宽动态人脸消费系统方案
1人脸、IC卡消费系统概述
1.1系统使用背景及特点
围绕着政府机关的信息化建设目标，本方案规划建设的政府机关人脸+IC卡消费管理系统，对机关单位的食堂消费管理是进行全方位、多层次的管控，利用智能卡、人脸识别及技术,通过智能信息管理系统的建设，帮助政府机关在信息化建设方面建立先进的业务管理平台。
在数字化的新时代，一卡通系统已不仅仅局限于智能卡的技术，结合了当前人脸等生物识别的技术，多元识别关联到同一卡户来完成各种应用场合的精细化管控。
1.2客户需求及解决方法
l 卡户的基本人员信息管理：原IC卡系统卡户上记录了机关各类人员的身份与基本情况，可在原IC卡系统的IC卡不变的情况下，在新系统中通过人脸采集关联注册建立起原卡户的生物识别应用；
l 人脸+IC卡消费管理：在食堂消费时需要对人员身份进行鉴别，借助智能卡和人脸识别技术进行身份识别，实现食堂消费管理。固定职员无论是用人脸还是IC卡均可完成消费。外来人员使用临时IC卡进行消费。
l 人事关系管理：当有新的人员调入机关，有HR权限的管理人员导入人员信息，即可以根据这个信息发行一张智能卡，关联该人员的姓名、性别、部门、职位等信息后开始投入使用，同时通过人脸采集关联注册建立起该卡户的生物识别应用。
1.3政府机关一卡通系统的金融服务管理效益分析
l 餐厅就餐管理：利用员工人脸+IC卡进行就餐付费是一卡通系统重要的功能之一。使用员工卡及人脸识别进行就餐付费可节省买菜等待的时间、避免病毒的传播、减少食堂工作人员清点现金的工作、避免差错造成的损失。食堂采用专用的就餐机，有较强的防油、防污能力，能方便地从员工的政府机关卡中扣除购买饭菜款。食堂MIS系统，可通过统计图表来分析就餐的人数和高峰时间，并掌握员工的就餐消费情况，为改善餐厅的经营状况提供可靠的依据。
2系统总体设计及识别介质
2.1政府机关一卡通系统的设计原则
根据政府机关卡系统当前的应用需求和今后的发展方向，系统的设计应遵照以下原则：
l 易用性原则
政府机关一卡通系统是一个集成了多种高新技术的复杂系统。技术的选择既要考虑先进性，又要考虑实用、可靠和成熟。在系统所有功能的设计中，都必须考虑用户使用的方便性，提供友好的用户界面，操作简单，直观灵活，易于为用户所接受。
l 标准化和规范化
政府机关的金融功能和政府机关管理功能应参照相应的国际标准、国家标准和行业标准。具体而言，员工卡的金融功能应重点参考金融行业的PBOC规范进行设计。
l 开放性和可扩充性
系统应该具备良好的开放性，能够将业界最好的产品整合进来，在向用户提供性价比最好的一卡通系统的同时，也可按用户要求定制多种个性化解决方案。随着业务功能的不断拓展，应用规模的不断扩大，要求系统在功能上是可扩充的，以及相应的服务器系统、网络系统、应用软件都能平滑升级和扩展，以最大限度地保护用户的投资。
l 高可靠性与安全性
安全性和可靠性体现在服务器系统、网络通信设备、IC卡用户终端设备、IC卡卡片数据、数据库系统等各个方面，关键部分应能进行集中的控制和管理。整个系统必须有完整的安全策略，以保证服务器系统、网络系统的工作的连续性，保障数据的一致性和完整性。
2.2系统支持的识别介质类型
Mifare One S50/S70
非接触IC卡，又名感应卡，由IC芯片，感应天线组成，并完全密封在一个标准PVC卡片中， 无外露部分。非接触式IC卡的读写过程，通常由非接触型IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。非接触型IC卡本身是无源体， 当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、存储等，并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统，无论是硬件结构，还是操作过程都得到了很大的简化，同时借助于先进的管理软件，可脱机的操作方式，都使数据读写过程更为简单。
辅助生物识别——面部识别
人脸识别工作原理：人脸识别基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识，达到识别不同人身份的目的。通过人脸识别技术与一卡通技术结合，将人员卡户与人脸识别绑定，提供了更便捷的无卡支付、无卡考勤、无卡身份识别的场景应用。
2.3系统通讯组网方式
本次方案中所涉及的设备均使用标准TCP/IP方式进行联网在线管理，对于部分设备附近无法有限接入网络的地方也可采用无线WIFI进行连接。
3软件组成及功能描述
3.1软件体系架构
采用国际先进的多层体系架构，中间件技术开发数据交换中心，真正实现了卡通、库通、网通。一卡通系统的1＋N+1模式，即“1个平台＋N个子系统应用+1个统一门户”。搭建好数字化园区的平台后，在平台上可以根据需要增加用户应用子系统扩展而不需要改变平台，充分体现了系统良好的可扩展性和系统容量。新构建的一卡通软件系统不仅满足当前用户一卡通应用的要求，还满足将来客户数字化建设的技术要求，具有一定前瞻性
一卡通系统涉及政府机关管理、生活的方方面面，由于各个政府机关性质、方向、管理制度和信息化发展的不同，各个单位实际情况差异较大，一卡通系统必须与政府机关的实际环境紧密结合，才能顺利的推广应用，才能达到良好的效果，而随着改革的深入，政府机关的规模、结构和管理制度均在不停的发展变化，这对一卡通系统的建设提出了更高的要求，一卡通系统既要便于随着企业和学校实际环境的变化而调整，扩充；又要能够与政府机关的现有和将来的其它系统相互连接，有机地组成信息化管理环境。因此系统的软件功能结构设计非常重要，必须在保证系统核心结构相对稳定的前提下，提高系统应用、扩展的灵活性。
为此，从软件系统总体上，我们将一卡通系统的功能进行仔细划分，根据与政府机关实际环境和应用的关联程度，将公用模块和基础模块抽取出来组成稳定的核心平台，结合“数据集中，统一交换”的思想，将系统分为平台、数据层等几部分
Ø 数据层：承担整个系统的数据存取，可以保证数据的安全和处理的效率；
Ø 业务处理系统：处理一卡通系统中各个不同应用子系统的业务逻辑处理，随着学校环境和需求的变化发展，通过改变或增加业务处理系统能很快适应应用需要，而不影响整个系统的稳定；
Ø 平台模块：作为系统基础或通用的处理功能，与企业学校的实际应用环境关联较少，相对稳定；
Ø 客户服务：由服务传送总线和终端处理组成，向政府机关一卡通用户及外围系统提供及时、统一、多方式、全面的数据交换和应用手段。保证数据发生变化能实时反映到整个系统。
系统配合使用Struts、Spring、Hibernate技术的功能及优势，提出基于MVC模式将3大框架结合的架构作为大型J2EE应用程序的解决方案，用Struts构建整体框架，Hibernate技术实现持久层，Spring实现整合和管理。完成业务层和数据库层之间的交互，给出了具体设计过程和实现细节。这两种架构相结合很好地解决了系统的实际开发过程中效率低、不易于维护、低耦合及可移植性差等问题，使得系统扩展更容易，兼容性更强，应用更广泛，使用更方便。
一卡通支撑平台：提供整个一卡通系统的软、硬件支撑，包括数据库服务器、应用服务器、查询统计服务器。
卡务中心管理子系统：卡务中心管理子系统作为一卡通系统的核心业务子系统，包含卡注册、卡片发行、卡片注销、卡片挂失、卡片拾遗、卡片挂失解挂、卡片维护等多项功能。
一卡通信息管理平台由中心主体及各个子系统模块构成，中心主体包含以下内容：
Ø 一卡通系统基础平台：卡户管理业务平台、电子钱包结算平台、二次开发对接平台；
Ø 一卡通管理中心：设备监管中心、卡务中心、结算中心、分析中心。
一卡通系统中有着完整的自主研发、拥有知识产权的产品体系。IC卡机具读写卡业务不依赖网络、计算机和数据库，保证宕网宕机后可以脱机运行；多级后备电源保证市电停电后还能可靠售饭洗澡；特殊的抗干扰设计保证系统符合电磁兼容性标准；部分机具达到IP65防护等级。根据学校政府机关一卡通系统的安全、稳定、先进的整体需求，使用基于TCP/IP 协议的硬件设备和软件系统，为学校设计具有针对性的个性化系统整体解决方案。
3.2一卡通子系统功能介绍
3.2.1 餐厅消费子系统
本系统是针对食堂餐饮收费管理环节进行信息化建设，构建一卡通智慧餐饮管理系统，系统围绕着餐厅就餐服务需求，提供宽动态人脸识别消费模式，高效智能化地解决食堂供餐管理的工作。管理部门可以通过该系统的智能化管理，控制交易过程，防止做弊，保证交易过程及数据的安全性，提高工作质量、工作效率和管理水平。
智能收费人脸消费机：台式和挂式
l 系统结构
本系统由宽动态人脸收费设备、网络及网络设备、实时收费管理软件等部分组成。
识别介质：
(1)IC卡：统一使用本一卡通系统发行的IC卡。
(2)生物识别：使用预录入的照片关联卡户档案生成个人的脸部识别征码。
l 收费POS机：
提供宽动态人脸收费机、手持POS机、人脸识别通道一体机等可以选用。
l 网络及网络设备：
使用TCP/IP通信协议的终端POS机与交换机直接连接到主干网，管理中心的终端通信前置机即可对终端POS机进行数据传输、管理和控制。
l 管理软件：
本系统管理软件全部部署在管理中心的应用程序服务器上，客户端PC机使用管理软件时，可按权限范围直接调用。
² 参数设置：按照业务要求，设置各类相关参数；
² 灵活的卡类设置：设置了不同卡片类型的管理功能，可根据持卡人的不同身份分配不同消费卡类，便于对内部员工与不同来源的客人执行不同的用餐标准；
² 完善的交易限制：为了保证卡户金额的安全性，可设置消费免输密码金额，即当消费金额超过免输密码金额时，必须输入正确密码才可消费；且在系统中还可设置每张卡每餐或每日最大消费金额，如消费金额累计超过此金额，则当餐或当天不能再消费；这样消费限制，杜绝了恶性透支，即使持卡人丢失了卡片，在来不及挂失的情况下，也可以保证持卡人损失最小化；
² 多模式消费：本系统中具有灵活多样的消费模式，如定额单价模式、随机模式、商品模式、计时模式，并具有限额、限次功能；
² 支持商品消费：商户在管理软件中设置好商品信息，并下传到收费终端，管理员即可通过输入商品编号或扫描商品条码进行收费；
² 细致的交易查询：对数据进行查询和统计时，可以按照交易类别、交易部门、交易商户、交易区域、交易人员，或按照餐段、每日、每月等，来进行相对应报表的统计查询，亦可统计每个终端设备的交易情况；
² 全面的统计报表：核算餐厅承包商在每餐、每日、每月的消费额及消费人次，准确统计就餐人数，避免在准备食品时造成的浪费，从而也达到节省成本的目的；
² 退款处理：根据业务需要，对某些款项进行退费处理；
² 良好的扩展性：本系统可延伸到用于其它收费项目的收费管理；
² 脱机正常运行：由于此系统的中心工作是刷卡或刷脸消费，首要考虑的是保证刷卡的正常运行，所以采用的所有消费机均是自带存储机制的，在脱离网络的情况下可记账工作，从而使消费过程可以暂时脱离对网络系统的依赖，网络恢复后即可进行数据传输。
² 财务平衡功能：具有独特严密的账务平衡体系，从卡片读写、数据记录、数据传输、系统恢复等方面均设置了完善的安全保障措施，确保了消费数据的准确性和完整性；
² 餐厅商户每日结算或任意周期结算，系统具有消费金额出错后的处理机制。
² 消费数据能够按多级统计，最终一级可按POS机统计交易数据。
² 各级工作站可保留交易流水，便于与中心主机系统交易流水进行对账。
² 具有强大的数据统计分析功能和强大的报表功能，可实现日、月、年、某一时段的报表处理，可查询各食堂当次、当天的收入情况，消费者当天、每月、每年的消费情况，为消费者、决策管理者提供详实的材料，便于管理人员进行管理。
² 灵活多样的消费方式，可进行智能设置和项目价格定制，设定单次最高消费额，消费金额大于最高消费额启用钱包消费密码，保护一卡通账户资金安全。
² 具有可靠的读写卡功能，自动识别"伪卡"功能，持伪卡、假卡、挂失卡消费，窗口机能自动报警。
² 窗口机具有脱网工作能力，网络恢复后能保证最新数据的一致性；有较大存储容量，黑名单处理策略先进合理，能满足实际需求。
² 预留打印接口，能满足各种消场所费的需求。
² 双面显示屏，操作员和用户可同时查看显示屏内容。
² 根据机具不同，可以采用标准TCP/IP通讯，标准10M RJ-45接口，即插即用，可直接接入以太网使用，由消费管理软件分配IP地址，每笔消费数据在联机时可以自动实时上报，在脱机时可以自动保存。
4硬件设备参数及功能介绍
4.1 IC读写器
lCPU类型：M3处理器，快速、低能耗；
l 通讯方式：USB口接入电脑；
l 读卡频率：13.56MHz；
l 语音提示：蜂鸣提示；
l 读写卡距离：≤4CM；
l 读写卡时间：＜1S；
l 平均功耗：＜0.5W。
4.2系统管理员UKEY
l CPU类型：M3处理器，快速、低能耗；
l 通讯方式：USB口接入电脑；
l 数据安全：与电脑通讯全部采用密文格式；
l DENS 加密存储系统密钥参数；
l 可存储15万条管理员充值取款记录；
l 平均功耗：＜0.1W。
4.3安卓宽动态人脸、IC卡一体消费机
1、Android版本：7.1
2、CPU: RK3288 , 四核 A17，主频 1.8GHz
3、主板内存容量: 2GB/4GB
4、内置存储器: EMMC FLASH 8GB/16G/32G 标贴8GB
5、显示屏类型：主屏 5寸液晶屏，带电容触屏，分辨率1280*720
副屏 7寸液晶屏，分辨率1024*600
6、网络支持：
（1）1 个 PCIE 接口，支持扩展 3G/4G通讯模块
（2）1 个 RJ45 以太网接口，支持 Ethernet
（3）1 个 wifi&BT 模块，支持 Wi-Fi 802.11b/g/n 协议
（4）支持 BT3.0/BT4.0
7、板载接口：2个USB接口、1个RJ45以太网接口、1个音频接口、1个电源接口
8、尾线延伸接口：1个RJ45以太网接口、1个电源接口、1个USB接口
9、音频输出:左右双声道输出,支持4R*3W 喇叭
10、系统升级: 支持 TF 卡/USB，远程OTA升级含增量升级
11、识别技术：200万宽动态高清高速单目摄像头
配30万像素扫描二维码识别器
宽动态人脸识别，人脸算法标配5000人脸容量；
IC卡读卡（自带IC卡读写器）
12、键盘：19键机械键盘
13、外观颜色：黑色/白色
14、电源：12V5A
