系統COS。裝有COS的CPU卡相當于一臺微型計算機，不僅具有數據存儲功能，同時具有命令處理和數據安全保護等功能[4]。

4.3防碰撞技術的應用

在基于RFID技術的城市一卡通系統的數據通信過程中，數據傳輸的完整性和正確性是保證整個識別系統數據通信性能的關鍵技術。系統數據傳輸的完整性和正確性的降低主要有兩個方面的原因，及外界的各種干擾及多個標簽和多個閱讀器同時占有信道發送數據產生碰撞?？梢酝ㄟ^數據檢驗的方法解決外界對RFID通信過程的干擾；而防碰撞算法可以解決標簽和閱讀器的碰撞[5]。

在數字化城市建設深入開展的背景下，城市一卡通系統的得到了極大的應用推廣。在系統構建設計中，將無線射頻識別技術和城市一卡通結合起來，組建為基于RFID技術的城市一卡通系統。城市一卡通通信平臺，將分散于公共服務等各領域中不同功能性質、不同特點的終端應用子系統集成起來，實現統一的信息管理、統一的數據采集分析、統一的金額支付。在各終端子系統的設計構建中，根據系統自身使用要求及特點，進行系統設計并實現應用。

5 結束語

城市一卡通系統，對于城市的信息化建設起著至關重要的作用，通過深入研究和擴展，能夠進一步實現市民對政府信息的公開獲??；能夠建立更完善的信息交流平臺，進一步實現電子政務；隨著城市一卡通系統的全面應用，能夠進一步實現電子支付，在公共服務領域和電子消費領域，實現一卡通的快捷安全支付。相信隨著物聯網的發展，城市一卡通將呈現更豐富的功能趨勢。

參考文獻：

[1] 周曉光，王曉華.射頻識別（RFID）技術原理與應用實例[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[2] 孫曄，王艷秋.RFID射頻識別技術及應用[J].電大理工，2009（01）：11.

[3] 劉麗玲.城市一卡通的應用[J]. 內蒙古科技與經濟， 2011（14）：17.

[4] 高正中，盛惠興，宋依青.射頻識別系統中安全認證協議的研究[J].信息安全與通信保密，2010，8：41-43.

[5] 任曉奎，梁朝忠.RFID系統防碰撞算法分析與改進[J].計算機系統應用， 2010（02）：45.

作者簡介：

梅暖英（1977—），江蘇省江陰中等專業學校，工程碩士.研

究方向：軟件工程.