當(dāng)前監(jiān)獄一卡通技術(shù)日趨成熟，已涵蓋了門禁管理、訪客管理、停車場(chǎng)管理、巡更、消費(fèi)等子系統(tǒng)。但在實(shí)際應(yīng)用中卻普存在諸多問題，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：

　　其一，系統(tǒng)過于單一，僅能實(shí)現(xiàn)一卡通系統(tǒng)中的部分應(yīng)用，無(wú)法滿足使用者的基本需求;

　　其二，子系統(tǒng)的迭加，將用戶的需求拆分為不同的應(yīng)用子系統(tǒng)，僅能實(shí)現(xiàn)表面意義的“一卡通”，即眾多子系統(tǒng)中，表面上用戶使用同一張卡，實(shí)際上各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)并未實(shí)現(xiàn)共享，給系統(tǒng)的管理者和使用者都帶來(lái)了很多問題;

　　其三，由于監(jiān)獄一卡通系統(tǒng)在應(yīng)用中對(duì)安全、便捷、高效、節(jié)能等方面的考慮較為欠缺，致使實(shí)際效能下降。

　　設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的先行官，優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)確保技術(shù)先進(jìn)及工程質(zhì)量至關(guān)重要。因此，在設(shè)計(jì)監(jiān)獄一卡通系統(tǒng)時(shí)，必須要考慮上述問題。

　　監(jiān)獄一卡通各子系統(tǒng)

　　監(jiān)獄一卡通系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的所有控制器均要求采用 TCP/IP 的通訊模式或RS485 的通訊模式，以達(dá)到系統(tǒng)的靈活配置與保證一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、管理的高效性和使用的便利性。

　　現(xiàn)以某監(jiān)獄為例，該智能監(jiān)獄一卡通設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能包括以下幾個(gè)方面。

　　門禁管理系統(tǒng)

　　門禁訪客管理系統(tǒng)主要考慮設(shè)置在如下區(qū)域：

　　· 重要機(jī)房(含控制中心、槍械管理中心、弱電機(jī)房等);

　　· 監(jiān)區(qū)各大門、通道門、監(jiān)區(qū)門、監(jiān)獄房門等;

　　· 門禁管理主要是針對(duì)上述區(qū)域內(nèi)的通道采用門禁方式，管理通道上進(jìn)出的人員，且刷卡數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。

　　門禁系統(tǒng)主要由門禁控制器和門禁管理主機(jī)、IC卡讀卡器、門磁、電子鎖、出門按鈕及報(bào)警按鈕、攝像機(jī)等組成。

　　該系統(tǒng)由管理主機(jī)與控制器間的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)管理層、控制器與讀卡器的RS485網(wǎng)絡(luò)前端設(shè)備層組成?？刂破骷蟹胖糜诒O(jiān)獄弱電井道中或?qū)ｉT的房間內(nèi)，以方便維修、維護(hù)。

　　門禁系統(tǒng)采用RS485通信方式，其傳輸距離較遠(yuǎn)，控制器可以集中放置，每層的控制器可統(tǒng)一放在弱電井道或者特殊房間內(nèi)。另外，由于485通信走的是總線型，一個(gè)四門控制器只要從控制器拉一根通信總線到一號(hào)讀卡器，再到二號(hào)讀卡器，這樣就大大減少了通信線的數(shù)量，節(jié)約了成本，也方便維護(hù)。

　　訪客管理系統(tǒng)

　　訪客管理系統(tǒng)主要是針對(duì)監(jiān)獄內(nèi)的訪客(車輛)進(jìn)行管理。在監(jiān)獄的入口處設(shè)置登記處，訪客(車輛)來(lái)訪通過登記處登記信息，獄政科進(jìn)行確認(rèn)，登記處發(fā)放卡片獲得通行的權(quán)限。具體訪客(車輛)進(jìn)出模式包括下面幾種。

　　人員進(jìn)出

　　臨時(shí)用戶進(jìn)入監(jiān)區(qū)必須先到門衛(wèi)處辦理信息登記。身份證交予警衛(wèi)，警衛(wèi)將身份證信息用專用掃描儀將身份證信息掃描進(jìn)訪客管理系統(tǒng)，然后填寫相應(yīng)的事由，陪伴民警等信息，門口進(jìn)行拍照，照片存檔。此人的身份證將交予警衛(wèi)管理。

　　警衛(wèi)將數(shù)據(jù)上傳到獄政科，由獄政科的民警或者值班領(lǐng)導(dǎo)同意確認(rèn)后，方可發(fā)卡給來(lái)訪人員。

　　來(lái)訪人員從監(jiān)獄邊門刷卡進(jìn)入監(jiān)區(qū)，去相應(yīng)的場(chǎng)所由陪伴民警帶領(lǐng)過去。臨時(shí)卡的授權(quán)由門衛(wèi)處辦理，門衛(wèi)處選擇好路線，系統(tǒng)將路線信息寫入卡片，臨時(shí)人員只能打開此路線的所屬門，別的房門不能打開，即預(yù)設(shè)路徑方式。

　　臨時(shí)使用者由獄警陪伴走出大門時(shí)，需要自行刷卡出門，此時(shí)卡片有效期已過，將不能再次刷開監(jiān)獄大門。如想再次進(jìn)入監(jiān)區(qū)需重新辦卡。持卡人將卡片(此時(shí)已無(wú)效)拿到門衛(wèi)處交予警衛(wèi)，警衛(wèi)在讀卡器上讀卡，將此卡進(jìn)入時(shí)相對(duì)應(yīng)的身份證數(shù)據(jù)和照片同時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用出來(lái)，進(jìn)行人工對(duì)比。

　　車輛進(jìn)出

　　同樣，臨時(shí)車輛進(jìn)入監(jiān)區(qū)必須先到門衛(wèi)處辦理信息登記。身份證和駕駛證交予警衛(wèi)，警衛(wèi)將身份證信息用專用掃描儀將身份證信息掃描進(jìn)訪客管理系統(tǒng)，然后填寫相應(yīng)的事由，陪伴民警等信息，門口進(jìn)行拍照(包括車輛整體和車牌)，照片存檔。警衛(wèi)將數(shù)據(jù)上傳到獄政科，由獄政科的民警或者值班領(lǐng)導(dǎo)同意確認(rèn)后，方可發(fā)卡給來(lái)訪車輛的駕駛員。駕駛員在專用的刷卡器上刷卡，此時(shí)鐵門(第一道門)打開，車輛進(jìn)入鐵門后由地感控制將鐵門關(guān)閉，此時(shí)攝像機(jī)開始攝像，民警上前檢查車輛。錄像信息由監(jiān)控系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)，停車管理系統(tǒng)只需要給錄像機(jī)一個(gè)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)開始錄像即可。確認(rèn)無(wú)誤后，警官去值班室刷卡+密碼將二道門打開，去相應(yīng)的場(chǎng)所由陪伴民警帶領(lǐng)過去，由民警刷卡開門，臨時(shí)卡無(wú)權(quán)刷監(jiān)區(qū)內(nèi)的其它門禁。

　　臨時(shí)車輛由獄警陪伴走出大門時(shí)，需要自行刷卡打開二道門出門，此時(shí)卡片有效期已過，將不能再次刷開監(jiān)獄大門(在出門處安裝讀卡器票箱，由司機(jī)自行刷卡)，如想再次進(jìn)入監(jiān)區(qū)，需要重新辦卡。

　　在線巡更管理系統(tǒng)

　　此處所說的巡更管理系統(tǒng)主要是指基于在線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)巡更管理系統(tǒng)，其主要功能特點(diǎn)如下：

　　· 圖文監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)控巡更進(jìn)程與事件記錄、異常巡檢報(bào)警(需要給巡檢人員發(fā)放巡檢卡，記錄為實(shí)時(shí));

　　· 班次線路：支持不同巡更人員的不同巡更班次和巡更線路、約束巡更點(diǎn)的巡檢時(shí)間和巡檢策略;

　　· 事件記錄：持事件卡或按事件代碼實(shí)時(shí)上傳或記錄巡檢發(fā)現(xiàn)的事件;

　　· 資料來(lái)源：系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以基于門禁讀卡器上巡更人員的刷卡記錄。

　　監(jiān)獄一卡通系統(tǒng)組成

　　該監(jiān)獄一卡通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

　　系統(tǒng)一卡通管理中心 (長(zhǎng)期用戶)

　　監(jiān)獄一卡通管理中心主要是對(duì)整個(gè)監(jiān)獄的一卡通系統(tǒng)進(jìn)行集中管理。管理中心是整個(gè)一卡通系統(tǒng)的系統(tǒng)中樞，它有一個(gè)綜合性的管理職能——其中包括：網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)，以監(jiān)控各系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行情況;對(duì)智能卡管理，負(fù)責(zé)卡片的授權(quán)發(fā)行、掛失、注銷，負(fù)責(zé)設(shè)定卡片的使用范圍和權(quán)限;清算管理;數(shù)據(jù)管理;系統(tǒng)管理;報(bào)表分析等。

　　管理系統(tǒng)

　　管理系統(tǒng)是該系統(tǒng)必備一個(gè)應(yīng)用軟件終端，又稱為M終端，是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理軟件，負(fù)責(zé)系統(tǒng)應(yīng)用邏輯的實(shí)現(xiàn)，也是系統(tǒng)主要的人機(jī)交互的接口。每個(gè)管理系統(tǒng)可以自由的選配子系統(tǒng)的組成;也可以配置為不同的管理系統(tǒng)，管理不同的業(yè)務(wù)(eg：門禁、考勤等)，還可以配置一個(gè)管理系統(tǒng)同時(shí)管理所有的一卡通管理業(yè)務(wù)，由公共的人事管理與卡片管理及其各個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)組成。

　　通信中心

　　通信中心是該系統(tǒng)必須的一個(gè)應(yīng)用軟件，又稱P終端(Service Proxy)。它承接管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)與智能卡終端的TCP/IP之Socket通信，是整個(gè)系統(tǒng)通信部分的核心所在，它的主要功能體現(xiàn)如下幾個(gè)方面：

　　第一方面：集中管理系統(tǒng)各個(gè)邏輯模塊的數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的表達(dá)(將操作員在管理系統(tǒng)的操作通過管理系統(tǒng)傳輸給通信中心，由通信中心解析管理系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)包，根據(jù)解析出的資料包，針對(duì)相應(yīng)的智能卡終端執(zhí)行指定的操作，并將操作結(jié)果返回給管理系統(tǒng))。

　　第二方面：集中管理智能卡終端，使得所有智能卡終端對(duì)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共享，從而使任何一個(gè)管理端在權(quán)限允許的情況下都可以控制和訪問任何一個(gè)智能卡終端。

　　協(xié)力廠商面：集中管理與認(rèn)證各個(gè)終端的合法性、集中偵測(cè)各個(gè)終端的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、集中處理各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的通信異常、報(bào)文糾正等。

　　第四方面：對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性、協(xié)議通信的可靠性與安全性給予保證，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)包文的動(dòng)態(tài)加密與解密，收集各個(gè)終端主動(dòng)上傳的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的集中存儲(chǔ)等。

　　第五方面：對(duì)系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷功能的許可管理。

　　遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)

　　遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)是系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，又稱R終端，它是面向客戶服務(wù)的一個(gè)系統(tǒng)，主要用于系統(tǒng)故障的診斷。它能夠充分運(yùn)用WAN網(wǎng)絡(luò)在征得客戶的通信中心授權(quán)(即需要使用者在通信中心開啟遠(yuǎn)程診斷服務(wù)，缺省情況下是關(guān)閉的，禁止任何非客戶一卡通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有連接)的情況下，由相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員直接連入客戶的一卡通網(wǎng)絡(luò)，通過專用的診斷軟件檢測(cè)使用者現(xiàn)場(chǎng)的智能卡終端設(shè)備，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的智能卡終端采用協(xié)議級(jí)的分析處理，在第一時(shí)間解決系統(tǒng)運(yùn)行中各種各樣的操作問題和故障問題，且通過特殊的設(shè)計(jì)，它不會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一卡通系統(tǒng)運(yùn)行的正常性能產(chǎn)生影響。

　　Web查詢與服務(wù)系統(tǒng)

　　Web查詢與服務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)可選配的系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)一卡通運(yùn)行記錄的數(shù)據(jù)Web查詢，此系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)一起組成B/S結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)，可用過Internet Browser(瀏覽器)查詢各種數(shù)據(jù)，包括各種門禁系統(tǒng)的進(jìn)出開門記錄、各種管制記錄、報(bào)警記錄等。

　　卡終端

　　智能卡終端是所有控制主機(jī)的總稱，具體到某一種型號(hào)，可以按協(xié)議中不同的設(shè)備類型命名為不同的終端，如門禁控制器在協(xié)議中用A表示，故所有門禁控制器都稱為A終端;通道控制器在協(xié)議中用T表示，故所有通道控制器都稱為T終端。該系統(tǒng)中所有智能卡終端都具有TCP/IP通信和串口通信兩種方式。

　　結(jié)構(gòu)體系介紹

　　該監(jiān)獄一卡通系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從總體上可以劃分為：

　　· 由管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、控制系統(tǒng)和通信中心、WEB查詢服務(wù)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)等組成的系統(tǒng)應(yīng)用軟件以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層;

　　· 以智能卡終端和其它配套設(shè)備組成的控制器網(wǎng)絡(luò)層;

　　· 讀卡器網(wǎng)絡(luò)層。

　　這三層結(jié)構(gòu)間的通信方式包括：

　　· 由系統(tǒng)應(yīng)用軟件組成以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層之間采用TCP/IP通信;

　　· 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層與控制器網(wǎng)終層之間，有TCP/IP和RS485兩種通信方式，可以采用TCP/IP通信，也可以采用RS485通信，且允許兩種通信方式混合;

　　· 讀卡器網(wǎng)絡(luò)層與控制器網(wǎng)絡(luò)層之間統(tǒng)一采用RS485通信。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)

　　該監(jiān)獄一卡通系統(tǒng)允許TCP/IP與RS485兩種通信方式混合存在，使得系統(tǒng)對(duì)客戶現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的走線選擇變得非常方便;如果客戶現(xiàn)場(chǎng)有充足的HUB埠和已經(jīng)布有局域網(wǎng)線路，則可以充分運(yùn)用客戶現(xiàn)有局域網(wǎng)絡(luò)而不必專門布線即可實(shí)現(xiàn)一卡通管理;另外，也可以選擇某些節(jié)點(diǎn)采用專用的485網(wǎng)絡(luò)，而某些節(jié)點(diǎn)選擇局域網(wǎng)走線。當(dāng)然，也可以選擇整個(gè)系統(tǒng)采用專用的RS485網(wǎng)絡(luò)，將某些設(shè)備與就近的一個(gè)控制系統(tǒng)組成一個(gè)子網(wǎng)，而不必將線路統(tǒng)一布到某個(gè)指定的地方，最后通過控制系統(tǒng)連入單位的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。這樣，系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及對(duì)性能要求的不同，靈活選擇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備組成，充分運(yùn)用使用單位的現(xiàn)有以太網(wǎng)絡(luò)，而不一定要求另外專門布線即可實(shí)現(xiàn)一卡通的應(yīng)用。

　　系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)的管理和對(duì)設(shè)備的管理是由獨(dú)立的管理系統(tǒng)和通信中心或控制系統(tǒng)來(lái)完成的，面向應(yīng)用的管理系統(tǒng)和面向設(shè)備的控制系統(tǒng)分開設(shè)計(jì)，使管理者可以更專注于業(yè)務(wù)的管理;而另一方面，使得使用者對(duì)專用設(shè)備的管理和控制透明化，解脫了對(duì)復(fù)雜專業(yè)設(shè)備的日常管理;系統(tǒng)的Socket多機(jī)觸發(fā)通信和串口通信中控制系統(tǒng)的存在，可以大大分?jǐn)傁到y(tǒng)的處理速度。系統(tǒng)的Socket通信機(jī)制，使所有數(shù)據(jù)都是由每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過TCP/IP和指定的Socket埠自動(dòng)上傳，這樣，大大地降低了通信中心采用傳統(tǒng)的485通信方式時(shí)需要花費(fèi)的大量輪循和處理任務(wù)，使得通信中心可以達(dá)到非常大的處理能力和非?？斓奶幚硭俣?。

　　采用TCP/IP通信方式時(shí)，使用通信中心的設(shè)備檢測(cè)或配套發(fā)行的專用設(shè)備檢測(cè)軟件，可以檢測(cè)并查找出所有網(wǎng)絡(luò)上的控制主機(jī)，然后可以方便地修改控制器的運(yùn)行參數(shù)(如控制器的IP、屏蔽、網(wǎng)關(guān))。

　　對(duì)于因系統(tǒng)故障而引起的風(fēng)險(xiǎn)控制，系統(tǒng)除了遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的解決方案之外，在設(shè)計(jì)時(shí)也考慮了這些問題，當(dāng)整個(gè)一卡通系統(tǒng)的某個(gè)部位產(chǎn)生故障時(shí)，不會(huì)影響到整個(gè)一卡通系統(tǒng)的運(yùn)行。系統(tǒng)具有離線運(yùn)行的能力，經(jīng)過離線運(yùn)行后，在網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時(shí)，會(huì)將離線運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的開門記錄、收費(fèi)記錄、進(jìn)出記錄等自動(dòng)、主動(dòng)上傳，即使是采用RS485通信方式時(shí)，也會(huì)由控制系統(tǒng)自動(dòng)去收集設(shè)備中的離線運(yùn)行記錄。

　　對(duì)于某些實(shí)時(shí)性要求很高的應(yīng)用，系統(tǒng)同樣可以得到很徹底的解決;由于系統(tǒng)的Socket通信方式由查詢改為觸發(fā)的方式，所有對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和滯留數(shù)據(jù)都由各個(gè)控制器主動(dòng)提交，而不是由通信中心到每個(gè)終端上收集資料，通信中心只負(fù)責(zé)對(duì)任務(wù)的響應(yīng)，負(fù)荷很低。

　　管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件相互獨(dú)立，這樣設(shè)計(jì)所帶來(lái)的好處是：

　　允許在多個(gè)計(jì)算機(jī)上安裝多個(gè)管理系統(tǒng)，不同的管理系統(tǒng)可以管理不同的業(yè)務(wù);允許在多個(gè)計(jì)算機(jī)上安裝多個(gè)控制系統(tǒng)，不同的控制系統(tǒng)管理不同的控制器;這樣做的好處是現(xiàn)場(chǎng)走線非常靈活，另一方面，系統(tǒng)的管理容量也大大的增加。

　　對(duì)于管理系統(tǒng)操作員發(fā)出的操作請(qǐng)求(如遙控開門)，通過管理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)包發(fā)向通信中心再轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)解析執(zhí)行，然后轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的控制器，控制器執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作(如，把門打開)，將執(zhí)行結(jié)果返回給控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)將返回的結(jié)果經(jīng)通信中心轉(zhuǎn)發(fā)給管理系統(tǒng)，在管理系統(tǒng)上將提示操作員的執(zhí)行結(jié)果。

　　另一方面，管理系統(tǒng)的應(yīng)用子系統(tǒng)是可以按不同的要求進(jìn)行配置的;控制系統(tǒng)的應(yīng)用子系統(tǒng)也是可以按不同的應(yīng)用要求進(jìn)行加載的。

　　對(duì)于不同系統(tǒng)的應(yīng)用許可可以作出明細(xì)的權(quán)限定義，對(duì)于同一種應(yīng)用的不同權(quán)限也可作出明細(xì)的定義;另外，對(duì)于不同系統(tǒng)的設(shè)備操作許可可以作出明細(xì)的權(quán)限定義，對(duì)于同一種應(yīng)用的不同設(shè)備權(quán)限也可作出明細(xì)的定義。專用設(shè)備的控制透明化，使得系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的復(fù)雜管理均由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成，這樣的設(shè)計(jì)可以避免大容量系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)集中處理的瓶頸，使基本數(shù)據(jù)的處理任務(wù)分?jǐn)傇诟鱾€(gè)控制系統(tǒng)上，從而提高了系統(tǒng)的運(yùn)行性能。