基于USB 接口技术的智能IC 卡燃气收费管理系统的设计摘要本文详细介绍.pdf

基于USB 接口技术的智能IC 卡燃气收费管理系统的设计 摘 要 本文详细介绍了智能型IC 卡燃气预付费计算机管理系统的结构组成、硬件配置、软件设计、 IC 卡燃气表以及IC 卡等相关内容。通过应用实践表明，该系统能够较好的实现目前燃气行 业所提出的燃气收费管理功能，较好解决用户使用和燃气管理的现状。 关键词：USB 接口，智能IC 卡，燃气收费管理系统 一、引言 近年来，随着信息技术的高速发展，智能型电表，水表相继进入家庭，给物业管理部门和家 庭用户带来了极大的方便，而燃气计量表的发展相对比较缓慢，大部分地区依然采用传统的 机械式燃气表，采用人工上门抄表，用户再去交费的方法进行管理，因此，这种管理模式存 在的上户难、效率低、时间长、拖欠气费、安全性等问题仍然没有得到有效的解决。随着国 家“西气东输”计划的正式启动和国家“金卡工程” 的深入开展，管道煤气已成为城镇居民的主 要生活用燃料，于是燃气销售管理部门和城镇居民迫切要求改变目前这种相对原始的收费管 理方式，因此，各种智能型燃气计费管理系统应运而生，本设计提出的智能型IC 卡预付费 计算机管理系统是一种实用的解决方案，同时并全面的给出了智能型IC 卡燃气表设计和实 现方案，此外还对智能型IC 卡燃气表设计进行了调研及生活实践试用的可行性。 二、智能IC 卡燃气收费管理系统设计结构与功能 整个系统分为两个部分：IC 卡燃气表预收费管理系统和IC 卡燃气表本身。系统的信息流程 结构如图1 所示,主要由发卡、售气、用气三个环节组成。单整个信息流程由三个子网组成： 用户终端网由IC 卡燃气表组成，主要完成燃气的自动计量和计费；售气网主要由各售气节 点和售气终端组成，主要完成 IC 卡预收费功能，这一部分的设计应当比较灵活， 以适应 于各种城市燃气用户的不同情况，对于售气终端可以是银行的代收费网点、城市燃气公司 的收费网点、小区物业代收费网点和流动POS 终端；管理中心网主要负责用户、卡片和安 全信息的集中管理。IC 卡的关键流通环节是发卡、售气节点和气表终端，建立多种形式的 售气方式利可靠的安全机制，是允分发挥IC 卡优势的关键。 图1 智能IC 卡燃气收费管理系统信息流程图 （一）IC 卡燃气表预收费管理系统 这一部分属于系统软件部分，主要功能是对于整个城市或者某个地区的IC 卡预收费业务的 管理。其主要功能包括以下几点： (1) 管道用户管：包括用资料的录入、修改、查询和删除。 (2) 售气的管理：包括正常售气、补气、退气和售气记录的各种查询。 (3) 报表的管理：包括各种业务的同报表，月报表和年报表。 (4) IC 卡的制作和管理：包括用户卡和各种工具卡的管理。 (5) 系统安全管理：包括各种密钥和密钥发布的管理。 (6) 系统权限和日志管理。 预收费管理系统的软件体系结构根据系统数据流程来进行设计，针对于不同的子网模式设 计不同的软件版本，例如针对于小区用户的单机版本和针对于城市银行联网售气的网络版 本。 （二）IC 卡智能燃气表 这一部分属于系统的硬件部分，主要功能是完成IC 卡燃气表的充值、燃气表的自动计量和 计费。IC 卡燃气表是一种机电一体化智能仪表，是在膜式燃气表基础上加装IC 卡计费器构 成，其中的计费器由单片微处理器、IC 卡读写器、传感器和执行机构组成。主要功能如下： (1) 计量功能：正常使用的情况下，通过传感器，完成燃气使用的计量，计量的精度不低 于基表的精度。 (2) 显示功能：显示屏能够显示5 位数字+5 位汉字+常显示小数点，用于显示剩余气量和其 它提示信息。 (3) 提示功能：当剩余气量为零或者小于某一设定值、电池电量不足、IC 卡使用错误时，指 示灯亮，液晶屏显示相关提示信息。 (4) 关阀功能：在电源断电、电池电量不足、IC 卡读写错误、气量使用完毕等情况下， 阀 门自动关闭。 (5) 防窃气功能：如有窃气行为，指示灯亮， 自动关闭阀门。 (6) IC 卡燃气表采用电池供电， 电池使用时间必须达到一年以上。 (7) IC 卡采用卡号与专用SAM 安全模块互相认证，一表一卡，不能互换，保证系统的安全 性。 以上是对整个系统的需求分析，可见系统包括软件和硬件两部分，这两部分的设计开发工 作可以同时进行，它们之间的接口是IC 卡的数据格式、功能定义和数据加密方式的定义，这 一部分的工作非常关键，应当提前进行。下面对这两部分的设计方法进行设计。 三、IC 卡燃气管理系统 IC 卡燃气表收费管理系统是一个采用了分布式客户机／服务器体系结构的网络数据库应用 程序，它由安放在燃气公司的数据库服务器和各