基于智能IC卡的城市小额消费系统的研究与开发.pdf

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1、基于智能IC卡的城市小额消费系统的研究与开发ResearchandImplementationofCityConsumptionSystembasedonSmartICCard学校代码：10248作者姓名：潘嘉玮学号：1120372046第一导师：沈备军第二导师：韩玮学科专业：软件工程答辩日期：2015年6月16日上海交通大学软件学院2015年5月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFCIT

2、YCONSUMPTIONSYSTEMBASEDONSMARTICUniversityCode：10248Author：PanJiaweiStudentID：1120372046Mentor1：ShenBeijunMentor2：HanWeiField：SoftwareEngineeringDateofOralDefense：2015/6/16SchoolofSoftwareShanghaiJiaotongUniversityMay,2015II基于智能IC卡的城市小额消费系统的研究与开发基于智能IC卡的城市小额消费系统的研究与开发摘要无纸化消费正成为当下人们的

3、主要消费方式，然而无纸化消费也不断暴露出各种资金安全和信息安全问题。传统的磁条卡把个人卡号信息以明文的形式存储在卡片中，这种方式使得许多不法之徒有了可乘之机。而智能IC卡由于其内部存在片内操作系统，在每次进行数据操作之前，都会对数据进行加解密操作，因此在安全性上得到了极大的保障。同时智能IC卡内拥有足够的存储空间可以存放不同类型的数据，因此通过往智能卡里写入不同的应用可以使得智能卡真正的做到一卡多用。而正是基于智能卡的安全性与实用性，使得智能IC卡拥有着广阔的应用前景。本文采用自适配通信环境、消息队列、共享内存等技术，开发了一套基于智能IC卡的城市小额消费系统

4、，实现了消费数据处理、清算对账、数据交互和在线服务。本文首先对小额消费业务进行了分析，建立了相应的业务模型，确立了系统业务架构，定义了城市小额消费系统的功能需求和非功能需求。然后，本文根据需求对系统架构进行设计和子系统划分，并深入研究了五项关键技术：①研究与实现了交易处理框架平台，用以优化各个业务处理模块，减少冗余代码和提高运行效率；②采用消息队列和共享内存技术解决了各个子系统之间的协作处理问题；③设计与开发了智能卡指令传输方案，有效解决了智能卡在线售卡和充值的问题。④提出了多平台支持机制，提高系统兼容性；⑤研究与实现了索引和表驱动技术，提高大数据处理能力。本

5、文从业务建模、详细需求分析、模块设计、数据设计等角度详细分析和设计了各个核心子系统。数据业务处理子系统负责集中处理各类城市小额消费系统的业务数据，清算处理子系统负责统计和汇总所有交易数据并生成相应的清算对账文件，数据交换子系统负责对外数据传递和交换，是整个系统与外界数据交互的唯一出口，空中制卡子系统负责根据应用数据请求生成相应的售卡充值指令，数据安全子系统负责所有交易数据的认证和数据加密和解密功能。最后，本文对城市小额消费系统进行了功能测试和性能测试，并在系统运V基于智能IC卡的城市小额消费系统的研究与开发营方的托管机房内进行了实施部署。测试和试运行结果表明，

6、城市小额消费系统满足运营方系统需求，能够有效地对外提供消费和清结算服务。与其他同类系统相比，本文的主要研究工作有以下几个特点：1)采用脱机消费模式，把交易数据先放置在消费终端，在每日运营结束后，再通过网络或者移动存储设备将交易数据上传，从而减少服务网点对网络的依赖，降低系统建设成本，减少运营费用。2)通过智能卡中的片内操作系统，使得每次数据交易都经过数据认证和数据加密，从而保证消费数据的安全和不可抵赖。同时单独设置安全模块，统一管理和使用加密设备，进一步增加了系统的安全性。3)后台集中管理卡账户和交易数据，保证了历史数据的完整性；定时进行清算批处理，产生对账文

7、件，能够有效保证城市小额消费系统运营方和商户利益，从而降低甚至是杜绝交易纠纷。关键词：小额消费，脱机交易，智能卡，数据安全，清算批处理VI基于智能IC卡的城市小额消费系统的研究与开发RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFCITYCONSUMPTIONSYSTEMBASEDONSMARTICCARDABSTRACTPeople’sdesiretoconsumecausedbycontinuousgrowthofChina'seconomicstrengtharegraduallyreleasednowadays.Nowpaperlessconsu

8、mptionbecomestoapri