基于RFID的旅游一卡通應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與分析

山東科技大學(xué)課程設(shè)計論文山 東 科 技 大 學(xué)課程設(shè)計論文基于RFID的旅游一卡通應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與分析學(xué) 號： 8 2姓 名： 李萬 劉甲輝 學(xué) 院： 信息科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 物聯(lián)網(wǎng)工程2013級2班 指導(dǎo)老師： 衛(wèi)文學(xué) 2015年12月5日39摘要隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，國內(nèi)旅游產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展。信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)上銀行、電子地圖、信息導(dǎo)航等工具確實為人們外出旅游帶來了很多的便捷。但是，上述工具由于使用不同的終端載體，游客平時出行時身上需攜帶很多不同功能的終端，這些終端工具無論從業(yè)務(wù)的定制還是業(yè)務(wù)的使用都會是一個比較繁瑣的程序，這同樣給旅游生活帶來很多不便。本文針對解決上述問題，研究制定了一套智慧旅游一卡通系統(tǒng)。智慧旅游一卡通系統(tǒng)整合、數(shù)據(jù)庫、商務(wù)智能等先進(jìn)的技術(shù)理念，采用邏輯清晰的樹形組織架構(gòu)，其主要功能模塊包括：發(fā)行與管理子系統(tǒng)、積分與消費管理子系統(tǒng)、增值服務(wù)管理子系統(tǒng)。其中，發(fā)行與管理子系統(tǒng)下設(shè)個子功能模塊，積分與消費管理子系統(tǒng)下設(shè)個子功能模塊，增值服務(wù)管理子系統(tǒng)下設(shè)個子功能模塊。各功能模塊通過后臺的整合統(tǒng)一在一卡通上，為游客提供一站式服務(wù)。本文除了對一卡通系統(tǒng)的各功能模塊進(jìn)行了設(shè)計，同時也對一卡通系統(tǒng)的通信系統(tǒng)和硬件架構(gòu)做了充分的考慮和設(shè)計。智慧旅游一卡通將銀行卡、公交卡、在線支付、電子錢包、電子門票、游客位置定位、景區(qū)智能管理等功能全部應(yīng)用在一個平臺之上，真正實現(xiàn)了旅游的信息化。關(guān)鍵詞：RFID，智慧旅游，一卡通系統(tǒng)，在線支付，商業(yè)智能目錄摘要2第一章 緒論51.1 課程研究的背景51.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀51.2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀51.2.2 RFID技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀61.2.3 國內(nèi)智慧旅游發(fā)展情況71.2.4 國外智慧旅游發(fā)展情況71.3 論文內(nèi)容簡介8第二章 RFID技術(shù)原理及系統(tǒng)組成92.1 RFID工作原理92.2 RFID系統(tǒng)組成102.2.1 標(biāo)簽102.2.2 識別器102.2.3 應(yīng)用軟件112.2.4 中間件112.3 RFID標(biāo)準(zhǔn)122.3.1 ISO標(biāo)準(zhǔn)122.3.2 自動識別中心和EPC標(biāo)準(zhǔn)122.4 RFID商業(yè)應(yīng)用132.5 本章小結(jié)14第三章 旅游一卡通應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析153.1一卡通需求分析153.1.1總體要求153.1.2 實現(xiàn)功能153.2 一卡通架構(gòu)分析163.2.1 一卡通系統(tǒng)框架163.2.2 智慧旅游服務(wù)卡功能模塊173.2.3一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫框架193.3一卡通系統(tǒng)安全性的需求分析203.3.1卡機(jī)具安全需求分析203.3.2 一卡通卡片安全需求分析213.3.3 數(shù)據(jù)安全需求分析213.3.4 網(wǎng)絡(luò)安全需求分析223.4本章小結(jié)22第四章 智慧旅游一卡通的設(shè)計與實現(xiàn)234.1 智慧旅游一卡通系統(tǒng)總體設(shè)計234.2 智慧旅游一卡通子模塊單元設(shè)計244.2.1 管理子系統(tǒng)244.2.2 消費子系統(tǒng)254.2.3 服務(wù)子系統(tǒng)294.3 主要數(shù)據(jù)表設(shè)計324.3 本章小結(jié)35第五章 結(jié)論和展望365.1 結(jié)論365.2 展望36參考文獻(xiàn)38第一章 緒論1.1 課程研究的背景旅游業(yè)是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，資源消耗低，帶動系數(shù)大，就業(yè)機(jī)會多，綜合效益好，在擴(kuò)內(nèi)需、調(diào)結(jié)構(gòu)等方面起到了積極帶動作用。旅游是城市的第一名片，不僅是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的重要支柱，同時對促進(jìn)城市的品牌提升具有重要作用。在這種背景下，充分借助RFID和物聯(lián)網(wǎng)等信息科技的力量，創(chuàng)建嶄新的智慧旅游模式，大力推動城市旅游的協(xié)調(diào)發(fā)展。青島作為全國的著名旅游城市，傳統(tǒng)的旅游方式已經(jīng)制約旅游的進(jìn)一步發(fā)展，“智慧旅游”是大勢所趨。智慧旅游讓旅游者能夠主動的感知到旅游活動、旅游經(jīng)濟(jì)等方面的信息資源。第一時間了解這些信息，可以方便人們安排自己的出游和工作生活，從而使旅游變得更加的智能和方便。1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀（1）物聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things），顧名思義，物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的目的就是為了實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與物體的相接，可以讓物體之間能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的識別、監(jiān)控、和管理，最終到達(dá)物體之間信息的通信和交換。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次科技產(chǎn)業(yè)革命，被稱為信息產(chǎn)業(yè)“第三次浪潮”。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在全球范圍了被多個國家放在戰(zhàn)略性發(fā)展的位置，從而得到了全面的推動和發(fā)展。日本、美國、歐盟本的多個國家都分別制定了自己的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計劃，例如IJPN計劃、智慧地球計劃、物聯(lián)網(wǎng)行動計劃等。目前，我國物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入實際應(yīng)用發(fā)展階段，概念逐漸清晰和應(yīng)用發(fā)展同步進(jìn)行，掌握了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，具備了較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和發(fā)展前景。具體應(yīng)用方面，電力、城市交通、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)等已經(jīng)逐步有了發(fā)展和突破。隨著3G、HSPA、LTE、WIFI和WINMAX等通信網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會具有廣闊的應(yīng)用前景。（2） 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用舉例物聯(lián)網(wǎng)在智慧交通的應(yīng)用，最典型的范例，應(yīng)該就是“智慧公交”系統(tǒng)。智慧公交系統(tǒng)將地理信息系統(tǒng)（GIS），車輛定位系統(tǒng)、車輛識別系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)和公交系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一個平臺上，從而使公交車輛的調(diào)度效率大幅度提高，同時還能對公交車輛進(jìn)行安全可靠的監(jiān)控，為市民提供快速準(zhǔn)確的信息發(fā)布。讓管理人員對公交系統(tǒng)進(jìn)行精確的管理，也讓公交系統(tǒng)的運營成本大幅度降低。物聯(lián)網(wǎng)在高校校園中的應(yīng)用，已經(jīng)較為廣泛。校園一卡通系統(tǒng)就是最好的范例。校園一卡通系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生在校園生活中使用的功能緊密的聯(lián)系起來，例如，校園圖書管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、水房收費系統(tǒng)、校園商店消費系統(tǒng)，以及校園安保系統(tǒng)、學(xué)生位置監(jiān)控、到校平安短信系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來。校園一卡通系統(tǒng)不但方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)生活，同時也有利于學(xué)校的管理。學(xué)校的信息化水平得到了顯著的提高。技術(shù)人員將各種前端的質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備與監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)庫直接連接起來，同時利用了很多無線技術(shù)、視頻通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)和手段，實現(xiàn)了可以自動監(jiān)測前端情況，并能夠傳回后臺自動完成分析，并且能夠自動發(fā)布監(jiān)測結(jié)果的功能。從而實現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)的自動監(jiān)測。目前該物聯(lián)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測上的應(yīng)用，已經(jīng)在多地得到實施。1.2.2 RFID技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀旅游一卡通系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用到RFID技術(shù)。RFID射頻識別技術(shù)從上世紀(jì)60年代發(fā)展到現(xiàn)在，走過了一個從理論研究到生產(chǎn)應(yīng)用的過程。經(jīng)過50多年的研究發(fā)展，也讓其技術(shù)得到了顯著的發(fā)展，使得其各項技術(shù)都日益的成熟，尤其是在14.56MHz以下的低頻技術(shù)。如今技術(shù)的難點集中在中高頻部分，于此同時超高頻技術(shù)也受到人們越來越多的重視。（1）國外RFID技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀：縱觀全球RFID的發(fā)展情況，美國無論是從軟硬件水平和相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域均處于世界領(lǐng)先水平。美國政府積極推動RFID的應(yīng)用，同時也制定了推動其進(jìn)一步發(fā)展的RFID標(biāo)準(zhǔn)。歐洲和美國一樣擁有自己行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然日本擁有自己行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是使用者都是國內(nèi)的廠商，因此要走向國際還需要一段時間。韓國政府同樣高度重視的RFID發(fā)展，但其國內(nèi)的RFID標(biāo)準(zhǔn)含糊不清阻礙其及時發(fā)展。目前，南非、瑞士、日本、德國、瑞典、美英等國的RFID產(chǎn)品較為成熟先進(jìn)。（2）國內(nèi)RFID技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀：我國目前共有超過100家的RFID企業(yè)，但由于缺少關(guān)鍵核心技術(shù)，尤其是超高頻領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美的產(chǎn)品水平；但其低高頻方面，我國廠商入市較為早，因此其產(chǎn)品在市場還有一定的市場；在超高頻領(lǐng)域，由于國內(nèi)發(fā)展較晚，技術(shù)的欠缺，現(xiàn)在仍然處于缺少競爭力的狀態(tài)。我國的中低頻標(biāo)簽的制造領(lǐng)域已經(jīng)較為成熟，在市場上有很強(qiáng)的競爭力，同時又少量的企業(yè)在高頻和超高頻讀寫器具有領(lǐng)先水平。隨著中國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，必然將把我國的RFID發(fā)展帶到一個新的水平。1.2.3 國內(nèi)智慧旅游發(fā)展情況2011年7月國家旅游局提出要實現(xiàn)國家旅游業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，一個階段性任務(wù)就是要爭取用10年左右的時間顯著提高信息技術(shù)在旅游業(yè)應(yīng)用的廣度和深度，使旅游企業(yè)的經(jīng)營活動全面信息化，使在線旅游業(yè)務(wù)在旅游產(chǎn)業(yè)中的比重明顯提升，使旅游行業(yè)管理和旅游公共服務(wù)信息化水平明顯提高，基本建成覆蓋全國的旅游基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和旅游基礎(chǔ)信息資源交換和共享平臺，形成一大批引領(lǐng)作用強(qiáng)、示范意義突出的智慧旅游城市、智慧旅游企業(yè)。目前，許多城市都在開展智慧城市建設(shè)。國家旅游局對“智慧旅游城市”試點工作進(jìn)行了部署，確定了包括北京市、武漢市、成都市、南京市、福州市、大連市、廈門市、蘇州市、黃山市、溫州市、煙臺市、洛陽市、無錫市、常州市、南通市、揚州市、鎮(zhèn)江市、武夷山市18個國家智慧旅游試點城市。1.2.4 國外智慧旅游發(fā)展情況（1）新加坡“智慧旅游計劃”2006年，推出“智慧國2015計劃”，確立“智慧化立國”發(fā)展理念，全面實施“從傳統(tǒng)城市國家向智慧國轉(zhuǎn)型”的發(fā)展戰(zhàn)略。韓國“i Tour Seoul”應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)韓國首爾基于智能手機(jī)平臺，開發(fā)了“i Tour Seoul”掌上移動旅游信息服務(wù)平臺。通過網(wǎng)站和移動手機(jī)網(wǎng)站 來進(jìn)行旅游咨詢服務(wù)。（2）比利時“標(biāo)識都市”項目比利時首都布魯塞爾于2012年6月正式推出基于智能手機(jī)的微電子旅游大全“標(biāo)識都市”(TAGTAGCITY)項目，使布魯塞爾成為世界上第一個數(shù)碼移動旅游城市。（3）英、德開發(fā)“智能導(dǎo)游”2009年，英、德兩家公司在歐盟資助下協(xié)作開發(fā)了一款智能導(dǎo)游軟件，用以促進(jìn)文化旅游發(fā)展。該軟件以“增強(qiáng)現(xiàn)實”技術(shù)為基礎(chǔ)，讓游客通過聲光與影像，“親身”體驗被遺忘的歷史時光。1.3 論文內(nèi)容簡介本論文結(jié)合智慧旅游的發(fā)展趨勢，分析了RFID的技術(shù)特征。第一章 介紹本課題的研究背景和選題意義，同時介紹了國內(nèi)外智慧旅游和技術(shù)的應(yīng)用情況。第二章 回顧了RFID技術(shù)的發(fā)展歷程，對RFID技術(shù)原理和系統(tǒng)組成進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，RFID系統(tǒng)主要由標(biāo)簽，識別器，中間件和軟件應(yīng)用組成。其主要標(biāo)準(zhǔn)包括ISO和EPC標(biāo)準(zhǔn)。第三章 首先從整體要求和實現(xiàn)功能對一卡通對一卡通系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析，并從一卡通系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊、中心數(shù)據(jù)庫和安全性的角度對一卡通系統(tǒng)做了需求分析的研究。第四章 依照一卡通系統(tǒng)的設(shè)計原則，對一卡通系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、硬件架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、系統(tǒng)通信架構(gòu)做了詳細(xì)的設(shè)計，并設(shè)計實現(xiàn)各個單元功能子模塊，包括發(fā)行與管理子模塊，積分與消費子模塊，增值服務(wù)管理子模塊。第五章 總結(jié)與展望，對本文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)并對未來的研究工作進(jìn)行了展望。第二章 RFID技術(shù)原理及系統(tǒng)組成RFID是一種促成技術(shù)，它本身并不創(chuàng)造什么價值，但它能幫助公司開發(fā)出各種各樣的應(yīng)用，從而創(chuàng)造價值。RFID描述系統(tǒng)使用無線電波來傳遞對象的身份。使用RFID識別物體的方法有好幾種，但最常見的是存儲的ID或序列號，連同其它信息來標(biāo)識一個特定的產(chǎn)品上的標(biāo)簽的。它是將一個小的微芯片連接到天線。芯片上所包含的信息通過天線來傳遞給接收器。接收器將RFID標(biāo)簽上讀到的無線電波轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，軟件系統(tǒng)可以進(jìn)一步的處理這些數(shù)字信號。通常當(dāng)識別器讀到一個標(biāo)簽信息是，它通常會給主機(jī)傳遞3個東西：標(biāo)簽ID，接收器自身ID，讀到標(biāo)簽的具體時間。公司通過每個識別器在什么位置來判斷產(chǎn)品在什么位置，同事也可以判斷它是什么。并且通過追蹤標(biāo)簽的時間，可以知道時刻判斷它的位置，包括之前到過的位置。2.1 RFID工作原理識別器可以反射電磁無線電波，標(biāo)簽的天線來接收這些無線電波。一個無源的RFID標(biāo)簽從識別器產(chǎn)生的電場中獲取能量，同時驅(qū)動標(biāo)簽中芯片的電路。芯片之后能夠增強(qiáng)無線電波，將之中含有的數(shù)據(jù)信息返回給識別器，識別器又將這些信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。圖2.1 系統(tǒng)典型構(gòu)成2.2 RFID系統(tǒng)組成如圖2.1所示，通常一個完整的RFID系統(tǒng)由以下四個部分組成：RFID標(biāo)簽轉(zhuǎn)調(diào)器、RFID識別器、RFID中間件、RFID軟件應(yīng)用。這里需要說明一下天線。因為無線電波接收和發(fā)送都是通過天線來完成的。對于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，天線被分級設(shè)計用來輻射、收集無線電波能量。所以對天線來說，其的主要功能就是將電信號轉(zhuǎn)換成無線信號，同時也可以講收集到的無線信號轉(zhuǎn)換成電信號。2.2.1 標(biāo)簽標(biāo)簽是一些大概只有米粒大小的器件，它在天線上附著一個微芯片，將其放在靠近物體的旁邊就能被識別出來。標(biāo)簽可以被編程為某一指定的信息，例如ID或者序列號。當(dāng)讀寫器發(fā)送適當(dāng)?shù)臒o線電信號的標(biāo)簽，反映能源給識別器，使標(biāo)簽?zāi)茏R別本身和它的數(shù)據(jù)。根據(jù)使用頻率，內(nèi)存模式，內(nèi)存大小，內(nèi)存類型和包裝方式的不同，標(biāo)簽通常會分化和命名。但是有三種基本類型的標(biāo)簽來可供用戶選擇：（1）有源標(biāo)簽，有源標(biāo)簽指的是含有電池，電池用來驅(qū)動微芯片的電路，并且給識別器廣播無線波的標(biāo)簽。有無電池，是區(qū)分有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽的重要標(biāo)準(zhǔn)。有源標(biāo)簽，通常用在大型資產(chǎn)上，例如貨物集裝箱，鐵路車輛，大型可重復(fù)使用的集裝箱，這些設(shè)備上同時是移動的，這樣有源標(biāo)簽可以采用主動的認(rèn)證。其工作頻段在455MHz，2.45G或者5.8G，它的有效被識別距離為60-300英尺。有源標(biāo)簽可以一直處于工作狀態(tài)，當(dāng)然也可以在需要的時候被“喚醒”。（2）無源標(biāo)簽，有別于有源標(biāo)簽，它沒有電源或者發(fā)射機(jī)，需要從識別器獲得能量來支持其工作。由于沒有電源，無源標(biāo)簽同源比有源標(biāo)簽要便宜很多，并且不需要人工維護(hù)。它的工作頻率主要集中在低頻、高頻和超高頻。（3）半有源標(biāo)簽，是一種介于有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽之間的標(biāo)簽，它結(jié)合它們兩者各自的特點，它能像有源標(biāo)簽一樣，使用電池來驅(qū)動芯片電路，但交換信息時是從識別器上獲得能量，通常處于休眠狀態(tài)直到被某一識別器喚起，這一點又很像無源標(biāo)簽。2.2.2 識別器要獲得RFID標(biāo)簽儲存的信息，需要一個閱讀器。一個典型的閱讀器是含有一個或者多個可以無線發(fā)射或者接受的無線電波的移動設(shè)備。無線電波轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，閱讀器將此數(shù)字信號傳遞給計算機(jī)系統(tǒng)。RFID閱讀器可以采用多種方式來和標(biāo)簽通信。在近距離讀取標(biāo)簽信息，最常用的方法是“電感耦合”，即閱讀器的天線和標(biāo)簽的天線產(chǎn)生一個磁場。標(biāo)簽從這磁場中收集能量，并靠這個能量向閱讀器發(fā)回?zé)o線電波。2.2.3 應(yīng)用軟件RFID軟件通常執(zhí)行特定的功能，如跟蹤倉庫的庫存或在零售店里商品被從貨架上移走之后，重新排序庫存。應(yīng)用程序可以根據(jù)收到某些貨物標(biāo)簽的信息，做適當(dāng)?shù)奶幚怼＿@些貨物可以是零售商品，托盤、紙箱，出貨量或卡車?；谄髽I(yè)內(nèi)部的事件，該軟件也將發(fā)送信息給讀者以單個標(biāo)簽上寫入數(shù)據(jù)，如銷售的項目，或清空托盤，或指定一個代碼來表示貨物已經(jīng)離開了一個倉庫并運往一個零售商店。RFID的應(yīng)用程序往往是特定的垂直行業(yè)，如供應(yīng)鏈，倉儲，零售，醫(yī)療等行業(yè)。軟件工程師通常沒有和不需要有在RFID技術(shù)方面的專門知識。因此，很多組織正在積極努力開發(fā)一個系統(tǒng)，可以讓程序員的工作主要在應(yīng)用層，而無需處理的RFID硬件接口層。此系統(tǒng)層被稱為RFID中間件層。2.2.4 中間件中間層像膠水一樣，從低層次到較高的應(yīng)用層的硬件組件連接起來。雖然在原則上，它是一個水平的技術(shù)但是為了工業(yè)上有用武之地，它往往留有接口，以滿足在垂直行業(yè)的需求。在特定RFID情況下，中間層可以起到額外的功能，它可以使讀寫更加可靠，可以將數(shù)據(jù)從閱讀器通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭粋€適當(dāng)?shù)奈恢茫瑫r還可以控制和監(jiān)控閱讀器。它在安全方面也起到了不少的作用。它能夠保證讀寫操作的安全，減少射頻的干擾。能夠?qū)?biāo)簽和閱讀器上的事件及時的通知到應(yīng)用程序。對于應(yīng)用程序來說，它可以幫助應(yīng)用程接收和轉(zhuǎn)發(fā)命令，并在異常情況下通知到用戶。從架構(gòu)上來講，RFID中間層通常又可以分成多個子層。下層關(guān)注的功能是從標(biāo)簽中讀取和寫入數(shù)據(jù)的可靠性，魯棒性和安全性。上層是和應(yīng)用程序相關(guān)的。因此它們通常為應(yīng)用程序提供各種借口，諸如：產(chǎn)品出貨表、產(chǎn)品路由表和計劃表、標(biāo)簽表、閱讀器表、門戶表、企業(yè)IT系統(tǒng)，例如計費、ERP、SCM和CRM、處理標(biāo)記代碼標(biāo)準(zhǔn)如電子產(chǎn)品代碼。這種較低的中間件層閱讀、標(biāo)簽RFID網(wǎng)絡(luò)等建造了抽象類。當(dāng)諸如采用新協(xié)議的閱讀器等新技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了，其特征是可以嵌到中間件里去。這樣僅需要最小的結(jié)構(gòu)單元或者對于軟件而言只需要代碼級別的改動。上層的中間件層，除了有應(yīng)用程序的接口外，還有可能包括額外的一些功能，例如含有裝運標(biāo)簽的交叉引用標(biāo)簽，含有位置標(biāo)簽的裝運標(biāo)簽或者標(biāo)記時間標(biāo)記，預(yù)計貨物到達(dá)的時間。他們可以存儲檢索數(shù)據(jù)庫中的信息，因此應(yīng)用程序參考的ID通常是指數(shù)據(jù)庫中的ID，而不是標(biāo)簽ID。有了可靠的中間件意味著程序員可以專注于開發(fā)應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯，而不用了解不同類型的硬件。對于一個給定的應(yīng)用程序，一個企業(yè)可能需要支持來自不同廠商的閱讀器和標(biāo)簽，主動和被動式標(biāo)簽，工作在不同的頻率協(xié)議或標(biāo)簽的不同的讀寫可靠性和規(guī)格標(biāo)簽。中間件簡化了這些問題。最終，中間件或許是能夠減少RFID硬件集成到現(xiàn)有的應(yīng)用程序所花費的時間。2.3 RFID標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)對于很多RFID應(yīng)用程序是至關(guān)重要的，如支付系統(tǒng)，貨物跟蹤或在開發(fā)的供應(yīng)鏈中可重復(fù)使用的容器。人們在過去過得數(shù)十年中已經(jīng)花費了為了不同的RFID頻率和應(yīng)用開的標(biāo)準(zhǔn)做了大量的工作。2.3.1 ISO標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）已經(jīng)為自動識別和項目管理制定了RFID標(biāo)準(zhǔn)。例如，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)制定RFID跟蹤牛的標(biāo)準(zhǔn)。ISO11784定義了標(biāo)簽的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。ISO11785定義了空中接口協(xié)議。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織同時也為支付系統(tǒng)和非接觸式一卡通（ISO14443）和近距型卡（ISO15693），制定了相應(yīng)的RFID標(biāo)簽空中接口協(xié)議，包括ISO15693（智能標(biāo)簽），ISO14443（無接觸式付款方式），ISO11784（畜牧養(yǎng)殖業(yè)），ISO18000（空中接口協(xié)議）。2.3.2 自動識別中心和EPC標(biāo)準(zhǔn)自動識別中心，開發(fā)了電子產(chǎn)品代碼（EPC）技術(shù)，并且選擇創(chuàng)建自己的空中接口協(xié)議，用于跟蹤商品通過國際供應(yīng)鏈。自動化識別中心成立于1999年，其目的是開發(fā)出產(chǎn)品數(shù)字代碼及其相關(guān)技術(shù)通過全球供應(yīng)鏈中識別和跟蹤貨物。它的任務(wù)是開發(fā)一種低成本RFID系統(tǒng)，因為標(biāo)簽需要一次性（制造商把標(biāo)簽在產(chǎn)品運送給零售商從未去獲得這些標(biāo)簽回重用它們）。該系統(tǒng)必須運行在超高頻段，因為只有超高頻交付所需的閱讀范圍供應(yīng)鏈應(yīng)用程序，比如閱讀托盤來通過一個船塢門。自動識別中心開發(fā)了自己的協(xié)議，全球范圍內(nèi)授權(quán)給EPC，其條件是EPC將提供免版稅給制造商和最終用戶。該中心還負(fù)責(zé)開發(fā)一個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它將和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，將使任何人能通過存儲在標(biāo)簽中的序列碼查找相關(guān)的信息。網(wǎng)絡(luò)也需要基于開放標(biāo)準(zhǔn)的Internet上使用，所以公司可以分享信息很容易，且成本低。2.4 RFID商業(yè)應(yīng)用RFID可以用在許多不同的方式來創(chuàng)造價值。RFID技術(shù)是目前被應(yīng)用于諸如：（1）資產(chǎn)跟蹤公司會在那些經(jīng)常丟失或被盜，沒有得到充分利用或者當(dāng)需要時很難找的資產(chǎn)上放上RFID標(biāo)簽（2）制造業(yè)很多正在使用RFID跟蹤部件和工作流程，減少缺陷，提高產(chǎn)量，并管理生產(chǎn)相同產(chǎn)品的不同版本。（3）供應(yīng)鏈管理RFID技術(shù)是用來增加吞吐量，減少運輸錯誤，并降低勞動力成本。（4）零售業(yè)零售商使用RFID來提高供應(yīng)鏈的效率，以幫助減少盜竊，并確保庫存是最新的。（5）支付系統(tǒng)RFID是用今天來支付在無需停車情況下收取過路費；支付三餐的外賣窗口；支付公交、地鐵和火車等交通費使用非接觸式智能卡支付小零售購買。（6）安全和訪問控制RFID被用在電子鑰匙已經(jīng)有段時間了，它可以控制誰有權(quán)限進(jìn)去辦公室或者辦公室的其他區(qū)域。資產(chǎn)保護(hù)上也用到RFID技術(shù)，大部門新車在方向盤上都安裝了RFID閱讀器。當(dāng)然還有許多其他的創(chuàng)新都使用RFID。在主題公園，使用主動式標(biāo)簽在一個手鐲系統(tǒng)來定位兒童。本質(zhì)上，RFID讓電腦能夠跟蹤位置的物品或人換句話說，RFID是通往定位計算。如數(shù)據(jù)庫技術(shù)、語音技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、RFID打開全新的領(lǐng)域應(yīng)用開發(fā)。2.5 本章小結(jié)本章研究分析了RFID技術(shù)的技術(shù)原理和技術(shù)特征。RFID技術(shù)包括識別器、標(biāo)簽、中間件和軟件應(yīng)用。本章節(jié)同時介紹了RFID的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：ISO標(biāo)準(zhǔn)和自動識別中心和EPC標(biāo)準(zhǔn)。最后本章節(jié)介紹了RFID主流的商業(yè)應(yīng)用情況和及其應(yīng)用前景。第三章 旅游一卡通應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析旅游一卡通系統(tǒng)，是指游客僅需攜帶旅游服務(wù)卡就可以實現(xiàn)在旅行社、酒店、景點等場所完成身份識別、消費等服務(wù)，從而為游客省去了攜帶個人身份證和現(xiàn)金的麻煩。整個旅游過程的“吃、住、游”只需要通過一張服務(wù)卡就可以全部實現(xiàn)?？ǖ姆N類包括實卡、虛擬卡、行業(yè)卡、一卡通、面額小的充值卡等多種類型。本章主要想從需求分析的角度對智慧旅游一卡通需要實現(xiàn)的功能，進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。對一卡通系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)需求和功能模塊需求都做了分析并研究了RFID要解決的問題。3.1一卡通需求分析3.1.1總體要求如今，在全國各個大中專校園中，校園一卡通已經(jīng)得到了越來越多的普及。校園一卡通的使用，不但方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，也對給學(xué)校的管理工作很大的幫助。例如，學(xué)生飯卡管理，學(xué)籍管理，圖書館圖書借閱等方面都起了很大的作用。旅游卡一卡通，顧名思義，其實校園卡一卡通區(qū)別并不是很大，不同之處在于，把一個校園的應(yīng)用，擴(kuò)大到一個更大的范圍景區(qū)的旅游系統(tǒng)上去了。3.1.2 實現(xiàn)功能將RFID技術(shù)應(yīng)用到旅游上去，方便游客，統(tǒng)一旅游市場，同時提升旅游形象，建設(shè)旅游一卡通系統(tǒng)，實現(xiàn)如下的功能：（1）旅游一卡通系統(tǒng)能實現(xiàn)支付功能一卡通系統(tǒng)中的智能卡，為在線支付，“電子錢包”等功能提供基礎(chǔ)保障。（2）旅游一卡通系統(tǒng)應(yīng)該可以提供公共交通換乘服務(wù)作為旅游的重要部分，交通是一個不可回避的環(huán)節(jié)。順暢的交通，將會讓旅游并的更見愉快。交通卡可以方便旅客的乘車，一卡通系統(tǒng)中的職能卡，應(yīng)該可以實現(xiàn)公交卡的所有功能，需要特別強(qiáng)調(diào)的是，希望可以實現(xiàn)多地區(qū)城市之間的“一卡通用”，開辟旅游換乘綠色通道，加快建設(shè)快捷的旅游交通換乘系統(tǒng)，形成水、陸、空立體化、網(wǎng)絡(luò)化的旅游交通。（3）旅游一卡通系統(tǒng)應(yīng)該可以當(dāng)?shù)鼐皡^(qū)的電子門票，旅游年卡使用游客提前在網(wǎng)上通過一卡通門戶，預(yù)定支付某景區(qū)的門票。到景區(qū)可以實現(xiàn)直接刷卡進(jìn)景區(qū)，大大減少了旅客到景區(qū)排隊買票時間，方便游客。同時也杜絕了之前景區(qū)紙質(zhì)假票的出現(xiàn)。優(yōu)化了景區(qū)的管理。推行“一票通用”制度，加快建設(shè)集網(wǎng)上選車、網(wǎng)上調(diào)度、網(wǎng)上結(jié)算等為一體的旅游客運信息平臺。（4）旅游一卡通系統(tǒng)應(yīng)該可以實現(xiàn)身份認(rèn)證功能一卡通中，應(yīng)該包含了持卡人個人的基本信息。手持一卡通，游客可以方便的入住之前定好的酒店，可以像身份證一樣，直接證明游客的身份。同時游客在進(jìn)去也可以實現(xiàn)“電子簽到”、“電子點名”的功能，方便導(dǎo)游團(tuán)隊的管理。自動點名計數(shù)功能，使導(dǎo)游管理團(tuán)隊的手段更加科學(xué)化、人性化，通過讀卡設(shè)備可以自動清點人數(shù)。（5）旅游一卡通系統(tǒng)應(yīng)該可以當(dāng)“電子錢包”使用所謂“電子錢包”，就是一卡通可以在景區(qū)指定的商店進(jìn)行消費，購買商品，紀(jì)念品。也可以在景區(qū)內(nèi)進(jìn)行娛樂消費。（6）旅游一卡通系統(tǒng)應(yīng)該可以實現(xiàn)增值服務(wù)一卡通系統(tǒng)應(yīng)該具有位置服務(wù)（GIS）功能，能夠獲取游客的位置信息及線路信息，方便的為游客提供“電子導(dǎo)游”的服務(wù)，同時景區(qū)可以及時統(tǒng)計游客的數(shù)量；自動轉(zhuǎn)賬和存取款功能：可以將存款方便轉(zhuǎn)移到一卡通的電子錢包上，方便游客的旅游消費活動；用戶可以方便的登錄一卡通系統(tǒng)查看自己的消費賬單以及在特定景區(qū)的游覽路線情況，并且可以采用多種方式輸出結(jié)果。（7）旅游一卡通系統(tǒng)可以提供決策支持景區(qū)管理人員，可以通過一卡通后臺數(shù)據(jù)庫，及時得到景區(qū)游客的實時數(shù)量，同時也可從數(shù)據(jù)庫中讀出數(shù)據(jù)，通過商業(yè)智能（Business Intelligence），分析出游客的旅游線路、購物習(xí)慣，從而制定更好、更合理的旅游線路，同時可以幫助景區(qū)改善經(jīng)營管理。3.2 一卡通架構(gòu)分析3.2.1 一卡通系統(tǒng)框架近年來信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅速，在設(shè)計智慧旅游一卡通系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮各個方面的情況進(jìn)行整體規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)和未來技術(shù)的應(yīng)用都應(yīng)考慮在內(nèi)，保證系統(tǒng)的連貫性和技術(shù)要求的一致性。未來新技術(shù)可用時，可用直接應(yīng)用到現(xiàn)有的系統(tǒng)中去，而不用去從新修改系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該保證一卡通系統(tǒng)能夠高效，準(zhǔn)確的處理各種消費數(shù)據(jù)，有很高的性，能夠保障持卡人，景區(qū)單位，商戶等多方面的信息和財產(chǎn)，利益信息不被泄露。能夠方便的將跟過其他的應(yīng)該嵌入到該系統(tǒng)中，在一卡通中系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。能夠最大限度的考慮到游客的旅游習(xí)慣，貼近旅游過程，能夠滿足不同旅客的不同需要。3.2.2 智慧旅游服務(wù)卡功能模塊智慧旅游一卡通系統(tǒng)有若干個子系統(tǒng)組成，通過智慧旅游服務(wù)卡串接各個子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的胡同和信息的共享，智慧旅游一卡通系統(tǒng)對傳統(tǒng)的系統(tǒng)串接進(jìn)行了改進(jìn)，使其各個子系統(tǒng)能夠進(jìn)行無縫的集成，從而是一卡通平臺的應(yīng)用更加的靈活。各個子系統(tǒng)都是通過一卡通這個平臺來實現(xiàn)身份的認(rèn)證，從而不用重復(fù)建設(shè)身份認(rèn)證系統(tǒng)，避免了資源的浪費，同時也讓一卡通系統(tǒng)更加的靈活便利。智慧旅游服務(wù)卡系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)功能有：（1）管理子系統(tǒng)（2）消費子系統(tǒng)（3）服務(wù)子系統(tǒng)圖3.1 智慧旅游服務(wù)卡系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)功能模塊智慧旅游服務(wù)卡系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)功能模塊如上圖，圖3.1所示。（1）管理子系統(tǒng)一卡通作為RFID一張卡，卡中存儲著持卡人的個人基本信息，以幫助實現(xiàn)身份認(rèn)證功能。一卡通的發(fā)行也可以根據(jù)地區(qū)的實際情況，發(fā)行自己的特色旅游卡。（2）消費子系統(tǒng)消費子系統(tǒng)實現(xiàn)了游客的積分消費管理，是一卡通系統(tǒng)中最重要的子系統(tǒng)。其主要包括：在線支付，是指在例如超市等有固定安裝讀卡器的地方，通過刷卡進(jìn)行身份認(rèn)證，通過極具對卡片認(rèn)證后，將相應(yīng)大的身份信息傳到數(shù)據(jù)中心，主機(jī)系統(tǒng)將用戶的余額信息發(fā)送到極具并顯示出來，用戶在終端進(jìn)行成功消費之后，相應(yīng)的資金直接在數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫的個人賬戶上扣除。電子錢包，相對在線支付，就是一種離線支付的手段。電子錢包，顧名思義，卡里是存有金額的，電子錢包適合用于例如交通工具等移動的設(shè)備上的消費，因為讀卡器處于不斷移動的過程中，難以保證與數(shù)據(jù)中心的可靠、穩(wěn)定快速的通信，但同時又要求必須在很短時間內(nèi)完成交易過程。但消費時，消費金額直接在卡上扣除。例如類似于公交卡。個人積分服務(wù)，其實是一種獎勵機(jī)制，游客每次刷卡消費或者進(jìn)行游玩簽到，都可以按照一定的比例進(jìn)行積分。當(dāng)積分達(dá)到一定數(shù)量時，游客可以領(lǐng)取一定的獎勵，如旅游紀(jì)念品或者免費門票等。這一功能可以提高游客的旅游積極性。酒店服務(wù)功能，可以幫助游客在線提前預(yù)定酒店，到酒店后可以直接刷卡進(jìn)行身份認(rèn)證快速入住，同時游客也可以通過登錄一卡通超級門戶，快速查詢酒店的入住情況，方便選擇。景區(qū)服務(wù)，主要包括RFID電子門票，和電子簽到功能。不但可以有效杜絕假票的出現(xiàn)，同時也大大方便進(jìn)如景區(qū)的游客人流控制。交通服務(wù)，是一卡通的重要環(huán)節(jié)，旅游離不開“行”。一卡通可以有效充當(dāng)公共交通卡的功能，不但如此，收持一卡通，可以方便在各個市、地區(qū)不同的公交系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫的換乘。（3）服務(wù)子系統(tǒng)增值服務(wù)管理子系統(tǒng)實現(xiàn)在旅游中的增值服務(wù)，包括：位置服務(wù)功能，能夠獲取游客的位置信息及線路信息；自動點名計數(shù)功能，使導(dǎo)游管理團(tuán)隊的手段更加科學(xué)化、人性化，通過裝在景區(qū)門禁入口和出口的RFID讀卡器可以統(tǒng)計景區(qū)內(nèi)游客的人數(shù)；自助轉(zhuǎn)賬功能：游客可以的登錄一卡通統(tǒng)一門戶或者自助設(shè)備完成自助轉(zhuǎn)賬，為自己的一卡通電子錢包充值；用戶可以方便的登錄一卡通系統(tǒng)查看自己的消費賬單和在特定景區(qū)的游覽路線，并且可以采用多種方式輸出結(jié)果。除此之外，一卡通系統(tǒng)還能提供決策支持服務(wù)，即它分析游客各項出游數(shù)據(jù)，如線路情況、消費情況、住宿情況等，給出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，幫助有關(guān)旅游部門不斷改進(jìn)旅游方案，制定更加優(yōu)化的旅游線路。3.2.3一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫框架一卡通系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)中心是整個系統(tǒng)的大腦部分，它將負(fù)責(zé)真?zhèn)€系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的存儲，處理。并為用戶提供安全、快捷的查詢，存儲服務(wù)。因此數(shù)據(jù)中心核心數(shù)據(jù)庫的設(shè)計將對真?zhèn)€系統(tǒng)產(chǎn)生重大的影響。智慧旅游一卡通系統(tǒng)采用的是基于的B/S三層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。所謂B/S結(jié)構(gòu)，就是通常所說的瀏覽器和服務(wù)系統(tǒng)（Brower/Server結(jié)構(gòu)）。它的發(fā)展歷史可以追溯到之前的C/S結(jié)構(gòu)，經(jīng)過它的不斷演變和發(fā)展，結(jié)B/S構(gòu)應(yīng)運而生。在B/S結(jié)構(gòu)下，主要的工作事務(wù)不在是交給前端（Brower）實現(xiàn)，而是交給服務(wù)器端來完成的，前端（Brower）主要是負(fù)責(zé)給用戶呈現(xiàn)界面，同時也幫助完成少量的事務(wù)邏輯。使用這樣結(jié)構(gòu)模式，可以大大的降低前端的工作量，讓前端從之前繁重的負(fù)荷下解脫出來，系統(tǒng)的消耗也大大的降低了，時間成本大幅度降低?；贐/S結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，能夠降低系統(tǒng)的維護(hù)工作量，提高系統(tǒng)的開發(fā)性。B/S多層結(jié)構(gòu)采用中間件為基礎(chǔ)，這種技術(shù)通過中間件技術(shù)將應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)和表示邏輯分為多個不同的處理層，這樣不但使系統(tǒng)更加穩(wěn)定、安全、處理能力強(qiáng)，同時還降低了成本，提高了系統(tǒng)擴(kuò)張性，所點了開發(fā)周期。另一個方面，前段瀏覽器軟件具有統(tǒng)一的界面、語言格式、傳輸協(xié)議，這樣用戶容易上手，幾乎不用接受特別培訓(xùn)。同時系統(tǒng)管理簡單。支持多種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)的可用性很高。圖3.2所示的是B/S三層體系結(jié)構(gòu)：圖3.2 B/S三層體系結(jié)構(gòu)第一層，客戶瀏覽器，它可以將用戶的需求轉(zhuǎn)發(fā)并向后臺發(fā)出相應(yīng)請求，同時還可以將后臺的相應(yīng)結(jié)果顯示輸出給用戶。后臺服務(wù)器的分布可能是分散的，瀏覽器可以根據(jù)負(fù)載均衡的原理，選擇最近的，負(fù)載最輕、最近的服務(wù)器，向其發(fā)送HTTP請求并將輸出結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。第二層，WEB服務(wù)器，包含很多應(yīng)用程序組成的實體，可以響應(yīng)前臺的HTTP請求。當(dāng)前端有事務(wù)請求發(fā)送到WEB服務(wù)器時，首先服務(wù)器自身處理，有數(shù)據(jù)請求時，將數(shù)據(jù)請求發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，交由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來處理。之后逆序返回給客戶機(jī)瀏覽器呈現(xiàn)給用戶。第三層，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器就是人們通常所說的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（DBMS），現(xiàn)在市場上主流的數(shù)據(jù)庫有Oracle、My SQL、SQL Server。一卡通系統(tǒng)選擇數(shù)據(jù)庫時，因其數(shù)據(jù)量的龐大，應(yīng)盡量選擇大型、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫，如Oracle等。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可以根據(jù)WEB服務(wù)器的請求，完成數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的的操作，如查詢、插入、更新等。3.3一卡通系統(tǒng)安全性的需求分析旅游一卡通系統(tǒng)，比起高校常用的校園卡一卡通系統(tǒng)，無論是在地域范圍、使用規(guī)模和社會影響上都大得多。其涉及到很多大量財物的流通，例如銀行轉(zhuǎn)賬、在線支付等敏感問題，其各個方面的安全性考慮應(yīng)該更加的充分。此外一卡通系統(tǒng)作為一個能在全省工作的龐大項目，其關(guān)鍵數(shù)據(jù)全部存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于一個人體的所有記憶力，一旦失去記憶力，但整個系統(tǒng)來說將災(zāi)難性的，不可以挽回的。為此必須能夠夠提供足夠的數(shù)據(jù)冗余、備份，保證數(shù)據(jù)庫能夠全天候小時無故障的運作，為前臺提供不間斷的服務(wù)。3.3.1卡機(jī)具安全需求分析(1)設(shè)備的合法性：旅游一卡通的所有入網(wǎng)的產(chǎn)品都應(yīng)該有“智慧旅游一卡通發(fā)行中心”的統(tǒng)一授權(quán)，方可入網(wǎng)，必須防止非法產(chǎn)品在一卡通系統(tǒng)上流通使用，否者會系統(tǒng)安全性造成隱患。（2）設(shè)備交易過程合法性：一卡通中的卡具設(shè)備在進(jìn)行交易的過程中，必須保證交易本省的合法性，例如不同用戶在同一卡具上進(jìn)行刷卡，身份識別工作要做好，不能出現(xiàn)用戶A刷卡消費，讀卡器誤認(rèn)為是用戶B在消費，從而造成在數(shù)據(jù)庫中用戶賬號的損失。（3）過期、無效卡片禁止使用：一卡通系統(tǒng)上線工作一段時間后，失效卡片或者卡片過期的情況是難以避免的。當(dāng)使用這些失效卡片是，系統(tǒng)應(yīng)該能夠拒絕服務(wù)。（4）數(shù)據(jù)存儲：讀卡器應(yīng)該只能介入到一卡通系統(tǒng)中去，應(yīng)做好數(shù)據(jù)的保密工作，避免數(shù)據(jù)泄露，此外應(yīng)該提前預(yù)防斷電等意外情況的出現(xiàn)，一個范圍的讀卡器應(yīng)該配備一個UPS（Uninterruptible Power System）。3.3.2 一卡通卡片安全需求分析（1）卡片密碼一卡通中含有用戶個人的基本信息以及一些金融交易消費的各種數(shù)據(jù)，一卡通建立完善的加密體制避免他用盜用是非常有必要的。（2）卡片數(shù)據(jù)安全一卡通應(yīng)該滿足卡的安全規(guī)定，以有效保障卡里數(shù)據(jù)的安全。（3）卡片扇區(qū)功能一卡通卡片本身由多個電容扇區(qū)組成，但其中的一個扇區(qū)出現(xiàn)問題時候，卡片應(yīng)該具備將一個扇區(qū)的數(shù)據(jù)移植到另一個扇區(qū)的功能。以保證卡片能繼續(xù)使用。（4）卡片數(shù)據(jù)加密卡具的安全性很重要，卡片的安全性同等的重要?？ㄆ仨毑扇〖用芩惴ǎ⑶夷懿捎枚喾N加密算法，以提高其安全性。（5）卡片唯一性每張RFID卡片都應(yīng)該是全球唯一的，都具有全球唯一的ID號，應(yīng)該避免多張RFID卡公用同一個ID號的情況發(fā)生。3.3.3 數(shù)據(jù)安全需求分析智慧旅游一卡通系統(tǒng)，核心數(shù)據(jù)全部存儲在數(shù)據(jù)中心的核心數(shù)據(jù)庫中，其安全、穩(wěn)定的重要性不言而喻。應(yīng)該充分做好核心數(shù)據(jù)庫的冗余、災(zāi)備等工作，保證數(shù)據(jù)中心能夠全天候提供穩(wěn)定、正確的數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)庫本身也應(yīng)該盡量選擇穩(wěn)定的大型數(shù)據(jù)庫，例如Oracle等，每天都將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，要在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行大量的查詢、插入、更新、刪除操作。3.3.4 網(wǎng)絡(luò)安全需求分析如今互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)高速發(fā)達(dá)，方便用戶的同時，網(wǎng)絡(luò)安全的問題也日益凸現(xiàn)。只要有利益的地方，就會有黑客的存在。國內(nèi)外大型網(wǎng)站被黑客竊取核心數(shù)據(jù)的范例，每年層出不窮。智慧旅游一卡通，涉及面很廣，已經(jīng)在設(shè)計之初就充分考慮網(wǎng)絡(luò)安全的問題。應(yīng)該充分重視以下的問題：（1）訪問控制當(dāng)用戶訪問一卡通的任何系統(tǒng)資源時，為了確保系統(tǒng)的安全性，都應(yīng)該對用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，同時對其訪問權(quán)限應(yīng)該加以嚴(yán)格管理控制。（2）身份驗證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備、工作站等一切要介入一卡通系統(tǒng)的設(shè)備，都應(yīng)該提前通過一卡通中心的雙向身份認(rèn)證。（3）一卡通VLAN一卡通系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)情況下，網(wǎng)絡(luò)安全存在隱患，因此各個數(shù)據(jù)中心之間應(yīng)該建立虛擬專用網(wǎng)（VLAN），保證一卡通系統(tǒng)與公網(wǎng)的邏輯隔離性，確保一卡通系統(tǒng)的安全性。（4）網(wǎng)絡(luò)防護(hù)如今的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，復(fù)雜并且充滿了各種危險，網(wǎng)絡(luò)病毒、黑客攻擊無處不在。因此防火墻必不可少，它可以幫助制動網(wǎng)絡(luò)安全策略，有效的防止一些網(wǎng)絡(luò)病毒和攻擊。如果條件允許，網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)能夠用在一卡通系統(tǒng)中，那將會更有效的提高一卡通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。3.4本章小結(jié)本章節(jié)從一卡通系統(tǒng)的總體架構(gòu)、功能模塊、系統(tǒng)安全性和網(wǎng)絡(luò)安全性幾個方面分別作了詳盡的需求分析研究；對一卡通系統(tǒng)的子系統(tǒng)，管理子系統(tǒng)、消費子系統(tǒng)、服務(wù)子系統(tǒng)及其功能模塊做了充分展開，分析其要實現(xiàn)的功能。第四章 智慧旅游一卡通的設(shè)計與實現(xiàn)旅游一卡通系統(tǒng)目的就是采用先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的管理思想，最終應(yīng)用到旅游市場上去，提升旅游的形象，方便游客的旅游。4.1 智慧旅游一卡通系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該保證一卡通系統(tǒng)能夠高效，準(zhǔn)確的處理各種消費數(shù)據(jù)，有很高的安全性，能夠保障持卡人，景區(qū)單位，商戶等多方面的信息和財產(chǎn)，利益不被泄露。能夠方便的將其他的應(yīng)用嵌入到該系統(tǒng)中，在一卡通中系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。能最大限度的考慮到游客的旅游習(xí)慣，貼近旅游過程，能夠滿足不同旅客的不同需要。智慧旅游一卡通系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)圖如圖4.1所示：圖4.1 智慧旅游一一卡通系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)如圖4.1所示，智慧旅游一卡通系統(tǒng)邏輯上大概可以分成四層結(jié)構(gòu)：硬件層、RFID硬件介入層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。其主要特點可以總結(jié)為“數(shù)據(jù)集中，統(tǒng)一交換”。系統(tǒng)硬件層，顧名思義，就是有一些常見的RFID硬件設(shè)施組成，如RFID讀卡器（固定、移動的）、天線、條形碼打印機(jī)、UFH標(biāo)簽等。這一層，游客切實接觸到一層，也一卡通系統(tǒng)最基礎(chǔ)的一層，信息的采集就是由著一層來完成的。RFID硬件接入層，是指RFID讀卡器適配器，RFID數(shù)據(jù)的過濾，加密和準(zhǔn)換。在這一層，最原始的采集的原始數(shù)據(jù)，如標(biāo)簽ID，被轉(zhuǎn)換成一卡通系統(tǒng)中可以進(jìn)一步識別處理的有用數(shù)據(jù)。這一點類似于數(shù)字信號處理中的A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)層，是一卡通系統(tǒng)中存放所有信息數(shù)據(jù)的地方。這里的數(shù)據(jù)庫包括，專用數(shù)據(jù)庫、共享數(shù)據(jù)庫和一卡通系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫。專用數(shù)據(jù)庫是指子系統(tǒng)自己專屬的數(shù)據(jù)庫，共享數(shù)據(jù)庫是每個子系統(tǒng)都能訪問的數(shù)據(jù)庫，一卡通系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫相當(dāng)于系統(tǒng)管理員專屬數(shù)據(jù)庫，它將存放系統(tǒng)的配置信息和與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)。需要指出的是，一卡通系統(tǒng)將于一些其他企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如公交業(yè)務(wù)系統(tǒng)）相連，他們將通過進(jìn)行XML數(shù)據(jù)交換。專用數(shù)據(jù)庫，共享數(shù)據(jù)庫之間也會進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和同步，接下來的章節(jié)中將進(jìn)一步闡述。系統(tǒng)服務(wù)層主要提供RFID和條形碼數(shù)據(jù)訪問的服務(wù)，RFID事件處理，基于XML的數(shù)據(jù)解析與交換，RFID信息中間件，Web服務(wù)管理，數(shù)據(jù)集成，還有一些基礎(chǔ)的管理，例如用戶，權(quán)限管理，單位管理等事宜。系統(tǒng)應(yīng)用層是指在一卡通系統(tǒng)后端軟件系統(tǒng)和相應(yīng)的應(yīng)用軟件界面。它和第一層一樣，也是用戶可以直接接觸到的，用戶可以使用其應(yīng)用程序在具體的旅游過程中。主要包括：在線支付服務(wù)，個人積分服務(wù)，酒店管理服務(wù)，景區(qū)服務(wù)，智能導(dǎo)航服務(wù)等。這一層是游客切實能感受的，也是這一層最終將各種服務(wù)直接提供游客。4.2 智慧旅游一卡通子模塊單元設(shè)計4.2.1 管理子系統(tǒng)（1）發(fā)行管理具體設(shè)計智慧旅游一卡通發(fā)行中心將負(fù)責(zé)完成卡片的發(fā)行和初始化個人信息等數(shù)據(jù)等。發(fā)卡中心有權(quán)限直接對初始化數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新。申請者提供身份認(rèn)證（公民身份證，學(xué)生證等），發(fā)卡系統(tǒng)將向公安部的戶籍管理數(shù)據(jù)對申請者身份進(jìn)行認(rèn)證請求，當(dāng)身份有效時，則進(jìn)入下一步數(shù)據(jù)初始化環(huán)節(jié)，并同時將申請者的個人信息加入到一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，同時用戶可以設(shè)置自己的個人信息密碼，用戶可以之后在一卡通門戶網(wǎng)站上補(bǔ)充自己的個人信息；當(dāng)驗證失效時，則拒絕服務(wù)，并提示用戶身份有誤。當(dāng)身份認(rèn)證通過之后，將對一卡通中的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化。初始化分為幾個模塊，發(fā)卡銀行將向發(fā)卡銀行數(shù)據(jù)庫發(fā)出請求，初始化個人銀行數(shù)據(jù)，即為用戶產(chǎn)生一個新的個人銀行賬戶；初始化公交系統(tǒng)數(shù)據(jù)，連接公交系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，即產(chǎn)生一個新的公交卡用戶賬號；連接一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，讀入用戶的基本個人信息和卡片信息。例如ID標(biāo)簽號等。其中每個環(huán)節(jié)都有安全加密環(huán)節(jié)。確保數(shù)據(jù)的安全可靠。（2）個人信息管理具體設(shè)計一卡通系統(tǒng)建立自己的門戶網(wǎng)站，網(wǎng)站連接一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，用戶在網(wǎng)站上面可以對自己的基本信息（如家庭住址，聯(lián)系方式等）進(jìn)行修改，系統(tǒng)可直接將修改后的信息讀入數(shù)據(jù)庫并保存。用戶還可以對自己的消費記錄進(jìn)行查詢，對于已經(jīng)游覽過的景區(qū)，用戶可以對該景區(qū)進(jìn)行評價或舉報違規(guī)行為，評價和建議將上傳至數(shù)據(jù)庫，為其他游客提供參考，舉報的內(nèi)容經(jīng)有關(guān)部門核實后，將對景區(qū)或商戶進(jìn)行處罰。4.2.2 消費子系統(tǒng)（1）消費支付服務(wù)模塊在線支付服務(wù)，是指用戶持一卡通，可以在景區(qū)內(nèi)的商店、或者娛樂園進(jìn)行消費。這些消費的特點是，讀卡器基本上是固定的，不會移動。在線支付的情況下，一卡通只是作為一個身份認(rèn)證的工具，當(dāng)系統(tǒng)持卡在讀卡器上消費時候，機(jī)具首先完成對一卡通卡片的識別，完成識別之后，對應(yīng)的卡片信息和消費數(shù)據(jù)將被發(fā)送到中心數(shù)據(jù)庫，主機(jī)系統(tǒng)將在對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中扣除消費金額并將余額發(fā)送給讀卡器終端，顯示出來。相對于的另一種情形，可能讀卡器是處于不斷的運動狀態(tài)下的，例如在公交車上，這種情形下的刷卡，將使用另一種支付模式“離線消費”，即人們常說的“電子錢包”。這種業(yè)務(wù)特點的特點是，設(shè)備很難固定，難以快速保證讀卡器與主機(jī)的穩(wěn)定可靠通信，但同時又要確?？焖俚耐瓿山灰椎氖聞?wù)。為此在一卡通的一個扇區(qū)需要存放余額信息，在刷卡消費的時候，機(jī)具對卡片進(jìn)行讀寫，將直接扣除卡里的余額。智慧旅游一卡通同時具有在線支付和離線支付的功能。系統(tǒng)根據(jù)讀卡器的不同，在在線支付和離線支付之間自由切換。在線支付模塊涉及的主要主體包括消費者、景區(qū)商家和一卡通支付處理中心和支付服務(wù)供應(yīng)商。其實現(xiàn)架構(gòu)如圖4.2所示：圖4.2 智慧旅游一卡通消費流程從上圖可以看出，支付處理中心是這個在線支付處理最關(guān)鍵的部分，它將連接系統(tǒng)的每個實體，最終為前臺終端提供支付處理服務(wù)。于此同時，一卡通支付處理中心還將負(fù)責(zé)認(rèn)證用戶的信息和身份認(rèn)證服務(wù)。一卡通支付處理中心很好的實現(xiàn)了消費者，商家和支付服務(wù)提供商的有機(jī)交互。通常情況下，一卡通支付處理中心可以由一卡通中心來負(fù)責(zé)運營實現(xiàn)。支付服務(wù)提供商將負(fù)責(zé)后臺所有銀行數(shù)據(jù)的處理，為一卡通處理中心提供支付服務(wù)。一個完整的在線支付過程大體上可以分為身份認(rèn)證和交易處理兩個部分。a）對消費者（游客）的身份認(rèn)證游客在景區(qū)購買商品或者娛樂園進(jìn)行消費時，游客將一卡通放在讀卡器上進(jìn)行讀寫操作，讀卡器讀取卡片信息后，根據(jù)卡片的信息會向一卡通支付服務(wù)中心發(fā)送身份認(rèn)證請求，來驗證次消費者游客的身份是否合法；當(dāng)一卡通服務(wù)服務(wù)中心對游客身份完成認(rèn)證之后，會將認(rèn)證的結(jié)果返回給商家。如果身份通過認(rèn)證，則繼續(xù)進(jìn)行交易，反之，則終止交易過程。b）當(dāng)消費者（游客）的身份認(rèn)證之后，支付過程可以總結(jié)為：當(dāng)游客購買商品時，商家通過商家自身的條形碼掃描器，掃描商品，得到商品的具體信息，包括商品的價格信息。消費者刷卡進(jìn)行消費，首先經(jīng)過一卡通支付服務(wù)中心的身份驗證之后，商家將購買信息發(fā)送給一卡通支付服務(wù)中心，請求支付操作。一卡通支付中心將作出相應(yīng)，通知消費者進(jìn)行支付操作。如果消費者在一卡通統(tǒng)一門戶上設(shè)置過自己的支付密碼，則此時要求消費者在商家的終端上輸入支付密碼，密碼信息將被發(fā)回支付處理中心再次進(jìn)行驗證。為了交易的安全性，所有的在線支付都需要輸入密碼驗證，游客可以再發(fā)卡設(shè)別上直接初始化之際的交易密碼，也可以登錄一卡通統(tǒng)一門戶重置自己的交易密碼。一卡通支付中心將向支付服務(wù)提供商發(fā)出支付請求。當(dāng)支付請求被兌現(xiàn)之后，商家可以交付商品。整個交易過程快捷，可以在5-10s內(nèi)完成。大大方便了游客。（2）公共交通服務(wù)模塊出行交通，是旅游的必備環(huán)節(jié)，任何旅游都無法避免這個部分。方便、快捷的交通，將讓游客的旅途變的更加愜意，同時提升地區(qū)的旅游形象。當(dāng)今社會下，公共交通占了很大的比重，將公共交通服務(wù)功能加入到一卡通系統(tǒng)，勢在必行，讓游