智能卡小区物业管理系统开发

摘 要

　　在计算机技术飞速发展的当今社会，越来越多的物业管理系统都引入了智能卡技术。可是目前国内市场上大多数的智能卡都是由C语言或者汇编语言开发的，不但要花费开发人员大量时间去熟悉底层通信协议，又要针对不同的编程接口去定义不同的指令集。这样就导致了不同智能卡的开发环境得不到通用，每个公司的智能卡只能在其专用的开发环境中进行开发。此外，对于不同的公司，实现其智能卡的应用移植也变得十分复杂。

　　目前能够很好的解决以上问题的就是Java智能卡技术，这种技术是综合了Java技术和IC卡技术的升级产物。优点在于，能够很好的解决多种应用存在相互影响的问题，在开发设计时相对简单，开发成本低等。

　　针对上述问题，本文基于 B/S 架构和 Java 智能卡技术设计了一种开发成本低、卡上应用移植方便的小区物业管理系统。该系统采用 MVC 开发模式，将上位机管理软件划分为个人中心模块、用户管理模块和权限管理模块，并且为了避免数据的更新异常和插入异常，设计了采用第三范式的关系型数据库，通过对系统进行需求分析，确定了上位机管理软件所需要的全部功能。

　　根据实际需求和成本的考虑，设计了低成本、功能完善的读卡器。根据 Java智能卡开发规范，完成了对游泳馆管理系统的移植。

　　论文对上位机管理软件和下位机进行了整体测试，测试结果达到了设计要求和设计效果，验证了本系统的稳定性和可行性。

　　关键词 物业管理；Java 智能卡；MVC；B/S 架构；移植；

Abstract

　　In the rapid development of computer technology in today's society, more and more smart cards are introduced to the property management system.

　　However, in the present national market, most smart cards are developed by C language or assembly language, as a result of that, lots of developers would take lots of time to be familiar with the underlying communication protocol and they also need to define different instructions according to different programming interfaces. Thus lead to that the different development environments of smart card are not general, and each company's smart card can only be developed by its special development environment. What’s worse, it’s very complex to achieve smart cards’ application porting for different companies.

　　At present can be a very good solution to solve the above problems is the Java card technology,which is a combination of Java technology and IC card technology upgrade product. Its advantage is that it can solve the problem of many applications having influences on each other, and it is relatively simple, low cost of development.

　　Aiming at the problems above, a kind of property community management system based on Java Card and B/S architecture, which is with low cost and convenient card application transplant, is designed in this paper. The system use the MVC development pattern, the upper machine management software is divided into individual module, user management module and the rights management module. In order to avoid the data update and insert anomaly, third paradigm database is used in this design. Through the study and the demand analysis of the system, the PC management software’s fully function is determined. According to the considerations of actual demand and cost, low cost, functional card reader is designed. Due to the transplant of the system in this design is convenient, the development and transplantation of management systems ,which include natatorium system and so on , is realized.

　　PC management software and the slave compute were tested in this paper, the test results meet the design requirements and design effect, the stability and feasibility of the system is verified.

　　Keywords Property management ; Java Card: MVC; B/S architecture;Transplant;

　　近几年，我国经济发展迅速，人们生活水平得到很大提高，人们的住宅环境越来越好。除了对住宅环境的美观、质量要求越来越高之外，人们对与之配套的小区物业服务和管理的要求也越来越高[1-2]。在如今的现代化小区，物业管理已经成为不可或缺的一部分。

　　效率低、安全性差、更新维护困难等问题是传统手工管理方式的严重缺陷，已经不能满足现代化小区实际的管理需求，迫切需要使用高新科技技术设计一个灵活、方便的物业管理系统，这样才能提高物业管理的效率[3]。所以，为了满足新的管理需求，如何建立小区物业管理系统使其不断适应新兴的科技技术，是小区物业管理面临的一个重要问题。

　　随着小区规模不断提高，小区物业需要管理的事务也越来越多，如小区中停车场、超市和居民附带设施的经营和维护都已纳入到物业管理中来[4]。

　　并且，越来越多的物业信息管理系统都引入了智能卡技术。智能卡技术的出现，使刷卡成为一种流行，很大程度上改变了人们的生活方式[5]。

　　纵观国内外的智能卡多数都是由 C 语言或者汇编语言开发的，不但要花费开发人员大量时间去熟悉底层通信协议，又要针对不同的编程接口去定义不同的指令集[6]。这样就导致了不同智能卡的开发环境得不到通用，每个公司的智能卡只能在其专用的开发环境中进行开发。此外，对于不同的公司，实现其智能卡的应用移植也变得十分复杂[7]。因此，人们要携带不止一张智能卡才能完成对不同设施的认证。

　　为了解决人们携带多张卡，操作流程繁琐的问题，本文基于 Java 智能卡技术设计了一种物业管理系统，此系统有以下优点：

　　1. 符合 Java 智能卡开发规范的 Applet（应用程序），可以在不同生产商开发的 Java 智能卡中运行。

　　2. 同一张智能卡上能运行多个应用程序，可以根据需要对卡内应用进行动态添加或删除。

　　3. 利用了 Java 语言的安全特性，其安全检查可以全面提高操作系统的安全等级，使程序不会受到侵害。

　　根据 Java 智能卡技术的平台无关、一卡多用的特点和 Java 语言的灵活、安全等优点，要对客户众多、设备繁杂、覆盖范围较大的小区建立物业管理系统时，灵活、方便、快捷并使其具有动态的管理能力的物业管理系统，是当前迫切需要的。

　　结合小区物业管理系统发展现状，本文对 B/S 架构的 Web 开发及 Java智能卡技术进行深入分析，通过对建立小区物业管理系统的目的意义及软件需求进行分析，确定出小区物业管理系统的设计方案及实现过程。

　　本文研究的主要内容如下：

　　1. 采用 MVC 开发模式进行上位机软件开发，根据小区物业管理系统设计原则，对个人中心模块、用户管理模块、权限管理模块进行详细设计。

　　2. 深入研究 Oracle 数据库，并根据 Java 智能卡一卡多用特点，设计出采用第三范式的关系型数据库。

　　3. 使用 Java 语言、Java script 语言和 Java 智能卡技术编写上位机软件，实现系统各模块功能。

　　4. 在系统整体设计的基础上，根据 Java 智能卡开发规范，设计相关Applet 应用程序，实现该应用程序的开发和移植。

　　5. 深入研究 ISO14443 协议和 APDU 数据格式，完成 Java 智能卡与读卡器的读写测试。

　　智能卡小区物业管理系统测试：

读卡器实物图

射频通信部分实物图

液晶显示部分实物图

串口通信测试结果图

Java 智能卡与读卡器 通信测试结果图

系统登录界面图

系统主界面图

用户注册界面图

增加权限界面图

游泳馆 消费系统界面

余额液晶显示图

卡无效液晶显示图

目录

　　摘 要
　　Abstract
　　第 1 章 绪论
　　　　1.1 研究背景及意义
　　　　1.2 国内外研究现状
　　　　1.3 本文研究内容
　　第 2 章 系统设计及实现
　　　　2.1 系统总体设计
　　　　2.2 上位机管理系统设计
　　　　2.3 数据库设计
　　　　　　2.3.1 用户表
　　　　　　2.3.2 代码公寓表
　　　　　　2.3.3 权限表
　　　　　　2.3.4 子系统授权表
　　　　　　2.3.5 权限子系统授权中间表
　　　　　　2.3.6 菜单表
　　　　2.4 通讯网络设计
　　　　2.5 读卡器设计
　　　　　　2.5.1 单片机最小系统
　　　　　　2.5.2 射频通信电路
　　　　　　2.5.3 液晶显示电路
　　　　　　2.5.4 串口通信电路
　　　　2.6 本章小结
　　第 3 章 系统软件的开发
　　　　3.1 系统的开发环境
　　　　3.2 数据库的实现
　　　　3.3 上位机管理系统的实现
　　　　　　3.3.1 个人中心模块
　　　　　　3.3.2 用户管理模块
　　　　　　3.3.3 权限管理模块
　　　　3.4 Java 智能卡 Applet 开发的实现
　　　　3.5 Java 智能卡通信的实现
　　　　　　3.5.1 传输协议及通信方式的选择
　　　　　　3.5.2 APDU 命令集
　　　　　　3.5.3 APDU 类的实现
　　　　3.6 本章小结
　　第 4 章 系统测试
　　　　4.1 测试环境
　　　　4.2 读卡器测试
　　　　　　4.2.1 读卡器实物图
　　　　　　4.2.2 串口测试
　　　　　　4.2.3 Java 智能卡与读卡器通信测试
　　　　4.3 上位机管理软件测试
　　　　　　4.3.1 登录测试
　　　　　　4.3.2 用户管理模块测试
　　　　　　4.3.3 权限管理模块测试
　　　　4.4 物业管理系统整体测试
　　　　4.5 本章小结
　　结 论
　　参考文献
　　攻读硕士学位期间发表的学术论文
　　致 谢

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