為了實現(xiàn)煤炭產(chǎn)運銷各環(huán)節(jié)的有效監(jiān)管,實現(xiàn)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,煤炭管理票據(jù)是有效的管理手段。然而目前煤炭管理票據(jù)種類繁多,包括煤炭銷售票、煤炭過磅單、煤炭可持續(xù)發(fā)展專項基金票、煤炭調(diào)運單,由于票據(jù)出具單位不同,各自單位擁有自身票據(jù)管理的體系,在實際的管理工作中存在的問題如下:
　　
　　1、各部門數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一。如過磅票和銷售票數(shù)據(jù)不一致,調(diào)運單與銷售票數(shù)據(jù)不一致。
　　
　　2、礦端操作復(fù)雜。目前,礦端售煤時開具幾種票據(jù)的過程中,每種票據(jù)都有自身的開票流程,紙張和開票工具。且需要有專人負(fù)責(zé)。這就造成了每一車煤都需要一系列的繁冗的開票過程。
　　
　　3、運輸單位的手續(xù)復(fù)雜。煤炭運輸單位在承運過程中開具各種票據(jù)的手續(xù)、流程,多次驗票的復(fù)雜過程。
　　
　　4、銷售票被偷遞使用和偽造使用的問題?，F(xiàn)行銷售票存在被偷遞使用,以及復(fù)制二維碼偽造假票等的問題。
　　
　　本著“合并票種、減少數(shù)量,統(tǒng)一印制、集中管理,科學(xué)管控、提率”的原則。本文通過分析目前四票的管理運行情況中,以及存在的問題,提出了一種基于射頻技術(shù)的煤炭票務(wù)一卡通方案,下面將系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件的設(shè)計、數(shù)據(jù)分發(fā)RFID中間件以及系統(tǒng)的安全措施等幾個方面進(jìn)行闡述。
　　
　　1系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析
　　　　
　　1.1下發(fā)煤控卡
　　
　　票證中心根據(jù)管理部門提供的煤炭銷售單位可銷售煤炭量信息制作煤控卡,逐級下發(fā)到煤礦、洗儲煤等銷售單位。
　　
　　1.2下發(fā)用戶卡、票控卡
　　
　　票證中心下發(fā)包含用戶證書的用戶USBkey給各煤炭銷售單位、稽查驗票單位、回收單位。并下發(fā)給各煤炭銷售單位票控USBkey。
　　
　　1.3煤炭銷售單位售煤寫卡
　　
　　煤炭銷售單位持用戶卡,票控卡登錄票控機(jī)系統(tǒng),打印紙質(zhì)票據(jù),并將四票信息寫入封壓在紙質(zhì)票中的煤控卡。同時,通過中間件分別上傳4類信息到4個管理部門的應(yīng)用系統(tǒng)。
　　
　　1.4稽查單位稽查煤控卡
　　
　　讀取煤控卡信息,與各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫比對卡內(nèi)信息,查驗卡內(nèi)信息真?zhèn)巍?br />　　
　　1.5回收單位回收廢卡
　　
　　讀取煤控卡內(nèi)信息,回收煤控卡,并上傳每張回收卡內(nèi)信息。
　　
　　2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　
　　系統(tǒng)采用三層C/S結(jié)構(gòu),包括礦端票控機(jī)系統(tǒng)/中間件,中間件服務(wù)器/各應(yīng)用后臺服務(wù)器。同時,系統(tǒng)設(shè)計為層安全結(jié)構(gòu),如圖2所示,設(shè)計通過引入四層安全結(jié)構(gòu)模型（應(yīng)用層、中間件層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層）來保障系統(tǒng)的安全。
　　
　　中間件層是解決對全省各大票務(wù)管理應(yīng)用系統(tǒng)在應(yīng)用級別的統(tǒng)一集成問題,采用webservice/XML技術(shù)實現(xiàn)不同的應(yīng)用系統(tǒng)在XML接口級上的應(yīng)用集成。中間件采用四層設(shè)計,第1層為WebService應(yīng)用服務(wù)層,為各部門應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)調(diào)用接口。該層設(shè)計以元數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織與驅(qū)動策略,采用Webservice應(yīng)用集成接口標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)用系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證功能統(tǒng)一集成。第2層為元數(shù)據(jù)驅(qū)動層,是系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)層集成的關(guān)鍵部分。通過在該層定義各種主題元數(shù)據(jù),如銷售票信息元數(shù)據(jù)、基金票信息元數(shù)據(jù)、用戶權(quán)限元數(shù)據(jù)等,并采用元數(shù)據(jù)建模技術(shù)對這些元數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的靈活集成,保障各個子系統(tǒng)的異構(gòu)性及可擴(kuò)充性等需求;第3層為數(shù)據(jù)源頭層（各個票務(wù)數(shù)據(jù)庫）;第4層為通信代理層,主要完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收、處理、存儲,及數(shù)據(jù)發(fā)送功能。
　　
　　3系統(tǒng)硬件設(shè)計
　　
　　系統(tǒng)中硬件設(shè)計主要包括煤控卡設(shè)計、讀寫器設(shè)計。
　　
　　3.1煤控卡的設(shè)計
　　
　　煤控卡設(shè)計為一張封壓有CPU芯片,存儲芯片,天線的紙質(zhì)卡,在保留原有票控機(jī)系統(tǒng)使用的情況下,在打印票面信息的同時,將信息寫入卡內(nèi)。
　　
　　3.1.1CPU芯片：采用THR2408,一款帶有TDES/DES硬件加速的非接觸CPU卡芯片,主要由ISO/IEC14443TypeB通訊接口、8051/2兼容CPU、TDES/DES加速引擎以及8K字節(jié)EEPROM、14K字節(jié)ROM、512字節(jié)RAM組成。
　　
　　3.1.2存儲芯片：采用THR1064非接觸存儲卡芯片,主要由ISO/IEC14443TypeB通訊接口、防沖突及安全控制邏輯和64字節(jié)EEPROM存儲器組成。
　　
　　3.1.3封裝技術(shù)：采用芯片層、薄膜保護(hù)層、紙質(zhì)票面層三層封壓技術(shù)實現(xiàn)煤控卡制作?？ㄆ穸葹?.20mm～0.38mm,制卡封裝時僅將PVC在天線周邊封合,不是熔合,芯片部位又不受擠壓,可以避免出現(xiàn)芯片被壓碎。
　　
　　3.2讀寫器的設(shè)計
　　
　　讀寫器采用THM3060芯片,該芯片是一款符合ISO/IEC14443TYPEA/B和ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的多協(xié)議非接觸卡讀寫器芯片,支持這些協(xié)議的所有通訊速率,內(nèi)置接收放大和數(shù)字解調(diào)電路、時鐘電路、復(fù)位電路。
　　
　　4中間件設(shè)計
　　
　　RFID中間件的核心是一條基于XML格式消息的消息服務(wù)總線,是硬件系統(tǒng)、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及企業(yè)應(yīng)用層等之間信息交互的公共平臺[1]。
　　
　　本系統(tǒng)中的RFID中間件的設(shè)計采用EPCglobal標(biāo)準(zhǔn),采用應(yīng)用程序為中心的架構(gòu)以及層次調(diào)用的思想,根據(jù)EPC中間件的標(biāo)準(zhǔn)要求,本系統(tǒng)中間件的結(jié)構(gòu)分為通信管理、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用程序接口3個模塊。其中通信管理模塊是ALE規(guī)范模型中與底層設(shè)備交互的部分,數(shù)據(jù)管理模塊則完成了ALE規(guī)范模型中的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)過濾和數(shù)據(jù)存儲等主要處理功能,應(yīng)用程序接口主要完成中間件對4個管理系統(tǒng)的對接功能,為上層的應(yīng)用提供可以使用的訪問對象,并傳遞處理后的標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息,是中間件和上層4個管理系統(tǒng)間通信的橋梁[2]。
　　
　　本系統(tǒng)中RFID中間件的主要功能有:
　　
　　1、提供對網(wǎng)絡(luò)中所有RFID設(shè)備的配置和管理功能。包括選擇讀寫器與計算機(jī)的通信模式,如串口、網(wǎng)口的選擇,配置串口的屬性參數(shù),如串口號、波特率等;設(shè)置RFID讀寫器的屬性,如讀寫器的識別間隔、識別模式、天線的選擇和設(shè)置等;操作和監(jiān)控讀寫器,如打開和關(guān)閉讀寫器、讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)、查詢讀寫器的狀態(tài)和屬性等。
　　
　　2、數(shù)據(jù)接收和處理功能。接收讀寫器采集的數(shù)據(jù)信息,分離標(biāo)簽中的四票信息,四票信息的加密處理等。
　　
　　3、數(shù)據(jù)的分發(fā)上傳。數(shù)據(jù)的上傳分兩種情況,第1種情況是礦端寫卡的同時,將卡內(nèi)四票信息同時通過中間件分發(fā)上傳到4個管理信息系統(tǒng)中,第2種情況是在稽查或者回收的時候,通過讀取卡內(nèi)信息,通過中間件分別提供4種票據(jù)信息給各自管理系統(tǒng),進(jìn)行比對和統(tǒng)計。
　　
　　5安全措施
　　
　　在系統(tǒng)的安全保證方面,保留了原來煤炭銷售票控機(jī)及管控系統(tǒng)的USBkey身份認(rèn)證,數(shù)據(jù)加密等安全措施[3],二維碼技術(shù)一定程度上消除了票據(jù)偽造的可能,但卻存在銷售票被偷遞使用得問題,因此在本系統(tǒng)中采用三層認(rèn)證技術(shù)保證了煤控卡的安全,杜絕了偽造卡的現(xiàn)象發(fā)生。
　　
　　zui基本的射頻識別系統(tǒng)由3部分組成[4]:
　　
　　標(biāo)簽（Tag）:由耦合元件及芯片組成;每個標(biāo)簽具有*的電子編碼附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象;
　　
　　讀寫器（Reader）:讀取（寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備,可設(shè)計為手持式或固定式;
　　
　　天線（Antenna）:在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。
　　
　　射頻卡與讀寫器之間采用雙向驗證機(jī)制,即讀寫器驗證射頻卡的合法性,同時射頻卡也驗證讀寫器的合法性;處理前,卡要與讀寫器進(jìn)行三次相互認(rèn)證,而且在通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都加密。三層認(rèn)證基于安全認(rèn)證管理數(shù)據(jù)庫中存有煤控卡的UID及認(rèn)證號,具體過程如下:
　　
　　1、讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號;當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器工作場時,其天線產(chǎn)生感應(yīng)電流,使標(biāo)簽獲得能量被激活,并向讀寫器發(fā)送出自身編碼等信息;
　　
　　2、讀寫器接收到來自標(biāo)簽的載波信號,對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至計算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理;計算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該標(biāo)簽的合法性,若判斷為不合法,則發(fā)送錯誤代碼;若合法,發(fā)送卡的認(rèn)證號。
　　
　　3、票卡接受認(rèn)證號后判斷認(rèn)證信息是否合法,若不合法則發(fā)送錯誤代碼;若合法,則認(rèn)證通過啟動交互模式。
　　
　　6結(jié)論
　　
　　本文在保留原有煤炭銷售票,煤炭調(diào)運單、煤炭過磅單、煤炭可持續(xù)發(fā)展基金票各自后臺管理系統(tǒng)的前提下。將礦端開票、票據(jù)的驗核銷等環(huán)節(jié)進(jìn)行了有效地整合,實現(xiàn)了一體化閉環(huán)式管理。為煤炭管理部門在進(jìn)行煤炭票務(wù)整合提供了可依據(jù)的方案。