大大小小的小區、社區是城市組成的重要結構，隨著城市化的發展，越來越多的人們生活在社區，在小區大門進出、自己居住的單元門進出、乘坐電梯；駕車外出，生活中需要用水、用電、用燃氣、暖氣，居民大部分的時間都在社區的范圍內活動。為了給小區的居民住戶提供更好的物業管理服務，通過信息化手段建設智能社區一卡通信息管理系統，包含了各類物業管理費、雜費收費、車輛進出管理、單元門門禁、可視對講管理服務及梯控、安裝預付費水、電、燃氣、暖氣的設備，使得每家每戶的各項設備、繳費信息可以聯動管理，形成高效的物業管理體系，打造親近民生，造福社會的智慧社區體系。

項目背景及需求簡述：本項目是針對新農村社區進行物業服務信息化建設，需要建設一卡通物業收費管理系統；社區居住的主要人員原來居住在城鄉結合部的農村居民，在政府扶持建設的城市化新農村小區。由于這些居民對小區物業管理的意識淡薄，經常欠繳物業費、衛生費、電梯費等各項費用，對于城市提供的自來水、電、燃氣的費用繳納也存在抵觸和習慣上的拖欠，使得物業管理繳費成為一大難題。

本項目建設的重點在于以戶為單位，建設一體化的物業繳費和預付費管理體系，盡可能地將各項繳費形成智能化聯動管理，從而大大減輕各項費用收繳的難度和工作量，逐步培養起社區居民自覺繳費的好習慣，將新農村社區建設成為高效智能信息化管理的智慧城市的一部分。

1.2 系統組成

由于系統選擇CPU卡作為電子錢包的信息識別的介質，用于完成各項繳費的管理，而各個住戶的水、電、燃氣采用可以遠傳控制的預付費智能表管理，小區單元門、梯控使用CPU卡和IC卡識別，可視對講主機采用可以下發黑名單的智能管理機型，車輛出入采用車牌識別方式進行管理；整個系統的核心是建立在B/S架構之上的管理平臺軟件。軟件系統采用B/S架構的體系，大部分設備均采用廣域網TCP/IP和485總線相結合的通訊模式，所有的管理子系統均在平臺管控之中；

系統構成如下：a.社區智能卡發行管理子系統（小區物業管理處）

b.物業費、雜費收繳管理模塊（小區物業管理處）

c.智能表預付費管理

d.車輛出入管理

e.小區單元門門禁

f.梯控管理

g．黑名單聯動管理

第二章智慧社區信息管理系統設計原則及技術選型

2.1 社區物業一卡通系統總體設計原則

根據社區物業管理系統當前的應用需求和今后的發展方向，系統的設計應遵照以下原則：

l 易用性原則

社區物業一卡通系統是一個集成了多種高新技術的復雜系統，技術的選擇既要考慮先進性，又要考慮實用、可靠和成熟，在系統所有功能的設計中，都必須考慮用戶使用的方便性，提供友好的用戶界面，操作簡單，直觀靈活，易于為用戶所接受。

l 標準化和規范化

社區卡的金融功能和社區物業管理功能應參照相應的國家標準和行業標準；具體而言，社區卡的金融功能應重點參考金融行業的PBOC規范進行設計，社區卡的管理功能應按國家所屬標準化研究所制定并頒布的《中國金融集成電路（IC）卡規范》設計。

l 開放性和可擴充性

系統應該具備良好的開放性，能夠將業界最好的產品整合進來，在向用戶提供性價比最好的一卡通系統的同時，也可按用戶要求定制多種個性化解決方案；隨著業務功能的不斷拓展，應用規模的不斷擴大，要求系統在功能上是可擴充的，以及相應的服務器系統、網絡系統、應用軟件都能平滑升級和擴展，以最大限度地保護用戶的投資。

l 高可靠性和安全性

安全性和可靠性體現在服務器系統、網絡通信設備、IC卡用戶終端設備、IC卡卡片數據、數據庫系統等各個方面，關鍵部分應能進行集中的控制和管理，整個系統必須有完整的安全策略，以保證服務器系統、網絡系統的工作的連續性，保障數據的一致性和完整性。

2.2 社區一卡通系統支持的識別介質類型

2.2.1 FM1208 CPU 卡204/1208CPU卡

FFM1208 CPU 卡208是復旦微電子股份有限公司設計的單界面非接觸CPU卡芯片，產品支持ISO14443-A協議，CPU指令兼容通用8051指令，內置硬件DES協處理器，數據存儲器為8Kbyte的EEPROM。

FFM1208 CPU 卡208是符合銀行標準的接觸式CPU卡，COS同時支持PBOC2.0標準（電子錢包）及建設部IC卡應用規范，具有較好的安全性。目前CPU卡民用應用系統中FFM1208 CPU 卡208是使用率最高的CPU卡芯片型號。

² 主要特點

² 通信協議：ISO14443-A；

² MCU指令兼容8051；

² 支持106Kbps數據傳輸速率；

² Triple –DES協處理器；

² 程序存儲器32K*8bitROM；

² 數據存儲器8K*8bitEEPROM；

² 256*8bit iRAM；

² 384*8bit*RAM；

² 低壓檢測復位；

² 高低頻檢測復位；

² EEPROM滿足10萬次擦寫指標；

² EEPROM滿足10年數據保存指標；

² 典型處理時間

² 識別一張卡：3ms(包括復位應答和防沖突)；

² EEPROM擦寫時間：2.4ms；

² 典型交易過程：<350ms；

² FFM1208 CPU 卡208安全機制

² a.有反電源分析模塊；

² b.有高低頻檢測復位模塊，芯片工作頻率超出檢測范圍自動復位；

² c.ROM反逆向提取，存儲器數據加密；

本系統采用CPU卡 FM1208 作為各戶的主卡使用，以保證電子錢包的安全性；

2.2.2Mifare One S50/S70

非接觸IC卡，又名感應卡，由IC芯片、感應天線組成，并完全密封在一個標準PVC卡片中，無外露部分。

非接觸式IC卡的讀寫過程，通常由非接觸型IC卡與讀寫器之間通過無線電波來完成讀寫操作。

非接觸型IC卡本身是無源體，當讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與其本身的L/C產生諧振，產生一個瞬間能量來供給芯片工作；另一部分則是結合數據信號，指揮芯片完成數據、修改、存儲等，并返回給讀寫器。由非接觸式IC卡所形成的讀寫系統，無論是硬件結構，還是操作過程都得到了很大的簡化，同時借助于先進的管理軟件，可脫機的操作方式，都使數據讀寫過程更為簡單。

本系統采用較為便宜的IC卡作為各住戶的附卡使用。

2.3 系統通訊組網方式

本系統需要對體系內的所有設備進行聯網在線管理以達到一項欠費，聯動出發黑名單的管理效果，所以需要根據各個設備安裝位置、布線條件、數量來考慮；

對于車輛進出采用光纖直接布線，車牌識別一體機采用TCP/IP通訊方式工作；而社區每一棟樓每一個單元都鋪設了光纖，在這個基礎上可以對單元門門禁采取TCP/IP工作方式，而對數量眾多的預付費智能表采用TCP/IP轉485總線方式工作，而可視對講主機可以與預付費表共用總線同時獲得黑名單下發的信息。

第三章社區一卡通系統軟件組成及功能描述

3.1 社區一卡通系統軟件體系架構

采用國際先進的多層體系架構，中間件技術開發數據交換中心，真正實現了卡通、庫通、網通。一卡通系統的1＋N+1模式，即“1個平臺＋N個子系統應用+1個統一門戶”。搭建好數字化社區的平臺后，在平臺上可以根據需要增加用戶應用子系統擴展而不需要改變平臺，充分體現了系統良好的可擴展性和系統容量。新構建的一卡通軟件系統不僅滿足當前用戶一卡通應用的要求，還滿足將來客戶數字化建設的技術要求，具有一定前瞻性。

一卡通系統涉及社區管理、生活的方方面面，由于企業性質、方向、管理制度和信息化發展的不同，各個單位實際情況差異較大，一卡通系統必須與企業的實際環境緊密結合，才能順利的推廣應用，才能達到良好的效果；而隨著改革的深入，企業和學校的規模、結構和管理制度均在不停的發展變化，這對一卡通系統的建設提出了更高的要求，一卡通系統既要便于隨著企業實際環境的變化而調整及擴充，又要能夠與企業的現有和將來的其它系統相互連接，有機地組成信息化管理環境；因此系統的軟件功能結構設計非常重要，必須在保證系統核心結構相對穩定的前提下，提高系統應用、擴展的靈活性。

為此，從軟件系統總體上，我們將一卡通系統的功能進行仔細劃分，根據與企業實際環境和應用的關聯程度，將公用模塊和基礎模塊抽取出來組成穩定的核心平臺，結合“數據集中，統一交換”的思想，將系統分為平臺、數據層等幾部分，如下圖：

u 數據層：承擔整個系統的數據存取，可以保證數據的安全和處理的效率；

u 平臺模塊：作為系統基礎或通用的處理功能，與企業的實際應用環境關聯較少，相對穩定；

u 業務處理系統：處理一卡通系統中各個不同應用子系統的業務邏輯處理，隨著企業環境和需求的變化發展，通過改變或增加業務處理系統能很快適應應用需要，而不影響整個系統的穩定；

u 客戶服務：由服務傳送總線和終端處理組成，向社區一卡通用戶及外圍系統提供及時、統一、多方式、全面的數據交換和應用手段，保證數據發生變化能實時反映到整個系統。

系統配合使用Struts、Spring、Hibernate技術的功能及優勢，提出基于MVC模式將3大框架結合的架構作為大型J2EE應用程序的解決方案，用Struts構建整體框架，Hibernate技術實現持久層，Spring實現整合和管理。完成業務層和數據庫層之間的交互，給出了具體設計過程和實現細節。這兩種架構相結合很好地解決了系統的實際開發過程中效率低、不易于維護、低耦合及可移植性差等問題，使得系統擴展更容易，兼容性更強，應用更廣泛，使用更方便。

一卡通支撐平臺：提供整個一卡通系統的軟、硬件支撐，包括數據庫服務器、應用服務器、查詢統計服務器。

卡務中心管理子系統：卡務中心管理子系統作為一卡通系統的核心業務子系統，包含卡注冊、卡片發行、卡片注銷、卡片掛失、卡片拾遺、卡片掛失解掛、卡片維護等多項功能。

一卡通信息管理平臺由中心主體及各個子系統模塊構成，中心主體包含以下內容：

u 一卡通系統基礎平臺（四個）：卡戶管理業務平臺、電子錢包結算平臺、設備監控管理平臺、自助查詢服務平臺；

u 一卡通管理中心：設備監管中心、卡務中心、繳費結算中心、分析中心。

一卡通系統是有著完整的自主研發、擁有知識產權的產品體系，各個預付費機具可以不依賴網絡根據本機存儲記錄的余量判斷工作，設備特殊的抗干擾設計保證系統符合電磁兼容性標準；部分機具達到IP65防護等級。根據社區物業一卡通系統的安全、穩定、先進的整體需求，使用基于TCP/IP 協議和485的硬件設備和軟件系統，實施具有針對性的個性化系統整體解決方案。

3.2 社區物業一卡通子系統功能介紹

3.2.1 社區智能卡卡戶管理子系統

針對本項目小區的特殊性，在物業管理處設立智能卡發放的窗口，系統根據小區物業的戶型信息記錄，給每一戶發行主卡、副卡給居民使用，同時提供充值服務；當發生卡片丟失的情況，該窗口還可以辦理卡片掛失、換卡等服務，保障電子錢包的安全使用；根據本項目的需求，發行時還需要把不同類別的人員卡片發行為不同卡類，以便進行其他管理功能的擴展應用；

當智能卡發行成功時，系統根據該住戶的相關信息，在該住戶所居住的單元樓、梯控、社區大門、停車場出入口等門禁點開放權限，同時可使用主卡到管理處完成對本戶的預付費水、電、燃氣進行預付購買用量。

3.2.2小區住戶繳費管理子系統

功能概述

一卡通消費子系統服務對象為社區一卡通所有居民住戶，小區物業管理需要收繳的各項費用只要包括物業管理費（根據各戶面積乘以單價得出）、垃圾費、電梯使用費等。這些費用都關聯到每戶名下。

物業公司根據物價在系統中設置好各項費用標準，居民繳費時只需要使用本戶的主卡到管理處，在繳費窗口一刷卡即可顯示出本戶的信息，選擇繳納費用的時間段，系統計算出應繳總數，收取現金或者使用銀聯卡刷卡支付即可；

部分管理界面如下圖：

物業費繳納及三表預付界面；

費用標準的設置界面；

在本物業繳費管理子系統中，平臺根據每戶的繳費情況，每天刷新判斷費用繳納時限，例如某戶繳納的物業管理費是交齊至2017年5月31日，該戶應該在5月31日之前繼續繳納6月份的物業費，否則到5月31日24點系統時間進入2017年6月1日，則該戶會被系統列入欠費黑名單，會引發一系列的自動生效的聯動控制，該戶的主卡、副卡在門禁、梯控上失效，可視對講室內機開門失效，同時預付費表跳閘、關閥；該戶居民到物業管理處續交費用之后，這些聯動控制動作自動取消，恢復到正常工作狀態；

3.2.3 單元門門禁管理子系統

系統功能概述

本系統可實現社區每棟樓的單元門所需安全防范、出入控制，防止無卡人員和非法持卡人員的進出，通過刷卡控制持卡人出入，并進行人數統計，只讓合法或經受權人員通過，關鍵門禁處，采刷卡密鑰認證。系統按照建筑電氣國家標準與安防、消防系統集成，一旦發生火警等緊急情況，門禁系統功能失效，便于人群的疏散。管理部門可通過本系統，實現智能化管理。嚴格控制人員進入，規范管理制度，提高管理水平。

持卡人開門時將授權的CPU卡（主卡）或IC卡（副卡）在一體門禁鎖上的有效感應區內輕輕一晃，門禁機自動識別卡并根據控制器的權限控制門鎖開啟，同時記錄下開門時間、授權卡號及管理程序的其他指令；使用非授權卡，系統拒絕開啟門鎖，并通過預定程序和裝置自動報警。

采用的門禁控制器使用TCP/IP 通訊，可以實現在線監控并與網絡攝像頭進行二次開發，可以實現刷卡出發自動抓拍；

u 一體鎖（包含讀卡器和電控鎖）：通過射頻感應原理，判斷加密認證后輸出物理卡號到控制器；根據控制器返回的控制信號完成開鎖動作。

u 門禁控制器：存儲感應卡權限和刷卡記錄，并中央處理所有讀卡器上傳信號，負責和計算機通訊和其他數據存儲器協調，配合管理軟件的智能處理中心。

u 開門按鈕：出門可以設置為按按鈕出門。

u 電源：提供系統運作電源和電鎖的執行結構的電源供應。

特殊功能點：

u 按人查詢功能：可查到任何人在任何時間進出過那些門的記錄。

u 按門查詢功能：可查到任何門任何時間任何人的出入記錄。

u 能自動驗證人員的進出權限，記錄出入人員的基本信息和時間信息，包括開門的日期、時間、卡號、姓名等持卡人出入信息。

u 門禁子系統按照建筑電氣國家標準與安防、消防系統集成，每個門禁設備均具有消防聯動接入信息點，以便在消防事故時，可以通過消防聯動信號來將所有的通道門禁自動打開，方便人員的疏散；門禁系統的所有報警信息與出入狀態信息均可以方便地共享給其它聯動系統。

u 對非法使用卡或強行打開門鎖等非正常情況，系統能自動發出報警信號，并自動記錄非常狀況的時間、門號、狀態等詳細信息，確保門鎖安全和事后查證。

u 可通過管理軟件設置、修改持卡人的出入權限。

3.2.4 車輛出入管理子系統

功能概述

在小區大門的車輛出入口處，需要在短時間內識別并放行通過車輛，本系統設計的管理識別方式為車牌識別方式；車輛登記在某戶下某位居民的名下，根據小區的停車管理規定按月繳納停車費。車輛出入的白名單、黑名單，除了其停車費繳納狀態之外，還關聯著該戶的物業各項繳費以及預付費智能表的余量狀態，當觸發黑名單聯動機制，欠繳費用的居民車輛在進出大門時被系統識別后不能自動放行，只能由管理人員手動放行；

適應車	0-150公里/小時		號牌識別率	白天≥99%;夜間≥98%
有效像素	200W		號牌檢出率	白天≥99.5%；夜間≥99%
信噪比	>50db		最佳牌照尺寸	100-160水平像素點
防護等級	IP66		圖像傳感器	1/3” CMOS
工作溫度	-25℃～70℃;		最低照度：	0.1 Lux（標準）
重量	2KG		電子快門	1/1至1/10000秒，22檔
外形尺寸	452×145×133mm		光源發光頻率	50Hz
工作濕度	≤ 90%		電源電壓	直流7-24V，紋波<200mV
數據接口方式		10/100M 以太網TCP\IP		最佳拍攝范圍	3-10米
輸出信息：車輛特征圖像、車牌圖像，牌照號碼、顏色、類型、通過時間

社區大門車輛出入

3.2.5 梯控管理子系統

梯控控制板：TK-616

電源電壓： DC12V±10% ；

輸出接口：繼電器開關信號或12V電平信號或脈寬＞100ms的12V脈沖信號，驅動電流＞10mA；

正常使用壽命：300萬次

控制按鈕時間：可以設置10~60秒；

上電后進入通行狀態所需時間： 3秒；

出現故障后的自動復位時間：10秒；

可控樓層數：基本16層，可以增加擴展板控制32層；

溫度：-10℃—— 50℃；

相對濕度：≤90%，不凝露;

通訊方式：有線485；

黑名單功能：可以網絡下傳黑名單

3.2.6預付費管理子系統

各戶的預付費智能表在物業管理平臺的監控下具備聯動控制功能，，管理平臺自動抄表識別，發現其中一個表的余量為0時，該戶被列入欠費名單狀態，觸發聯動機制下發到本戶名下其余的各個表做出關閉動作，同時該戶名下的主卡、副卡在單元門門禁、可視對講、梯控下均列入黑名單；該戶關聯的各個人名下的車牌也在車輛管理識別控制器上被列入黑名單，只有當該戶居民到管理處繳納預存使得該表剩余用量大于0，方可將以上一系列的黑名單狀態清除；

1）預付費水表 DH-C169

• 額定工作電壓：DC9V；額定頻率：3W；

• 準確度等級：1.0 級，基本誤差、起動、潛動符合國標要求

• 功耗低：高可靠性，低功耗，高精度，寬負載能力；

• 預付費功能：預收水費，剩余水量為零時自動關閉供水閥門

• 顯示功能： LED屏顯示表內剩余水量及其它數據信息；

• 通訊功能：可以通過RS485 網絡遠程抄表及開、關閥;

2.）預付費電表 DN466

• 額定電壓：AC 220V；額定頻率：50HZ；

• 準確度等級：1.0 級，基本誤差、起動、潛動符合國標要求

• 功耗低：高可靠性，低功耗，高精度，寬負載能力；

• 預付費功能：預收電費，剩余電量為零時自動拉閘斷電；

• 合閘拉閘方式：內附磁保持繼電器，降低電表功耗；

• 顯示功能：段碼LCD液晶屏顯示表內剩余電量及其它數據信息；

• 通訊功能：可以通過RS485 網絡遠程抄表及跳閘;

3）預付費燃氣表 DG 2.5

• 預付費功能：預收燃氣費，剩余用氣量為零時自動關閥停止供氣；

• 顯示功能：LED數碼管顯示表內剩余用氣量及其它數據信息；

• 通訊功能：可以通過RS485 網絡遠程抄表及開關閥門;

規格型號	公稱流量 (m³/h)	最大流量 (m³/h)	最小流量 (m³/h)	外型尺寸（mm）				連接螺紋	重量(kg)	最大指示量(m³)
				長	寬	高	進出管中心距
DG2.5	1.6	2.5	0.016	170	135	220	130	M30×2	2.1	9999.9
使用環境溫度			-20℃—40℃
外接電源電壓			DC9V
靜態工作電流			＜50mA
通訊方式			有線485 ，通訊波特率:9600bps

3.2.7可視對講黑名單聯動管理

本系統采用定制的智能可視對講主機，具備黑名單功能，當某戶出現欠繳物業費等情況時，可以在物業管理平臺上下發黑名單到可視對講單元門主機上；黑名單生效后當有人在單元門按鈴呼叫該戶，室內機會有響鈴，但是無法按鍵開門；系統還可拓展開發在室內機上顯示欠費提醒以便住戶及時到管理出繳清費用；

可視對講室內機
產品尺寸	*20513222mm*	傳輸布線	RJ45 雙絞線
安裝方式	壁掛式	通話方式	免提雙線雙工
顯示屏	4.3”	環境溫度	-15℃~55℃
特制功能	自解碼	外殼材質	ABS
電源供應	DC18V;	基本功能	對講、監視、開鎖

3.2.8 運維管理子系統

（一）系統概述

圖形界面展示社區內各個設備的運行情況，是否正常在線、存儲數據條數、是否損壞、是否保修、是否已維修等等信息，使得系統能夠良好正常的運行。

（二）主要功能

功能	功能說明
運維設備設置	配置需要進行運維管理的
運維管理	圖形界面顯示網絡各個設備的運行狀況

（三）系統優勢

u 圖形界面展示，直觀準確。

u 準確了解平臺硬件的運行情況。

u 長時間不在線提醒、報修提醒、修復提醒。

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智慧社區一卡通系統方案