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【摘 要】本文系统介绍了智能一卡通系统在建筑门禁、考勤和消费中智能应用，包括系统的概述、系统框架和系统各模块功能的介绍。
【关键词】门禁；一卡通；智能管理
Card Systems and Intelligence Management
Zhang Jian-ni
（Quadruple Intelligent Technology Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710000）
【Abstract】This article describes the intelligent usage of intelligent one-card pass in the field of building about entrance guard、parking、patrol and consumption， including the introduce of composition 、structure and function of system.
【Key words】Entrance guard；One-card pass；Intelligent management
1. 非接触式 IC卡“一卡通”系统概述
（1）“一卡通”是 以IC卡技术为核心，以计算机和通信技术为手段，将智能建筑内部的各项设施连接成为一个有机的整体，用户通过一张IC卡便可完成所有功能。
（2）同一张IC卡，除了用于门禁，还可用于考勤、餐厅就餐、保安巡更、停车场停车、娱乐室、俱乐部消费、内部购物等商务活动 [1]。系统软、硬件均采用模块化结构，用户可以根据自己的经济实力来确定系统功能模块的多少，且软件升级与硬件扩充十分方便。智能建筑“一卡通”系统具有很高的社会效益和经济效益，例如门禁可以节省保安人员，考勤机可以节省管理人员，消费机可以减少财务人员等，“一卡通”使企事业单位的管理上一个新台阶，系统卡片采用非接触式IC卡，又称射频卡或感应IC卡，具有无源、免接触、防水、防尘、防静电干扰、感应距离远、多重密码保护等优点。
2. 系统框架
智能“一卡通”系统就是给每人发放一张印有本人照片的非接触式IC卡，该卡片具有工作证、电子钥匙、电子钱包、停车等各种功能，使人们充分享受到高新技术为大家日常工作和生活带来的便利和安全 [2]，“一卡通”通系统由管理电脑、接口扩充卡、网络扩展器、IC卡发行充值机、IC卡及门禁、考勤、消费、巡更、会议报到表决、停车场收费；系统管理软件（门禁、考勤、消费、巡更、会议报到表决、停车等）等多个相对独立的子系统（模块）组成。系统的组合十分灵活、方便。可以根据用户的要求增删，系统结构如图1所示。
图1 系统结构
3. 系统功能
功能介绍中本文重点讲述IC的绑定发卡、门禁、考勤和消费子系统。
3.1 IC卡的绑定。
IC 卡的绑定，也就是初始化后发卡，由IC卡管理软件来实现，操作一般是在数据中心的PC上来完成，没有初始化的IC卡因为没有给予系统权限，所以是不能使用的，是一张空卡。 操作初始化必须由由管理员权限的账户才能进行操作，其他较低的权限的用户（例如维护账户、工程师账户和操作员账户）是无法进行的[3]，同时IC卡充挂失、退卡及相关现金的收付都是如此。发行后的IC卡便可根据权限用于开门、考勤 消费、进出停车场、图书借阅等操作。一张卡便实现了多种功能，即“一卡通”。下面未作具体说明的都为发行后的“一卡通”。下一小节介绍一卡通中重要的功能：门禁管理。
3.2 门禁功能。
3.2.1 概述。
智能门禁管理系统将卡与锁有机结合，进而由卡替代钥匙配合电脑实行智能化管理有效地解决了传统门锁的多种不足，其拓展功能人力资源的管理更是给人们带来意想不到的方便。
图2 门禁子系统框图
3.2.2 组成。
门禁系统由九部分构成：
（1）门禁控制器 ：门禁系统的核心部分，相当于计算机的 CPU，负责门禁控制输入、输出信息的处理、储存、控制等。
（2）读卡器（识别仪）：读取卡片中数据（生物特征信息）的设备。
（3）电控锁 ：通过识别卡片自动打开的锁具。
（4）传输设备 ：RS485 总线、双绞网线。
（5）中央计算机PC ：用于控制整个系统，接收、发送各种数据。
（6）联动设备 ：用于紧急情况（安防）下的自行动作。
（7）出门按钮 ：适用于对出门无限制的情况。
（8）门磁 ：用于检测门的安全、开关状态等。
框架如图2所示：
3.2.3 功能。
可实现电子钥匙、开门权限设置、联动监控报警记录、信息查询及紧急驱动。具体流程为：门禁感应区感应到一卡通的信息后，将权限信息通过硬件传输线传输到上位机PC，上位机根据收到的信息，在用户数据库中快速查询，如果找到匹配信息，就发送开门指令到上传信息的终端门禁，终端门禁闭合继电器打开门。
3.3 考勤子系统。
3.3.1 概述。
感应式IC卡考勤子系统实现了员工出入控制、数据采集﹑信息查询和考勤统计的过程自动化，方便了员工上下班考勤，代替了以往的人工签卡﹑打卡，也方便了管理人员统计﹑考核各部门出勤率，适用于机关﹑金融和各企事业单位。系统框图如图2。
3.3.2 组成。
该系统由感应式IC卡、考勤机（由指定门禁来实现）、考勤管理软件等组成 。框图如下图3所示：
图3 考勤子系统框图 3.3.3 功能。
（1）考勤机在设定的时间范围内启动考勤功能，开始接受接受一卡通中的个人信息资料上传，通过硬件传输线输入到到智能芯片中，芯片数据处理后上传处理后的数据到PC，PC根据上传数据获取具体考勤人并获取当前系统时间，然后将数据写入到规定的文件格式中，存储在智能管理软件设置固定的路径中，方便用户随时的U盘导出查看。
（2）在PC端的处理中为了处理多终端同时上传数据时处理时序的问题，本软件将上传数据按照时序存储在缓存中，PC只开一个任务循环去缓存中读取每条数据，写文件前锁定文件读写权限只属于本任务，写完后再释放权限，这样可以保证不会漏写数据或者其他任务同时操作文件造成数据书写错误，系统的鲁棒性强。
（3）在月末整理考勤时，根据用户输入的要求，遍历当月的考勤信息文件，统计每个员工的考勤信息，该软件支持用户自定义的考勤要求设定，最后输出标准的办公文件记录详细的考勤信息。
3.4 消费子系统。
3.4.1 概述。
为充分体IC卡的“一卡通”优势，对于餐厅、活动中心、健身房、棋艺室、球室等内部消费场所，可以采用IC卡的定额或不定额收费，使用极为方便。方便用户，减少人力的投入，压缩运营的成本，最终提高用户的体验和运营商的利润。
3.4.2 组成。
普通售饭管理适用于不定额收费，该子系统由感应式IC卡、收费机（又称消费终端）、消费管理软件等组成，系统框图如图4所示：
图4 考勤子系统框图
3.4.3 功能。
（1）可作信用卡、设置操作员级别设置参数、记录信息、数据采集、数据结算、可根据需求设置卡的权限除此之外，消费系统还应具有兼容性，员工各自的消费额，电脑自动统计后，形成财务系统可接受的数据式，结算时财务系统自动扣除相应款项，实现完全自动化结算。
（2）该功能的实现分为三个步骤，步骤一：服务人员首先在消费机上输入消费金额；步骤二：“一卡通”和消费机接触后，消费终端读取到卡的信息，向上位机发送消息；步骤三：消息的静荷内容中包含卡的信息和消费的金额，上位机受到此消息后，解析出相对应的用户信息，先在系统查找对应用户来验证用户是否合法有效，如果是非法用户则返回消费失败，如果是有效用户则获取数据库中用户的信息，根据用户账户余额，再次和当前用户要消费的金额作对比，判断余额是否充足，不足则返回余额不足，余额足够则减去当前消费金额，更新数据库中用户余额信息，返回用户余额；步骤四：根据上一步返回消息，显示于消费终端，完成整个消费过程。
4. 总结和展望
（1）本文介绍了“一卡通”系统在智能管理的应用，描述了该系统组成和各模块的功能，详细讲述了其门禁、考勤和消费功能，从硬件和软件上说明了具体实现方法。本系统的硬件构架清晰，服务器下面通过局域网连接网络扩展器，挂载各终端，组成整个系统；本系统的软件设计模式上，首先遵循单一原则，各模块之间的耦合低，模块功能不相互影响、不互相访问；其次遵循开放原则，系统框架支持后续开发新功能的添加；最后系统功能可裁剪，根据用户需要添加功能模块，剪裁掉用户不需要的模块，这样整个系统没有冗余更加精简，降低硬件压力，提高系统稳定性。
（2）智能“一卡通”系统给人们生活和工作带来巨大便利，在当今网络资源日益丰富，“一卡通”系统后续接入互联网，作为互联网端口，是后续的发展防线，近年物联网技术快速发展，已经开始应用，其普将会是潮流和趋势，所以“一卡通”系统的网络化是后续的研究和发展方向。
参考文献
[1] 弱电系统集成. 科学出版社.
[2] 建筑工程弱点技术. 时代传播音像出版社.
[3] 《商业建筑物电信基础结构管理标准》EIA /TIA 606.
【关键词】门禁；一卡通；智能管理
Card Systems and Intelligence Management
Zhang Jian-ni
（Quadruple Intelligent Technology Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710000）
【Abstract】This article describes the intelligent usage of intelligent one-card pass in the field of building about entrance guard、parking、patrol and consumption， including the introduce of composition 、structure and function of system.
【Key words】Entrance guard；One-card pass；Intelligent management
1. 非接触式 IC卡“一卡通”系统概述
（1）“一卡通”是 以IC卡技术为核心，以计算机和通信技术为手段，将智能建筑内部的各项设施连接成为一个有机的整体，用户通过一张IC卡便可完成所有功能。
（2）同一张IC卡，除了用于门禁，还可用于考勤、餐厅就餐、保安巡更、停车场停车、娱乐室、俱乐部消费、内部购物等商务活动 [1]。系统软、硬件均采用模块化结构，用户可以根据自己的经济实力来确定系统功能模块的多少，且软件升级与硬件扩充十分方便。智能建筑“一卡通”系统具有很高的社会效益和经济效益，例如门禁可以节省保安人员，考勤机可以节省管理人员，消费机可以减少财务人员等，“一卡通”使企事业单位的管理上一个新台阶，系统卡片采用非接触式IC卡，又称射频卡或感应IC卡，具有无源、免接触、防水、防尘、防静电干扰、感应距离远、多重密码保护等优点。
2. 系统框架
智能“一卡通”系统就是给每人发放一张印有本人照片的非接触式IC卡，该卡片具有工作证、电子钥匙、电子钱包、停车等各种功能，使人们充分享受到高新技术为大家日常工作和生活带来的便利和安全 [2]，“一卡通”通系统由管理电脑、接口扩充卡、网络扩展器、IC卡发行充值机、IC卡及门禁、考勤、消费、巡更、会议报到表决、停车场收费；系统管理软件（门禁、考勤、消费、巡更、会议报到表决、停车等）等多个相对独立的子系统（模块）组成。系统的组合十分灵活、方便。可以根据用户的要求增删，系统结构如图1所示。
图1 系统结构
3. 系统功能
功能介绍中本文重点讲述IC的绑定发卡、门禁、考勤和消费子系统。
3.1 IC卡的绑定。
IC 卡的绑定，也就是初始化后发卡，由IC卡管理软件来实现，操作一般是在数据中心的PC上来完成，没有初始化的IC卡因为没有给予系统权限，所以是不能使用的，是一张空卡。 操作初始化必须由由管理员权限的账户才能进行操作，其他较低的权限的用户（例如维护账户、工程师账户和操作员账户）是无法进行的[3]，同时IC卡充挂失、退卡及相关现金的收付都是如此。发行后的IC卡便可根据权限用于开门、考勤 消费、进出停车场、图书借阅等操作。一张卡便实现了多种功能，即“一卡通”。下面未作具体说明的都为发行后的“一卡通”。下一小节介绍一卡通中重要的功能：门禁管理。
3.2 门禁功能。
3.2.1 概述。
智能门禁管理系统将卡与锁有机结合，进而由卡替代钥匙配合电脑实行智能化管理有效地解决了传统门锁的多种不足，其拓展功能人力资源的管理更是给人们带来意想不到的方便。
图2 门禁子系统框图
3.2.2 组成。
门禁系统由九部分构成：
（1）门禁控制器 ：门禁系统的核心部分，相当于计算机的 CPU，负责门禁控制输入、输出信息的处理、储存、控制等。
（2）读卡器（识别仪）：读取卡片中数据（生物特征信息）的设备。
（3）电控锁 ：通过识别卡片自动打开的锁具。
（4）传输设备 ：RS485 总线、双绞网线。
（5）中央计算机PC ：用于控制整个系统，接收、发送各种数据。
（6）联动设备 ：用于紧急情况（安防）下的自行动作。
（7）出门按钮 ：适用于对出门无限制的情况。
（8）门磁 ：用于检测门的安全、开关状态等。
框架如图2所示：
3.2.3 功能。
可实现电子钥匙、开门权限设置、联动监控报警记录、信息查询及紧急驱动。具体流程为：门禁感应区感应到一卡通的信息后，将权限信息通过硬件传输线传输到上位机PC，上位机根据收到的信息，在用户数据库中快速查询，如果找到匹配信息，就发送开门指令到上传信息的终端门禁，终端门禁闭合继电器打开门。
3.3 考勤子系统。
3.3.1 概述。
感应式IC卡考勤子系统实现了员工出入控制、数据采集﹑信息查询和考勤统计的过程自动化，方便了员工上下班考勤，代替了以往的人工签卡﹑打卡，也方便了管理人员统计﹑考核各部门出勤率，适用于机关﹑金融和各企事业单位。系统框图如图2。
3.3.2 组成。
该系统由感应式IC卡、考勤机（由指定门禁来实现）、考勤管理软件等组成 。框图如下图3所示：
图3 考勤子系统框图 3.3.3 功能。
（1）考勤机在设定的时间范围内启动考勤功能，开始接受接受一卡通中的个人信息资料上传，通过硬件传输线输入到到智能芯片中，芯片数据处理后上传处理后的数据到PC，PC根据上传数据获取具体考勤人并获取当前系统时间，然后将数据写入到规定的文件格式中，存储在智能管理软件设置固定的路径中，方便用户随时的U盘导出查看。
（2）在PC端的处理中为了处理多终端同时上传数据时处理时序的问题，本软件将上传数据按照时序存储在缓存中，PC只开一个任务循环去缓存中读取每条数据，写文件前锁定文件读写权限只属于本任务，写完后再释放权限，这样可以保证不会漏写数据或者其他任务同时操作文件造成数据书写错误，系统的鲁棒性强。
（3）在月末整理考勤时，根据用户输入的要求，遍历当月的考勤信息文件，统计每个员工的考勤信息，该软件支持用户自定义的考勤要求设定，最后输出标准的办公文件记录详细的考勤信息。
3.4 消费子系统。
3.4.1 概述。
为充分体IC卡的“一卡通”优势，对于餐厅、活动中心、健身房、棋艺室、球室等内部消费场所，可以采用IC卡的定额或不定额收费，使用极为方便。方便用户，减少人力的投入，压缩运营的成本，最终提高用户的体验和运营商的利润。
3.4.2 组成。
普通售饭管理适用于不定额收费，该子系统由感应式IC卡、收费机（又称消费终端）、消费管理软件等组成，系统框图如图4所示：
图4 考勤子系统框图
3.4.3 功能。
（1）可作信用卡、设置操作员级别设置参数、记录信息、数据采集、数据结算、可根据需求设置卡的权限除此之外，消费系统还应具有兼容性，员工各自的消费额，电脑自动统计后，形成财务系统可接受的数据式，结算时财务系统自动扣除相应款项，实现完全自动化结算。
（2）该功能的实现分为三个步骤，步骤一：服务人员首先在消费机上输入消费金额；步骤二：“一卡通”和消费机接触后，消费终端读取到卡的信息，向上位机发送消息；步骤三：消息的静荷内容中包含卡的信息和消费的金额，上位机受到此消息后，解析出相对应的用户信息，先在系统查找对应用户来验证用户是否合法有效，如果是非法用户则返回消费失败，如果是有效用户则获取数据库中用户的信息，根据用户账户余额，再次和当前用户要消费的金额作对比，判断余额是否充足，不足则返回余额不足，余额足够则减去当前消费金额，更新数据库中用户余额信息，返回用户余额；步骤四：根据上一步返回消息，显示于消费终端，完成整个消费过程。
4. 总结和展望
（1）本文介绍了“一卡通”系统在智能管理的应用，描述了该系统组成和各模块的功能，详细讲述了其门禁、考勤和消费功能，从硬件和软件上说明了具体实现方法。本系统的硬件构架清晰，服务器下面通过局域网连接网络扩展器，挂载各终端，组成整个系统；本系统的软件设计模式上，首先遵循单一原则，各模块之间的耦合低，模块功能不相互影响、不互相访问；其次遵循开放原则，系统框架支持后续开发新功能的添加；最后系统功能可裁剪，根据用户需要添加功能模块，剪裁掉用户不需要的模块，这样整个系统没有冗余更加精简，降低硬件压力，提高系统稳定性。
（2）智能“一卡通”系统给人们生活和工作带来巨大便利，在当今网络资源日益丰富，“一卡通”系统后续接入互联网，作为互联网端口，是后续的发展防线，近年物联网技术快速发展，已经开始应用，其普将会是潮流和趋势，所以“一卡通”系统的网络化是后续的研究和发展方向。
参考文献
[1] 弱电系统集成. 科学出版社.
[2] 建筑工程弱点技术. 时代传播音像出版社.
[3] 《商业建筑物电信基础结构管理标准》EIA /TIA 606.