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發展中國特色的“一卡通”

來源:數字音視工程網        編輯:數字音視工程    2013-01-06 10:11:10     加入收藏    咨詢

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  “一卡通”是中國信息業發展的產物,但其范圍只能局限在某一區域,是否能甚至有必要實現真正理想的“一卡通”,是值得探討的問題。本文還探討了讀卡器、控制器、門鎖的主流技術及各自之間的關系。

  一卡通的發展過程

  所謂的“一卡通”在不同的應用領域有其特定的含義,通常是指在某一區域內,一張卡可實現門禁、考勤、巡更、停車場、消費、電梯和出入口控制等功能。

  “一卡通”在國外并沒有這種說法,它起源于中國上世紀九十年代中期,是隨著信息革命的到來而發展起來的產物。市場上最初出現的是磁卡、條碼卡、凸字卡,其中以磁卡的流通最為廣泛,隨后由于芯片技術的發展,IC卡開始被廣泛應用,它比之前的產品保密性更好、容量更大、更具通用性。但從之前的各式各樣卡到后來的IC卡,均屬于接觸性卡,其接觸性原理使卡片很容易耗損,儲存信息較易丟失。

  隨著技術的發展,國外市場上出現了非接觸性ID卡,它采用了RFID射頻識別技術,其所提供的功能遠遠超越了磁條碼,在卡內安裝有線圈,采用RF原理工作,卡與讀卡器通過射頻感應來識別,無須接觸,避免了因磨損而帶來降低售命、丟失信息等問題。非接觸式ID卡的出現,為卡片識別技術提供了革命性的解決方案。但由于ID卡只能讀的限制,國外一些高科技企業又研制出可讀可寫的非接觸式IC卡,結合非接觸性感應卡的優點,它具有儲存信息的功能,以RF技術為基礎,結合IC卡技術,解決了卡使用中無源和免接觸的難題,是讀卡技術的一大改革。

  接觸性卡與非接觸性卡的有所區別,其比較見表1。磁卡最大的優點是成本低,但其保密性較差,易磨損,它因為較早出現在市場上,已被金融系統廣泛應用于銀行的提款卡、信用卡,為讀這些卡全世界已安裝有為數可觀的ATM提款機及金融卡、信用卡的讀卡機,磁卡的這一應用市場在短期內還不會被替代,此外因為成本低,一些住宅小區、酒店還在使用磁卡;接觸式的IC卡容量大、安全性較高、可讀可寫,但需插卡、成本高、且易磨損、易受靜電干擾,主要用在酒店、旅游景點、校園、辦公大樓等領域,以及使用在資訊方面的電子商務、電子銀行、網絡認證、電子簽章等,還有會員卡、醫保卡、駕照等;非接觸式ID卡保密性高、刷卡快、壽命長,可脫機及聯機工作,但只能存一組數據,不能寫信息;非接觸式IC式具有容量大、保密性較高、刷卡快、不易被磨損、可脫機工作、可讀取和寫信息等優點,但成本高,目前已被廣泛應用在智能小區、公交系統、辦公大樓等領域。

  “一卡通”的應用

  目前市面上流通的非接觸性IC卡有低頻125kHz的感應卡、采用高頻13.56MHz MIFARE技術的非接觸智能卡、感應及非接觸智能卡、感應及維根卡,各自的容量和技術有所區別。隨著網絡的迅猛發展,網絡化的智能“一卡通”也已經走入市場,可實現數據共享、實時監控、遠程監控、中央管理等功能,操作簡單。就目前市場趨勢來說,非接觸性IC卡因為壽命長、儲存量大,已逐漸成為市場的主流。雖然非接觸式卡已成為市場發展的趨勢,但根據各應用領域的實際需要不同,所使用的卡的種類也有區別,如為什么身份證不用ID卡、磁卡,因為身份證需要存儲出生年月日、地址等信息,而ID卡、磁卡只是一個號碼,不能存儲信息;公交車卡為什么要用非接觸式IC卡?因為接觸式卡讀卡時間長,使用在公交系統不方便,而非接觸式ID卡又不能寫信息,所以一定要選用非接觸式IC卡。因為病歷的儲存量大,目前國外已采用一種叫閃存(Flash Memory)的儲存體將病人的資料、過往病歷都儲存在內,這樣只需要一張閃存,患者即使到不同的醫院就診都可以清楚知道過往病歷,由于病歷資料之大是IC卡無法做到的,所以要采用容量更大的閃存來儲存。因此不同的卡仍然有各自的市場。同時,“一卡通”的“卡”不一定以卡片的形式出現,它可以是鑰匙圈、銅板或其它的外形等,如廣州的地鐵便使用塑膠硬幣進行讀卡。

  理想的“一卡通”

  “一卡通”由于其便利性,現在已越來越被接受,多應用在政府機關、商業大樓、智能小區、校園、大型企業、高速公路收費系統等,門禁、考勤、巡更、停車場、消費等是最常用的功能。中國的“一卡通”只是實現了狹義上的意義,即持卡者只能在某一應用領域內實現上述所說的多種功能,如在校園、小區、工廠、商業大樓等區域實行“一卡通”,但理想的“一卡通”,應做到跨不同應用領域同時可兼容多個系統的功能,如果實現了理想的“一卡通”,身上便不需要攜帶幾張甚至十幾張各種用途的卡,提款卡、信用卡、公交卡、公司的考勤卡等等名目繁多的卡都可以集中在同一張卡上,攜帶、使用方便,一張卡可以集乘車、購物、出入辦公室、電梯、借書等等功能于一身,在各個應用領域流通,可為生活、工作帶來諸多便利,同時也方便管理。

  但實際上“一卡通”能否真正可行呢?這涉及到不同領域的經營者與經營者、管理者與管理者以及經營者與管理者間的經濟利益問題,中間將牽涉到許多繁復的財務結算手續。且不同應用領域對卡的需求是不一致的,如公交車卡需要可讀可寫的非接觸式IC卡,但如果銀行的提款卡也采用非接觸式IC卡,除了成本高外,非接觸式IC卡相對于接觸式IC卡安全性較低些。此外,不同領域間安全性能否確保也是一個問題,如乘公交車讀卡時卡里的銀行資料是否會泄露在公交系統的領域中,也值得考慮。隨著產業的發展,一些國外的大廠商已能將卡進行整合,研制出集非接觸智能芯片、感應、接觸智能芯片、磁條于一體的卡,這種卡可被不同的讀卡機解讀,從而在技術上解決了上述的問題。若能解決管理者的意識和管理制度,理想的“一卡通”在中國應該是可行的。

  為便利起見,市場上的出現了應用于小額消費的IC卡,此種卡可儲值,使用非常方便,可用于自動販賣機、公共停車場、IC電話、便利店、高速公路收費等,它以城市為單位,可進行小額消費,具有不用帶零錢及找零錢的便利,同時還可避免逃票、吃票的舞弊現象,臺北的悠游卡、香港的八達通便是小額消費的IC卡。由于使用便利,這種功能的IC卡將具有很大的發展市場。

  “一卡通”為日常的工作、生活帶來了許多方便,但“一卡”的危險是丟失了一張卡便等于所有的卡都丟失了,但“一卡”也是好處,因為丟了一張卡,只需到一個補辦點辦理便可,若丟了錢夾,失去的是幾張甚至十幾張卡,要到不同的點補辦這些卡,也是一項相當繁復的手續。

  生物識別與“一卡通”

  目前市場上生物識別技術主要有指紋、掌形、虹膜等,其中數指紋識別技術最常用,生物識別技術保密性高,生物特征不會丟失,但辨識設備成本高,且對于殘疾人士便不能使用。卡相對具有成本低,流通性廣等優點,但同時又容易丟失或被冒用。既然生物識別具有這樣的優點,它會否取代卡?兩者的競爭與合作如何?從安全性和便利性來講,生物識別的出現對卡確實是一個威脅,但由于其成本高,在一些對保密性要求不高的應用領域如辦公室、校園、工廠甚至家庭,便不一定需要使用到生物識別系統,所以目前市場仍然以卡為主流。但當生物識別的成本降低到家家戶戶都能使用的時侯,它便會逐漸取代卡的市場。目前市場上已應用有卡結合生物識別讀取的辨識技術。卡只能辨識“你是不是誰”,可以授權,而指紋可以辨識“你是誰”,防止冒用,所以在一些特別需要保密的地方如軍庫、金庫等,將卡結合指紋進行使用,便可杜絕冒充的現象。

  讀卡器、控制器的主流技術

  讀卡器和控制器是門禁系統的重要組成部分,讀卡器負責讀取卡的數據信息,并將信息送到門禁控制器。門禁控制器負責整個系統輸入、輸出信息的處理和儲存、控制等。目前市場上讀卡器的主流技術不離Mifare、EM、Legic等,廣義上也包括指紋、掌形等生物識別技術,但主要仍然以Mifare為主,生物識別受到應用領域及使用成本的限制,還不能被廣泛應用,所以這里談的讀卡器還是指卡的識別儀,不包括生物識別方面(有關生物識別的進一步認識,請查閱本刊第52期)。目前國內的門禁控制系統通常采用RS232、RS485、維根等通訊方式,但隨著網絡的普及應用,國際及國內市場都開始采用TCP/IP協議,這種協議技術含量高,很容易實現網絡控制或異地控制,將成為門禁控制器的主要通訊方式。國外廠商一般具有自己自行開發的整套門禁系統,包括卡、讀卡器、門禁控制器,通常有自己的通訊方式和標準,但國內能夠自行開發生產整套系統的廠家不多,有的廠家只生產卡,有的廠家只生產讀卡器和門禁控制系統,所以為了擴大市場,幾乎所有國內廠家的讀卡器都可以兼容其他廠家的卡和控制系統,而控制系統也能兼容其他品牌的讀卡器,這雖然在系統集成上容易兼容,但穩定性卻相對低些。

  門鎖的技術和種類

  門鎖是門禁系統中的執行部件。根據門的材料、出門要求等不同,可選取不同的鎖具。為了解決傳統門鎖的各種問題,出現了電子磁卡鎖、電子密碼鎖,這兩種鎖的出現從一定程度上提高了人們對出入口通道的管理程度,使通道管理進入了電子時代。門禁系統的門鎖部分均為電子鎖,電子鎖分為電子磁卡鎖和電子密碼鎖兩種,近來市場上還出現了電控鎖和電插鎖。磁卡鎖是通過磁條來讀取信息的,電子密碼鎖則通過在讀卡器上輸入密碼來開啟。電子磁卡鎖的信息容易復制,易磨損;密碼鎖的密碼容易泄露,安全率很低。電子鎖由于其安全限制,所以應用也不廣泛,還沒發展到成熟期。電子鎖的核心技術包括兩方面,一是選取磁力、電動拉力的均衡點;二是材料的純度,其中日本的矽鋼片是制造電子鎖純度較高的材料。

  各組成部分之間的關系

  整個門禁系統由卡、讀卡器、門鎖、控制器組成,較大的系統還安裝有服務器。卡是門禁系統中一個寫入及讀取資料的介質,讀卡器一般可支持多種標準的卡,卡與讀卡器是配套的,如接觸式卡配接觸式讀卡器,但當需要升級或在多種系統的環境下時,才會考慮整合不同的技術在同一套系統中,但成本相對會提高。卡通過讀卡器讀取信息進行辨識并寫信息,讀卡器對卡的資料進行識別后傳輸到控制器,控制器是整個系統的核心部分,一個控制器可以控制幾個到數十個門。讀卡器和控制器之間通常采用RS232、RS422、RS485、Wiegand等多種通訊方式,主流產品以Wiegand26Bit通訊居多。帶有服務器的系統,控制器還負責將信息傳輸到服務器作儲存。每個讀卡器都配備有一把門鎖,執行系統的操作命令。隨著網絡技術的發展,整個系統可進行聯網操作。

  結語

  隨著信息產品的深入應用,各種卡將被越來越多的應用于各個領域,“一卡通”將被應用在更多的領域,理想的“一卡通”在中國是否可行仍值得探討。在技術上是可以做到“一卡通”的,且現在卡的成本也正在下降到一個可以被廣泛接受的價格,關鍵在于管理者、管理制度阻礙了“一卡通”的發展,要實現理想的“一卡通”,還需要國家有關部門進行管理,管理者、經營者也需要改變其心態,只有這樣理想的“一卡通”才可以在中國推行。

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