天然气销售系统统一读卡器的设计和实现

中国石油规划总院 王爱玲 柴宏恩

中石油昆仑燃气有限公司 高 峰

天然气销售系统统一读卡器的设计和实现

中国石油规划总院 王爱玲 柴宏恩

中石油昆仑燃气有限公司 高 峰

目前在用的各种IC卡表都有厂家自带的售气系统、燃气卡和读卡器，且自带的售气系统基本上都是单机版。营业厅操作人员需要针对不同IC卡表厂家同时使用多个不同售气系统及多个读卡器，且售气流程不同，操作繁琐，为燃气收费带来很大地不便。通过统一读卡器型号、制定IC卡读写卡接口规范、以ActiveX方式封装各厂家提供的动态库、对外提供完全透明的统一接口，实现燃气收费系统的统一，实现不同IC卡表厂家读卡器的统一，为燃气公司的燃气收费统一管理、信息共享和统计分析带来了极大的便利。

城市燃气 收费系统 IC卡表 IC卡接口 动态库 读卡器

近年来，随着我国经济和城市化的发展，天然气作为清洁能源越来越受到重视，城市燃气、CNG、LNG等终端销售业务发展迅速，中国石油对天然气终端销售市场非常重视，开始大力发展天然气下游业务，并组建了中石油昆仑燃气有限公司，对天然气下游业务实现专业化、统一化管理。随着城市燃气业务在国内100多个城市的开展，用户已达到400余万户，且每年以约10%用户量在增长，因此迫切需要建立统一的天然气销售管理系统，实现对城市燃气终端销售的管理，提高企业对终端市场的反应速度，提高管理水平，增强现金流管理，规范优化业务流程，降低操作人员劳动强度，提高服务效率及服务水平，提升企业竞争力。

根据中国石油“十二五”IT总体规划，2011年11月开展“中国石油天然气零售系统”试点实施，试点单位为昆仑燃气的苏北分公司及7家地市公司。燃气表作为城市燃气收费计量的核心设备，有机械表、IC卡表和智能远程表三大类，它的寿命一般为5~8年。目前昆仑燃气在用的IC卡表厂家有50多家，苏北分公司在用IC卡表产自10余家厂家。各种IC卡表都有厂家自带的售气系统、燃气卡和读卡器，且自带的售气系统基本上都是单机版。营业厅操作人员需要针对不同IC卡表厂家同时使用多个不同售气系统及多个读卡器，且售气流程不同，操作繁琐，为燃气收费带来很大地不便；因各卡表厂家使用的读卡器不统一，IC卡接口和密码算法等不同，售气系统的数据孤立，给燃气公司的统一管理和统计分析带来了极大的不便；由于使用各卡表厂家燃气表多少不同，造成各售气系统任务负担不均衡；表具更换是根据库存有什么表具就换什么表具，这样会产生同一个用户使用不同厂家的表具，营业厅的操作人员在表具更换和处理时可能要在不同的售气系统进行销户、开户、换表等操作，操作不便，而且处理时间过长，造成对用户服务质量下降。

1 统一读卡器设计

通过建立统一的中国石油天然气销售管理系统，完全替代由卡表厂家自带及企业自开发的售气系统，同时通过统一读卡器的设计和实施，支持在不更换燃气表的情况下所有在用的不同厂家IC卡表用户在营业厅的开卡、补卡、购气、补气、冲正、退费等业务，以及银行柜台和银行自助机的购气业务，实现对城市燃气终端销售的统一管理。统一读卡器设计包括设计前提、设计原则及设计内容。

1.1 设计前提

IC卡包括用户卡和工具卡的制作和管理，本系统的设计只包括用户卡的制作和管理，工具卡的制作和管理功能仍由各IC卡厂家负责。

本设计不改变各厂商原有的用户卡和燃气表的控制关系，读写卡密码及相关算法由各厂商封装在动态库中。

将各厂商提供的动态库集中封装为ActiveX控件，对外提供完全透明的统一接口。采用各地区使用各自独立的控件模式，不同IC卡表厂家动态库分开部署。营业厅、银行柜台和银行自助机通过在网页中调用本地ActiveX控件实现对IC卡的读写操作。

统一读卡器选择要综合考虑兼容不同卡型(如102卡、4442卡、CPU卡)和原有设备利旧。

1.2 设计原则

本系统制定IC卡读写卡接口规范，各厂商按照统一的接口规范编写动态库，通过动态库调用本系统IC卡读写器驱动函数完成读写卡操作，并将个性化的处理逻辑屏蔽在动态库内部。各厂商提供的动态库文件名称不相同，但函数名称必须相同。

各厂商的动态库必须使用IC卡读写器最新的驱动开发，同时需要提供C++编写的测试程序，测试程序包含每一个函数的调用样例，并且测试通过。各厂商不能调用干扰其他厂家的驱动函数。

各厂商提供的动态库不需要采用任何方式的保护措施，本系统将在封装各厂商动态库时统一采取保护措施。厂商已采用硬加密狗方式的用户卡，需将硬加密改为封装到动态库的软加密。各厂商要确保通过提供的动态库进行制卡或购气后可上表。

1.3 设计内容

本设计包括IC卡接口规范制定、卡状态定义、接口函数及参数定义三部分内容，具体定义如下：

1.3.1 IC卡接口规范制定

包括通用的用户卡的读卡、写新卡、写用户卡、清卡、判卡等功能函数的定义，并且规范了返回值。

1.3.2 卡状态定义

包括空白卡、新卡、开户卡和用户卡。空白卡指未作格式化的卡，系统不识别此状态的卡。新卡指格式化后的卡，有厂商标识的卡，由厂家出厂前格式化的白卡或系统将用户卡格式化的卡。开户卡指完成新表的一卡一表绑定，开户卡完成卡表绑定后自动变为用户卡，用户卡不能再次进行卡表绑定。用户卡指在用表的用户日常购气所用的卡。

1.3.3 接口函数及参数定义

接口函数包括读卡函数、写新卡函数、写用户卡函数、清卡函数、判卡函数。每个函数都有输入和输出参数。各函数的输入/输出参数包括：串口号、波特率、卡类型、卡状态、用户卡号、地区代码、气量、购气次数、补卡次数、表内累计用气量、表内剩余气量、表内报警气量、表内充值上限、表内透支额度等。各函数的返回值包括：是否注册用户、读设备状态、有无卡、读卡密码次数、该卡是否损坏、读卡是否正常、是否用户卡、密码核对、写卡是否正常、备份气量是否正确、通讯端口关闭是否正常、该卡是否为新卡或插反、该卡非本系统卡、该卡不是新卡、用户卡号(地区代码)与卡内的值不匹配、清卡失败、气量超限等。接口使用串口通信。各函数功能定义如下：

(1)读卡函数功能：读出卡内数据。

(2)写新卡函数功能：将开户卡或用户卡数据写入已格式化的新卡中，并根据卡类型和卡状态确定写数据的格式。

(3)写用户卡函数功能：用于用户卡购气、退气。气量大于0代表购气，气量等于0代表退气。需要验证卡内的用户卡号和地区代码是否与传入的参数值相符合，不符合不能进行写入操作。若卡内没有地区代码，则只需要验证用户卡号相符合。

(4)清卡函数功能：将开户卡或用户卡格式化成新卡。需要验证卡内的用户卡号和地区代码是否与传入的参数值相符合，不符合不能进行格式化操作。若卡内没有地区代码，则只需要验证用户卡号相符合。

(5)判卡函数功能：根据卡片中的特征信息，识别插入的卡片是否为本厂商驱动支持的开户卡或用户卡。在读卡过程中，应避免多次尝试读卡密码造成卡报废。

2 统一读卡器实现

结合昆仑燃气和试点单位在用IC卡表和已有读卡器现状，同时考虑未来燃气表的发展等多种因素后，确定采用统一型号的读卡器作为昆仑燃气所有IC卡表的IC卡的读写设备。各IC卡表厂家按照本系统的IC卡接口规范和确定的读卡器型号对本厂家的卡表动态链接库(DLL)进行重构，动态库重构图方式见图1。

图1 动态库重构图方式

统一读卡器后IC卡购气业务见图2。

图2 统一读卡器后IC卡购气业务

本系统采用ActiveX方式，将各IC卡表厂家重构后的DLL进行集中封装成OCX控件，并部署到营业厅的PC机上，通过统一型号的读卡器，以及本系统统一界面，实现10余家IC卡表不同的IC卡开卡、充值、补卡、补气、冲正和销户以及机械表收费等功能。

3 应用效果

本系统自2013年3月上线后，将7家试点单位10余种IC卡表共20余个单机版业务系统以及机械表收费业务统一到一个收费平台，规范了所有IC卡的开卡、充值、补卡、补气、冲正和销户等以及机械表收费流程；规范并标准化了客户、帐户、服务协议、地址、房屋、现场活动、帐单、IC卡等数据信息，实现信息共享；实现了IC卡和机械表统一的用户界面，简化操作流程，提高了营业厅操作人员的工作效率，提高了服务质量；通过统一的业务数据库，实现操作层、管理层和决策层各种统计分析和决策支持。

4 结语

本系统通过试点实施，验证了在不更换燃气表的情况下，通过规范的IC卡接口，实现了不同IC卡表应用统一读卡器进行购气相关业务，系统操作简单，得到了营业厅操作人员充分肯定。本系统还将进行推广，根据试点经验并结合燃气表的发展趋势，将进一步补充完善IC卡接口规范，在推广阶段继续采用统一读卡器方法，将其它40多个IC卡表厂家自带的收费系统和读卡器替换为本系统收费及本系统已采用的统一读卡器。

Introduction of Unified Card Reader in the Natural Gas Sales Management System

PetroChina Planning and Engineering Institute Wang Ailing Chai Hongen
PetroChina Kunlun Gas Co., Ltd. Gao Feng

In the pilot implementation of the PetroChina Natural Gas Sales Management system, it encountered problems that there are many IC card meter manufacturers and each has its own charging systems, IC cards and card readers, which makes the gas charge operation very complicated. Through implementing measures, such as unified card reader model, etc, it can achieve a unified gas charging system and unified card reader, which can bring convenience to gas charges unified management, information sharing, and statistical analysis as well.

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