本文根据电力部门缴纳电费业务的特征，以SOA服务总线架构为系统业务集成的基本架构；采用Java EE、EJB、JMS、Web Service、工作流、EAI等技术，研究如何设计和实现基于SOA服务总线(ESB)的电费充值卡系统。SOA服务总线架构可以降低客户端和服务器端的耦合性，实现技术和位置的透明性。 企业服务总线是一个提供通信、整合、安全、事务支持和服务质量控制等SOA要求的基础架构，电费充值卡系统、遗留系统和以及业务合作伙伴(B2B/B2C)之间的集成是通过服务总线实现的。本文采用工作流引擎控制数据流和业务流在服务总线上的传输，以实现业务流程自动化。业务子系统采用JavaEE技术开发，利用Web Service为各个子系统提供业务功能接口，并将业务接口发布到ESB上，用组件化设计方法保持细粒度业务功能和技术实现的清晰性。在开发新业务子系统的过程中，设计一个独立的集成层(EAI层)来实现新业务子系统和其它子系统的资源整合。新业务子系统通过EAI层发送服务请求到ESB，ESB经过中介路由找到服务提供者。在集成遗留系统或异构业务系统的过程中，通过代理方式抽象出其系统关键业务功能接口，并将其发布到ESB上，电费充值卡系统可以通过ESB访问遗留系统或异构业务系统。 根据系统的安全概念模型和安全特性，本文设计了基于ESB的系统安全架构。为确保服务端点之间通信通道和XML数据流的安全，采用了消息网关拦截器和认证拦截器。拦截器集中处理服务请求或服务响应的安全需求。电费充值卡系统具有大型系统的特征，业务量和数据量都很大，对性能要求较高，本文对系统的性能调优、容错、群集和负载均衡也进行了研究，在Web或EJB层实施Java EE负载均衡，并在系统开发和部署阶段采用相关的性能调优措施。 最后，本文总结了整个设计中的心得体会，并提出了有待进一步深入研究和探索的问题。本文研究的基于SOA服务总线架构实现的电费充值卡系统具有平台中立、服务组件化、松散耦合、技术依赖程度低、业务和IT对齐等优点，并且有较大的实用价值。