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

山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文山 東 科 技 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)論文基于RFID的旅游一卡通應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析學(xué) 號(hào)： 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(jí)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(huì)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(shí)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(shí)出行時(shí)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(huì)是一個(gè)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(duì)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(fèi)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(gè)子功能模塊，積分與消費(fèi)管理子系統(tǒng)下設(shè)個(gè)子功能模塊，增值服務(wù)管理子系統(tǒng)下設(shè)個(gè)子功能模塊。各功能模塊通過后臺(tái)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(duì)一卡通系統(tǒng)的各功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，同時(shí)也對(duì)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(jì)。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(gè)平臺(tái)之上，真正實(shí)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(shí)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(dòng)識(shí)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(shí)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(jì)與實(shí)現(xiàn)234.1 智慧旅游一卡通系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)234.2 智慧旅游一卡通子模塊單元設(shè)計(jì)244.2.1 管理子系統(tǒng)244.2.2 消費(fèi)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(jì)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(dòng)系數(shù)大，就業(yè)機(jī)會(huì)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(dòng)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(shí)對(duì)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(dòng)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(shì)所趨。智慧旅游讓旅游者能夠主動(dòng)的感知到旅游活動(dòng)、旅游經(jīng)濟(jì)等方面的信息資源。第一時(shí)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(shí)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(shí)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(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)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(gè)國家放在戰(zhàn)略性發(fā)展的位置，從而得到了全面的推動(dòng)和發(fā)展。日本、美國、歐盟本的多個(gè)國家都分別制定了自己的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃，例如IJPN計(jì)劃、智慧地球計(jì)劃、物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃等。目前，我國物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)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(shí)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(huì)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(shí)別系統(tǒng)、計(jì)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(gè)平臺(tái)上，從而使公交車輛的調(diào)度效率大幅度提高，同時(shí)還能對(duì)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(duì)公交系統(tǒng)進(jìn)行精確的管理，也讓公交系統(tǒng)的運(yùn)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(fèi)系統(tǒng)、校園商店消費(fèi)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(shí)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(cè)設(shè)備與監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)庫直接連接起來，同時(shí)利用了很多無線技術(shù)、視頻通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)和手段，實(shí)現(xiàn)了可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)前端情況，并能夠傳回后臺(tái)自動(dòng)完成分析，并且能夠自動(dòng)發(fā)布監(jiān)測(cè)結(jié)果的功能。從而實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。目前該物聯(lián)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用，已經(jīng)在多地得到實(shí)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(shí)別技術(shù)從上世紀(jì)60年代發(fā)展到現(xiàn)在，走過了一個(gè)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(xiàng)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(diǎn)集中在中高頻部分，于此同時(shí)超高頻技術(shù)也受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾?。?）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(dòng)RFID的應(yīng)用，同時(shí)也制定了推動(dòng)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(shí)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(shí)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(chǎng)還有一定的市場(chǎng)；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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)上有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)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(gè)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(shí)現(xiàn)國家旅游業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，一個(gè)階段性任務(wù)就是要爭(zhēng)取用10年左右的時(shí)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(dòng)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(tái)，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(duì)“智慧旅游城市”試點(diǎn)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(tái)市、洛陽市、無錫市、常州市、南通市、揚(yáng)州市、鎮(zhèn)江市、武夷山市18個(gè)國家智慧旅游試點(diǎn)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(jì)劃”2006年，推出“智慧國2015計(jì)劃”，確立“智慧化立國”發(fā)展理念，全面實(shí)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(tái)，開發(fā)了“i Tour Seoul”掌上移動(dòng)旅游信息服務(wù)平臺(tái)。通過網(wǎng)站和移動(dòng)手機(jī)網(wǎng)站 來進(jìn)行旅游咨詢服務(wù)。（2）比利時(shí)“標(biāo)識(shí)都市”項(xiàng)目比利時(shí)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(shí)都市”(TAGTAGCITY)項(xiàng)目，使布魯塞爾成為世界上第一個(gè)數(shù)碼移動(dòng)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(shí)”技術(shù)為基礎(chǔ)，讓游客通過聲光與影像，“親身”體驗(yàn)被遺忘的歷史時(shí)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(shì)，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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)功能對(duì)一卡通對(duì)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(duì)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(jì)原則，對(duì)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(jì)，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元功能子模塊，包括發(fā)行與管理子模塊，積分與消費(fèi)子模塊，增值服務(wù)管理子模塊。第五章 總結(jié)與展望，對(duì)本文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)并對(duì)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(jià)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(jià)值。RFID描述系統(tǒng)使用無線電波來傳遞對(duì)象的身份。使用RFID識(shí)別物體的方法有好幾種，但最常見的是存儲(chǔ)的ID或序列號(hào)，連同其它信息來標(biāo)識(shí)一個(gè)特定的產(chǎn)品上的標(biāo)簽的。它是將一個(gè)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(hào)，軟件系統(tǒng)可以進(jìn)一步的處理這些數(shù)字信號(hào)。通常當(dāng)識(shí)別器讀到一個(gè)標(biāo)簽信息是，它通常會(huì)給主機(jī)傳遞3個(gè)東西：標(biāo)簽ID，接收器自身ID，讀到標(biāo)簽的具體時(shí)間。公司通過每個(gè)識(shí)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(shí)間，可以知道時(shí)刻判斷它的位置，包括之前到過的位置。2.1 RFID工作原理識(shí)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(gè)無源的RFID標(biāo)簽從識(shí)別器產(chǎn)生的電場(chǎng)中獲取能量，同時(shí)驅(qū)動(dòng)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(shí)別器，識(shí)別器又將這些信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。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(gè)完整的RFID系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成：RFID標(biāo)簽轉(zhuǎn)調(diào)器、RFID識(shí)別器、RFID中間件、RFID軟件應(yīng)用。這里需要說明一下天線。因?yàn)闊o線電波接收和發(fā)送都是通過天線來完成的。對(duì)于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，天線被分級(jí)設(shè)計(jì)用來輻射、收集無線電波能量。所以對(duì)天線來說，其的主要功能就是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成無線信號(hào)，同時(shí)也可以講收集到的無線信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。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(gè)微芯片，將其放在靠近物體的旁邊就能被識(shí)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(hào)。當(dāng)讀寫器發(fā)送適當(dāng)?shù)臒o線電信號(hào)的標(biāo)簽，反映能源給識(shí)別器，使標(biāo)簽?zāi)茏R(shí)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(huì)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(dòng)微芯片的電路，并且給識(shí)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(shí)是移動(dòng)的，這樣有源標(biāo)簽可以采用主動(dòng)的認(rèn)證。其工作頻段在455MHz，2.45G或者5.8G，它的有效被識(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)，它能像有源標(biāo)簽一樣，使用電池來驅(qū)動(dòng)芯片電路，但交換信息時(shí)是從識(shí)別器上獲得能量，通常處于休眠狀態(tài)直到被某一識(shí)別器喚起，這一點(diǎn)又很像無源標(biāo)簽。2.2.2 識(shí)別器要獲得RFID標(biāo)簽儲(chǔ)存的信息，需要一個(gè)閱讀器。一個(gè)典型的閱讀器是含有一個(gè)或者多個(gè)可以無線發(fā)射或者接受的無線電波的移動(dòng)設(shè)備。無線電波轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，閱讀器將此數(shù)字信號(hào)傳遞給計(jì)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(gè)磁場(chǎng)。標(biāo)簽從這磁場(chǎng)中收集能量，并靠這個(gè)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?。這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(gè)標(biāo)簽上寫入數(shù)據(jù)，如銷售的項(xiàng)目，或清空托盤，或指定一個(gè)代碼來表示貨物已經(jīng)離開了一個(gè)倉庫并運(yùn)往一個(gè)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(chǔ)，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(shí)。因此，很多組織正在積極努力開發(fā)一個(gè)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(gè)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€(gè)適當(dāng)?shù)奈恢茫瑫r(shí)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(shí)的通知到應(yīng)用程序。對(duì)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(gè)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(jì)劃表、標(biāo)簽表、閱讀器表、門戶表、企業(yè)IT系統(tǒng)，例如計(jì)費(fèi)、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(duì)于軟件而言只需要代碼級(jí)別的改動(dòng)。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(yùn)標(biāo)簽的交叉引用標(biāo)簽，含有位置標(biāo)簽的裝運(yùn)標(biāo)簽或者標(biāo)記時(shí)間標(biāo)記，預(yù)計(jì)貨物到達(dá)的時(shí)間。他們可以存儲(chǔ)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(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用程序，一個(gè)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(dòng)和被動(dòng)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(fèi)的時(shí)間。2.3 RFID標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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?cè)谶^去過得數(shù)十年中已經(jīng)花費(fèi)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(dòng)識(shí)別和項(xiàng)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(shí)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(dòng)識(shí)別中心和EPC標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)識(shí)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(dòng)化識(shí)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(shí)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?yàn)闃?biāo)簽需要一次性（制造商把標(biāo)簽在產(chǎn)品運(yùn)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(yùn)行在超高頻段，因?yàn)橹挥谐哳l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(gè)船塢門。自動(dòng)識(shí)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(gè)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(chǔ)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(jià)值。RFID技術(shù)是目前被應(yīng)用于諸如：（1）資產(chǎn)跟蹤公司會(huì)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(shí)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(yùn)輸錯(cuò)誤，并降低勞動(dòng)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(fèi)；支付三餐的外賣窗口；支付公交、地鐵和火車等交通費(fèi)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(shí)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(dòng)式標(biāo)簽在一個(gè)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(jì)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(shí)別器、標(biāo)簽、中間件和軟件應(yīng)用。本章節(jié)同時(shí)介紹了RFID的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：ISO標(biāo)準(zhǔn)和自動(dòng)識(shí)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(shí)現(xiàn)在旅行社、酒店、景點(diǎn)等場(chǎng)所完成身份識(shí)別、消費(fèi)等服務(wù)，從而為游客省去了攜帶個(gè)人身份證和現(xiàn)金的麻煩。整個(gè)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(shí)現(xiàn)。卡的種類包括實(shí)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(duì)智慧旅游一卡通需要實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。對(duì)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(gè)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(duì)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(shí)校園卡一卡通區(qū)別并不是很大，不同之處在于，把一個(gè)校園的應(yīng)用，擴(kuò)大到一個(gè)更大的范圍景區(qū)的旅游系統(tǒng)上去了。3.1.2 實(shí)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(chǎng)，同時(shí)提升旅游形象，建設(shè)旅游一卡通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)如下的功能：（1）旅游一卡通系統(tǒng)能實(shí)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(gè)不可回避的環(huán)節(jié)。順暢的交通，將會(huì)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)直接刷卡進(jìn)景區(qū)，大大減少了旅客到景區(qū)排隊(duì)買票時(shí)間，方便游客。同時(shí)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(yùn)信息平臺(tái)。（4）旅游一卡通系統(tǒng)應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證功能一卡通中，應(yīng)該包含了持卡人個(gè)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(shí)游客在進(jìn)去也可以實(shí)現(xiàn)“電子簽到”、“電子點(diǎn)名”的功能，方便導(dǎo)游團(tuán)隊(duì)的管理。自動(dòng)點(diǎn)名計(jì)數(shù)功能，使導(dǎo)游管理團(tuán)隊(duì)的手段更加科學(xué)化、人性化，通過讀卡設(shè)備可以自動(dòng)清點(diǎn)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(fèi)，購買商品，紀(jì)念品。也可以在景區(qū)內(nèi)進(jìn)行娛樂消費(fèi)。（6）旅游一卡通系統(tǒng)應(yīng)該可以實(shí)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(shí)景區(qū)可以及時(shí)統(tǒng)計(jì)游客的數(shù)量；自動(dòng)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(fèi)活動(dòng)；用戶可以方便的登錄一卡通系統(tǒng)查看自己的消費(fèi)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(tái)數(shù)據(jù)庫，及時(shí)得到景區(qū)游客的實(shí)時(shí)數(shù)量，同時(shí)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(shí)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(jì)智慧旅游一卡通系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮各個(gè)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(shí)，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(jì)時(shí)，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(fèi)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(cái)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(gè)子系統(tǒng)組成，通過智慧旅游服務(wù)卡串接各個(gè)子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間可以實(shí)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(duì)傳統(tǒng)的系統(tǒng)串接進(jìn)行了改進(jìn)，使其各個(gè)子系統(tǒng)能夠進(jìn)行無縫的集成，從而是一卡通平臺(tái)的應(yīng)用更加的靈活。各個(gè)子系統(tǒng)都是通過一卡通這個(gè)平臺(tái)來實(shí)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(fèi)，同時(shí)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(fèi)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(chǔ)著持卡人的個(gè)人基本信息，以幫助實(shí)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(shí)際情況，發(fā)行自己的特色旅游卡。（2）消費(fèi)子系統(tǒng)消費(fèi)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了游客的積分消費(fèi)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(duì)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(fèi)之后，相應(yīng)的資金直接在數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫的個(gè)人賬戶上扣除。電子錢包，相對(duì)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(dòng)的設(shè)備上的消費(fèi)，因?yàn)樽x卡器處于不斷移動(dòng)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(shí)又要求必須在很短時(shí)間內(nèi)完成交易過程。但消費(fèi)時(shí)，消費(fèi)金額直接在卡上扣除。例如類似于公交卡。個(gè)人積分服務(wù)，其實(shí)是一種獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，游客每次刷卡消費(fèi)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(shí)，游客可以領(lǐng)取一定的獎(jiǎng)勵(lì)，如旅游紀(jì)念品或者免費(fèi)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(shí)游客也可以通過登錄一卡通超級(jí)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(shí)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(gè)市、地區(qū)不同的公交系統(tǒng)之間實(shí)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(shí)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(dòng)點(diǎn)名計(jì)數(shù)功能，使導(dǎo)游管理團(tuán)隊(duì)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(jì)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(fèi)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(xiàng)出游數(shù)據(jù)，如線路情況、消費(fèi)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(gè)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(chǔ)，處理。并為用戶提供安全、快捷的查詢，存儲(chǔ)服務(wù)。因此數(shù)據(jù)中心核心數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)將對(duì)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(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)間成本大幅度降低。基于B/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(gè)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(shí)還降低了成本，提高了系統(tǒng)擴(kuò)張性，所點(diǎn)了開發(fā)周期。另一個(gè)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(shí)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(tái)發(fā)出相應(yīng)請(qǐng)求，同時(shí)還可以將后臺(tái)的相應(yīng)結(jié)果顯示輸出給用戶。后臺(tái)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(qǐng)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(shí)體，可以響應(yīng)前臺(tái)的HTTP請(qǐng)求。當(dāng)前端有事務(wù)請(qǐng)求發(fā)送到WEB服務(wù)器時(shí)，首先服務(wù)器自身處理，有數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，將數(shù)據(jù)請(qǐng)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(chǎng)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(shí)，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(qǐng)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(huì)影響上都大得多。其涉及到很多大量財(cái)物的流通，例如銀行轉(zhuǎn)賬、在線支付等敏感問題，其各個(gè)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(gè)能在全省工作的龐大項(xiàng)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(gè)人體的所有記憶力，一旦失去記憶力，但整個(gè)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(shí)無故障的運(yùn)作，為前臺(tái)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(huì)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(shí)別工作要做好，不能出現(xiàn)用戶A刷卡消費(fèi)，讀卡器誤認(rèn)為是用戶B在消費(fèi)，從而造成在數(shù)據(jù)庫中用戶賬號(hào)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(shí)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(chǔ)：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(gè)范圍的讀卡器應(yīng)該配備一個(gè)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(gè)人的基本信息以及一些金融交易消費(fèi)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(gè)電容扇區(qū)組成，但其中的一個(gè)扇區(qū)出現(xiàn)問題時(shí)候，卡片應(yīng)該具備將一個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)移植到另一個(gè)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?，并且能采用多種加密算法，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(hào)，應(yīng)該避免多張RFID卡公用同一個(gè)ID號(hào)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(chǔ)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(shí)，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(huì)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(jì)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(shí)，為了確保系統(tǒng)的安全性，都應(yīng)該對(duì)用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，同時(shí)對(duì)其訪問權(quán)限應(yīng)該加以嚴(yán)格管理控制。（2）身份驗(yàn)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(gè)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(xiǎn)，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(dòng)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(cè)系統(tǒng)能夠用在一卡通系統(tǒng)中，那將會(huì)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(gè)方面分別作了詳盡的需求分析研究；對(duì)一卡通系統(tǒng)的子系統(tǒng)，管理子系統(tǒng)、消費(fèi)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(shí)現(xiàn)的功能。第四章 智慧旅游一卡通的設(shè)計(jì)與實(shí)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(chǎng)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(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，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(fèi)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(cái)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(jì)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(diǎn)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(dòng)的）、天線、條形碼打印機(jī)、UFH標(biāo)簽等。這一層，游客切實(shí)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(shí)別處理的有用數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)類似于數(shù)字信號(hào)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(gè)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(huì)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(gè)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(shí)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(jì)4.2.1 管理子系統(tǒng)（1）發(fā)行管理具體設(shè)計(jì)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(gè)人信息等數(shù)據(jù)等。發(fā)卡中心有權(quán)限直接對(duì)初始化數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新。申請(qǐng)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(duì)申請(qǐng)者身份進(jìn)行認(rèn)證請(qǐng)求，當(dāng)身份有效時(shí)，則進(jìn)入下一步數(shù)據(jù)初始化環(huán)節(jié)，并同時(shí)將申請(qǐng)者的個(gè)人信息加入到一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)用戶可以設(shè)置自己的個(gè)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(gè)人信息；當(dāng)驗(yàn)證失效時(shí)，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(duì)一卡通中的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化。初始化分為幾個(gè)模塊，發(fā)卡銀行將向發(fā)卡銀行數(shù)據(jù)庫發(fā)出請(qǐng)求，初始化個(gè)人銀行數(shù)據(jù)，即為用戶產(chǎn)生一個(gè)新的個(gè)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(gè)新的公交卡用戶賬號(hào)；連接一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，讀入用戶的基本個(gè)人信息和卡片信息。例如ID標(biāo)簽號(hào)等。其中每個(gè)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(gè)人信息管理具體設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)自己的消費(fèi)記錄進(jìn)行查詢，對(duì)于已經(jīng)游覽過的景區(qū)，用戶可以對(duì)該景區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)或舉報(bào)違規(guī)行為，評(píng)價(jià)和建議將上傳至數(shù)據(jù)庫，為其他游客提供參考，舉報(bào)的內(nèi)容經(jīng)有關(guān)部門核實(shí)后，將對(duì)景區(qū)或商戶進(jìn)行處罰。4.2.2 消費(fèi)子系統(tǒng)（1）消費(fèi)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(fèi)。這些消費(fèi)的特點(diǎn)是，讀卡器基本上是固定的，不會(huì)移動(dòng)。在線支付的情況下，一卡通只是作為一個(gè)身份認(rèn)證的工具，當(dāng)系統(tǒng)持卡在讀卡器上消費(fèi)時(shí)候，機(jī)具首先完成對(duì)一卡通卡片的識(shí)別，完成識(shí)別之后，對(duì)應(yīng)的卡片信息和消費(fèi)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(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中扣除消費(fèi)金額并將余額發(fā)送給讀卡器終端，顯示出來。相對(duì)于的另一種情形，可能讀卡器是處于不斷的運(yùn)動(dòng)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(fèi)”，即人們常說的“電子錢包”。這種業(yè)務(wù)特點(diǎn)的特點(diǎn)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(shí)又要確?？焖俚耐瓿山灰椎氖聞?wù)。為此在一卡通的一個(gè)扇區(qū)需要存放余額信息，在刷卡消費(fèi)的時(shí)候，機(jī)具對(duì)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(shí)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(fèi)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(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖4.2所示：圖4.2 智慧旅游一卡通消費(fèi)流程從上圖可以看出，支付處理中心是這個(gè)在線支付處理最關(guān)鍵的部分，它將連接系統(tǒng)的每個(gè)實(shí)體，最終為前臺(tái)終端提供支付處理服務(wù)。于此同時(shí)，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(shí)現(xiàn)了消費(fèi)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(yùn)營實(shí)現(xiàn)。支付服務(wù)提供商將負(fù)責(zé)后臺(tái)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(gè)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(gè)部分。a）對(duì)消費(fèi)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(fèi)時(shí)，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(huì)向一卡通支付服務(wù)中心發(fā)送身份認(rèn)證請(qǐng)求，來驗(yàn)證次消費(fèi)者游客的身份是否合法；當(dāng)一卡通服務(wù)服務(wù)中心對(duì)游客身份完成認(rèn)證之后，會(huì)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(fèi)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(shí)，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(jià)格信息。消費(fèi)者刷卡進(jìn)行消費(fèi)，首先經(jīng)過一卡通支付服務(wù)中心的身份驗(yàn)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(qǐng)求支付操作。一卡通支付中心將作出相應(yīng)，通知消費(fèi)者進(jìn)行支付操作。如果消費(fèi)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(shí)要求消費(fèi)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(yàn)證。為了交易的安全性，所有的在線支付都需要輸入密碼驗(yàn)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(qǐng)求。當(dāng)支付請(qǐng)求被兌現(xiàn)之后，商家可以交付商品。整個(gè)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(gè)部分。方便、快捷的交通，將讓游客的旅途變的更加愜意，同時(shí)提升地區(qū)的旅游形象。當(dāng)今社會(huì)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(shì)在必行，讓游