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数字化城市与卡通的实现

2019年07月03日 栏目:旅游

数字化城市与e卡通的实现一、概述 随着各地经济建设的高速发展,信息化建设和城市管理现代化越来越摆到重要的议事日程,而计算机及络技术和IC

数字化城市与e卡通的实现

一、概述 随着各地经济建设的高速发展,信息化建设和城市管理现代化越来越摆到重要的议事日程,而计算机及络技术和IC卡技术的广泛应用,又为此提供了可能,据不完全统计,截止2002年年底,我国已有700个地级以上城市实现了城市公共交通的IC卡收费,19个以上的省会城市实现了社会保障体系和医保体系的IC卡管理,累计发行交通卡1717万张,社会保障卡(医保卡)3780万张。这些城市的成功实践,初步实现了“一卡在手,出门无忧”。 建设数字化城市是城市通卡工程项目的奋斗目标,IC卡作为信息的载体和接口,在“城市通卡”工程项目中,通过向市民发行用于城市生活的IC卡,建立城市公共事业管理基础信息的采集平台。将市民每日的生活信息和消费信息、生活需求和生活的偏爱,通过使用IC卡进行数字化记录,反映到城市的相关的信息系统中,为城市信息的综合管理提供必要的数据与分析,依托城市IC卡系统平台全面开展电子商务。有了这些信息,辅以其他手段,如:查询、发表统计,间接测算、决策分析等方法,所得到的信息相当真实、可靠,具有真实的时间和及时性,大量的信息每日汇总,勾画出城市的生活脉络,为城市中的个人消费、企业经营及城市管理者的活动决策,提供了多方面有力的分析基础和指导依据。 二、e卡通的应用范围 建议规划的e卡通,主要涉及在城市居民生活的各个领域的支付、身份认证和社会保障功能实现,能够完成公用事业的预收费,金融、旅游等多个领域的快速结算和支付,在有条件的城市还能够实现小区和停车场等领域的应用、以及基本社会保障功能的实现等。目前技术上可以实现的比较成熟的数字化城市e卡通应用领域列举如下: 城市交通:公交、地铁、轻轨、轮渡、出租、高速公路等收费; 城市公共事业:水、电、气、路桥收费、停车场收费等; 金融应用:圈存、圈提、消费、取现、转帐等; 旅游消费:代替门票、旅游积分进行收费; 社会保障:医疗保险、民政、公安、公积金、劳动和社会保障等 城市管理:工商、税务、土地、城建、电力等 三、数字化城市总体架构实现 所谓“数字城市”是指综合运用GIS(地理信息系统),遥感、遥测、络、多媒体及虚拟仿真等技术;对城市地埋、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统进行数字络化管理。实现服务与决策功能的信息体系,对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务。通俗一点说,“数字城市”就是在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中,充分利用数字化信息处理技术和络通信技术,将城市的各种信息资源加以整合.并充分利用。 总之,“数字城市”是运用现代信息高科技手段,合理配置和优化城市资源,高速、高效管理城市的集中体现。 “数字化城市”是城市信息技术的综合应用。典型应用包括电子政务、电子商务。城市智能交通、市政基础设施管理、公众信息服务、教育管理、社会保障管理、城市环境质量监测与管理、社区管理等几乎城市生活的所有管理方面和经济层面。如下面“数字化城市”的参考逻辑结构图所示,它以一空间信息资源为基础,通过一个通用数据交换平台,按照空间坐标和时间序列将城市的空间、资源、经济、社会和科技等各行业属性的信息,集合成为一个有机联系的观察对象。

四、建设方案实施建议 数字化城市是城市信息化建设的重要一环,建议的实施步骤是: 政府牵头,总体规划,分步实施,急用先上,行业规范,城际互通建议由各地政府的信息化归口管理部门牵头负责,实施数字化城市的总体规划,可以根据各地方的实际情况,先期实施公共交通、市政一卡通和社会保障卡子系统,终实现数字化城市e卡通。 五、e卡通中IC卡的选择和技术发展趋势 IC卡自问世以来,由于其具有安全性高、存储量大、便于携带等优点,其应用市场的迅速成长,人们对IC卡的需求和要求也不断提高。目前获得广泛应用的IC卡按其接口类型的不同,可以分为接触式、非接触式和同时包含两种接口形式的双界面卡三种。 IC卡的选择主要依据应该是根据行业应用的特点,如对于大部分社会保障应用来说,其特点是数据量大,对交易速度要求不高,机具工作环境较好,因此建议选择接触式IC卡;对于公共交通等应用环境条件苛刻,而交易速度又要求快,数据量小的场合,建议选择非接触式IC卡。数字化城市是一个一卡多用的应用系统,有的应用场合适合使用接触卡,而另外一些特定场合又更适合非接触方式的应用。基于这些需求,双界面卡(Dual Interface Card)的出现,恰恰解决了存在的问题和矛盾,是未来发展的趋势和e卡通选择中需要着重考虑的选择。 双界面卡的主要特点是:方便、安全、灵活、支持多应用5.1双界面卡的结构和技术 在双界面卡的具体实现上,有以下三种结构类型: 1) 把接触式智能卡芯片和非接触式逻辑加密芯片加上天线封装在一张卡中,构成一张双界面卡。接触式和非接触式系统的运行分别由两个独立的芯片控制,卡内有两个独立的EEPROM存储器,两套系统互相独立,这实际上是将两块芯片封装在一张卡上。如图一所示:

2) 由一个芯片和天线构成,它具有非接触式逻辑加密卡功能、接触式CPU卡的功能,两个系统共用EEPROM存储器。如图二所示:

3) 由一个芯片和天线构成,共用芯片内的EEPROM存储器、微处理器、ROM、RAM等资源。控制接触式与非接触式系统的运行。如图三所示:

三种双界面智能卡中,只有一种才称得上是真正意义的双界面CPU卡,也是我们将来开发的重点所在。

双界面卡的一般结构如图四所示:

包括CPU内核、ROM、RAM、EEPROM、安全控制模块、加密(DES、3DES、RSA算法)协处理器等部分。其技术难点在于: ① 首先,系统的安全问题:双界面卡的安全由三个不同层次的安全保障环节组成,一是芯片的物理安全技术,如防非法读写、防软件跟踪等;二是卡片制造的安全技术;三是卡的通信安全技术,如加密算法等。这三个方面共同形成卡的安全体系,保证卡片从生产到使用的安全。但在实际使用中,三者之间却没有那么明显的界限,如带DES(3DES)、RSA协处理器的双界面卡,它利用软硬件一起来实现系统的安全保障体系。而现在正在逐渐崭露头角的公开密钥基础设施PKI(Public Key Infrastructure)能够使位于世界上任何地方的两个人通过互联来进行通信,而且能够保证通信双方身份的真实性以及相互交换信息的安全性。 智能卡和PKI之间的联系在于密钥及相关数字证书的存储,卡片载有持卡人的数字证书和私有密钥,可通过PKI技术实现互联上的身份识别和信息加密传输。这些新兴技术的出现对于实现智能卡的安全交易提供更多的选择。 ② COS开发智能卡的性能取决于两个主要的因素:芯片的设计生产和COS的性能,双界面卡当然也不例外,除了硬件上进行严密的逻辑设计以及生产工艺上的进益求精以外,COS的性能也直接决定了卡的性能。尤其是在双界面卡中要处理两种模式下的指令(当然主要是初始化部分的差异),以及COS在两种模式下的切换和对应用的选择,都对COS的开发提出了更高的要求。 ③ 在非接触模式下的能量来源:由于CPU卡的内部不带电池,需要由读写设备通过电磁耦合方式向磁卡供电,经过卡内的稳压电路产生芯片工作所需的直流电压,因而卡内的天线需要特殊设计,以便在交易进行过程中能为卡提供稳定可靠的能量。 ④ 抗冲突功能:作为非接触式卡使用时,当多张卡片同时进入读卡机的有效操作区时,可能就会出现误读现象。因而只能允许一张卡进入有效状态而使其它的卡处于休眠方式,再逐一唤醒处理。当一张卡完成操作未离开操作区或另一张卡进入时,应该不会对已进入操作区的其它卡有影响。 ⑤ 超低功耗的要求:考虑到非接触式应用时CPU卡内有限的能量供应,芯片必须采用诸如低压、低耗的CMOS工艺技术和系统空闲处于休眠模式等多种技术以降低功耗。 ⑥ 卡片的封装:双界面卡中需要封装的东西很多,如天线、芯片等部件,为确保卡片的大小、厚度、柔韧性和可靠性,需要采用独特的封装技术。这对我们的工艺水平也是一个大的挑战。 5.2 双界面卡的应用 双界面卡在综合了接触式智能卡和非接触式智能卡的优点的基础上,具有广泛的适用性,可满足城市一卡通用、一卡多用的需要。 几乎可以用在各种场合。而重要的是:对于原来已经使用非接触式或接触式卡系统的用户,不需要更换系统和机具等硬件设备,只需在软件上稍作修改就可以升级使用双界面卡。典型的应用如: 在公共交通系统,如公共汽车、市内轨道交通、出租车、轮渡等的管理或升级原来在这些领域使用的非接触式卡,使它们可以与银行等部门直接结算; 在城市生活公用收费领域,如、电表、煤气表、水表等,使它们实现远程交费,或通过银行结算; 在公用收费系统,如高速公路、路桥收费、码头、港口停泊、停车收费、娱乐场所等的刷卡系统,实现不停车收费等更便捷的收费方式; 在金融、证券等的交易领域,如银行、邮政、电信、证券交易、商场消费等; 在一些出入口管理系统,如上岗管理、考勤管理、门禁管理等; 在加密认证的一些领域,如移动SIM卡、电子商务交易安全认证卡、电子资金转帐卡、软件加密卡、防伪卡、防盗卡等等。 六、结束语 接触式和非接触式智能卡因其使用环境、信息交换量的不同而各有利弊。接触式IC卡的优势在于其安全性能高,但交易速率慢,非接触式IC卡的优势是交易速率快,但安全性能不够,所以在银行方面的应用受到限制。“一卡多用”是IC卡应用所追求的目标,所以为发挥这2种卡各自的优势,既支持接触式通讯、又支持非接触式通讯的双界面卡必将成为当前和以后智能卡市场的热点。具体到国内市场,随着信息技术的发展和全社会信息化程度的提高,智能卡在电子支付、信息安全、行业管理和应用、电子商务等方面都具有广阔的应用前景。今后,在国家“金卡工程”的带动下,政府部门在智能卡行业应用领域的作用将日渐显着。“行业联合、一卡多用”将是我国智能卡发展的重要方向,对加快我国国民经济信息化进程、提高各行业自动化与科学化管理水平、改善人们的工作及生活环境、增强我国经济实力都具有十分重要的意义,而这些有巨大潜力的领域几乎都会使用或升级到双界面卡,所以其市场前景不可限量。 上海华虹集成电路有限公司为公共交通、社会保障卡及暂住人口管理等大型政府项目已经累计了1,000多万张非接触式IC卡和近1,200万张接触式IC卡,拥有完全自主知识产权的接触式和非接触式IC卡技术, 成功地解决了双界面卡研发中的一系列技术难题, 华虹双界面卡 具备TYPE A和TYPE B 兼容的特点, 可以方便地与原有交通或社保系统兼容,实现技术升级, 完全符合数字化城市e卡通的技术需求规格, 我们愿意与各地业主,系统集成商和设备供应商真诚合作,提供优质的产品和优良的服务,共同为打造数字化中国而努力奋斗。

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