加油卡管理系统的设计与实现.docx
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加油卡管理系统的设计与实现
武汉理工大学
毕业设计（论文）
加油卡管理系统的设计与实现
学院（系）：
信息工程学院
专业班级：
电子科学与技术0903
学生姓名：
李泉助
指导教师：
吕锋
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书
2、不保密囗。
（请在以上相应方框内打“√”）
作者签名：
年月日
导师签名：
年月日
本科生毕业设计（论文）任务书
学生姓名：
李泉助专业班级：
电子0903
指导教师：
吕锋工作单位：
武汉理工大学
设计（论文）题目:
加油卡管理系统的设计与实现
设计（论文）主要内容：
1.学习、掌握与加油卡管理系统相关的理论与技术；
2.进行加油卡管理系统的总体设计；
3.完成加油卡管理系统运行环境的搭建；
4.完成系统的数据库及相应应用软件的设计与实现；
5.进行加油卡管理系统的仿真实验。
要求完成的主要任务:
1.研究分布式数据库系统结构的特点，完成加油卡管理系统的数据库；
2.在.NET框架下，实现加油卡管理系统数据的采集与输出；
3.完成加油卡管理系统的仿真实验；
必读参考资料：
[1]XinChen，DevelopingApplicationFrameworksin.NET，Apress,2005,08:
[2]RalphKimball,TheDataWarehouseLifecycleToolkit,SecongEditong,WileyComputerPublishing,2009.09
[3]王云晓等.基于.NET的数据库访问优化策略[J].计算机与现代化，2011（6）:
91-93;105.
指导教师签名：
系主任签名：
院长签名（章）
武汉理工大学
本科生毕业设计（论文）开题报告
1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）
1.1设计的目的及意义
集成电路卡（IntegratedCircuitCards，简称IC卡），是一种将存储有大量信息的芯片附着在基本介质上的一种卡。
其特点是体积小、存储容量大、安全性高、使用方便等。
智能卡目前已经成为了一门新兴的技术产业，并以其强大的生命力飞速向前发展，这主要是在于它具有的独特的特点和优点。
随着智能卡技术的发展，越来越多的行业中都能见到智能卡的应用。
在成品油销售行业中的应用便是众多应用之一。
使用智能卡加油不仅可以节省加油时间、免除携带现金和找零的麻烦，还可以帮助企业用户进行用油管理，使管理者掌握每辆车的加油记录。
更重要的是还可以提高客户对销售企业品牌的忠诚度，加强对品牌的认同，提供客户增值服务，协助完成企业的销售目标。
本文就是在这种前提下，应用智能卡技术、分布式数据库技术、单片机技术、网络技术等开发出的加油卡管理系统。
通过本系统的应用，可以实现企业内部加油一卡通，实现企业对实际用油情况的统计分析，加强企业的精细化管理，适应时代的新需求、新需要。
1.2目前加油卡系统国内外现状研究
1.2.1国外加油卡系统的现状
（1）加油卡系统的行业应用
在国外，加油卡的应用兴起于80年代，伴随着计算机网络技术、通讯技术和油机技术的高速发展，加油卡系统在商业利益的驱动下也得到了迅速的发展。
目前，埃索（ESOS）公司的加油卡系统在英国覆盖人口总数70%以上的地区和3%0以上的高速公路，拥有1700多座加油站，是英国最大的网络油品公司。
DCI公司的油卡系统分布在爱尔兰、英国和欧洲，在爱尔兰拥有140多座加油站，在英国有400多座加油站，是欧洲最大的网络油品公司。
DCI公司利用其加油卡系统可实时调整油品价格，保持竞争力，并能够实现对当日报表的汇总，保证了公司经营决策的准确性。
由于其加油卡能在整个欧洲范围内使用，对于旅行者来说是十分方便。
（2）信用卡系统的广泛应用并进而取代加油卡是在所难免的
信用卡系统由发卡机构、刷卡终端、远程数据通讯系统、财务结算系统等几部分组成。
经过近百年的发展，信用卡系统已经遍布全球，形成了完善可靠的网络体系。
目前国外较大的信用卡国际性组织有威士国际组织、万事达国际组织、美国运通国际股份有限公司、大来信用证有限公司、CJB日本国际信用卡公司。
这些组织发行的信用卡在世界各地均有使用。
国外的加油站除了为车辆加油之外还具有商场和休闲场所，信用卡的统一结算性能势必包括了加油费用的结算;同时加油站本质上也是商品销售点，使用信用卡结算成为必然。
但信用卡的使用受发卡机构的终端网络分布范围的限制，所以在欠发达国家和地区主要集中在城市使用。
由此可以看出，与加油卡相比信用卡应用于加油站付费更有优势，主要在于:
信用卡的普及范围广泛;信用卡系统完善成熟;采用信用卡可以省去建立加油卡系统的巨额投资;采用现有的信用卡系统可以免去加油卡系统的维护费用和财务结算费用;信用卡可以满足持卡人的多种消费用途，更利于推广。
1.2.2国内加油卡系统的现状
（1）国内加油卡发展过程
我国加油卡系统的发展集中在90年代后期，发展的起点比较高，一般均采用银企合作的方式进行。
据不完全统计，全国有20余个地区（市）级以上的石油公司建立了加油卡系统，规模较大的几家是:
北京石油公司、上海石油公司、云南石油公司、山东石油公司、大庆石油管理局。
同时由于我国加油站归属行业分散，许多企业也自行建立了加油卡系统。
（2）加油站刷卡计费终端技术还需突破
加油站计费刷卡终端专用硬件设备工业级产品的研制，因投入大，没有大的进展。
现有使用的硬件设备大多为商业级，在加油站环境中的耐久性和稳定性存在不足。
（3）加油卡系统均不能利用现有的银行信用卡
我国加油卡系统虽然采用了银企合作的方式，但没有合理利用现有的银行信用卡系统，投资较高，同时银行信用卡也不能在加油卡系统中使用，这就为持卡人带来了不便。
（4）无统一的行业标准
从目前各省市投入使用的加油卡系统来看，不同地区、行业、公司之间缺乏统一标准，加油卡互不通用，这为加油卡的流通设置了障碍。
2、基本内容和技术方案
2.1设计的基本内容
学习、掌握与加油卡管理系统相关的理论与技术；进行加油卡管理系统的总体设计；完成加油卡管理系统运行环境的搭建；完成系统的数据库及相应应用软件的设计与实现；进行加油卡管理系统的仿真实验。
2.2涉及的技术方案
图2.2加油卡管理系统拓扑结构
用分布式数据库系统建立加油卡管理系统的数据库。
用星型拓扑结构，中心站点采用时间戳、子站点采用修改戳生成出版集，解决慢速网络环境下异构数据库的异步数据复制[1]。
再通过IC卡技术，在.NET框架下，即可实现加油卡数据的采集与输出以及系统各功能模块设计与实现。
在.NET框架下，通过对IC卡和分布式数据库技术的结合，就实现了加油卡刷卡购油，而且建立的加油卡管理系统可实现加油卡信息进行汇总分析、信息发布的功能。
3、进度安排
第1－3周：
查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的专业知识。
确定方案，完成开题报告。
第4－5周：
学习分布式数据库系统相关方面知识。
第6－7周：
了解IC加油卡技术，学会在.NET框架下实习数据的采集和输出。
第8－9周：
完成系统总体结构设计。
第10－14周：
系统各功能模块设计与实现
第15－17周:
完成并修改毕业论文，准备毕业答辩。
4、指导教师意见
指导教师签名：
年月日
摘要
近年来，随着我国经济的飞速发展，给机动交通工具加油作为商品流通领域的重要行业，在人们的经济生活和日常生活中占有越来越重要的位置。
油票、现金等传统支付手段给石油公司带来的各种弊端，使得石油公司下决心借助先进的技术手段、管理方式等多方面措施进行改革。
因此，使用具备存储量大、数据保密性好、抗干扰能力强、存储可靠、读卡设备稳定、操作速度快、脱机工作能力强等优点的智能IC卡作为加油、结算和管理的载体，无疑是必然的趋势。
作者完成加油卡管理系统所做的主要内容有：
1.进行加油卡管理系统的总体设计；
2.完成加油卡管理系统运行环境的搭建；
3.完成系统的数据库及相应应用软件的设计与实现；
4.完成加油卡管理系统的仿真实验。
本文通过对目前大型工矿企业的车辆加油现状进行分析，结合IC卡技术、分布式数据库技术、C++编程技术，确定了IC卡联网加油的软、硬件方案，以及IC卡加油系统中各终端功能。
研究了加油卡结构设计、系统数据安全设计，IC卡初始化及加油卡储值这四部份内容。
最后通过编写加油卡初始化软件和加油卡发卡储值软件，实现了加油卡初始化、新卡发售、旧卡储值、储值数据查询等功能。
IC卡加油网络管理系统开发完成后，应用到生产实际中，运行状态良好，达到了设计的要求。
关键词：
分布式数据库，IC卡
Abstract
Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofChina’seconomy,fuelingformotortransportinthecirculationofcommoditiesasanimportantindustry,inpeople’seconomiclifeanddailylifeplaysanincreasinglyimportantposition.Oilnotes,cashandothertraditionalmeansofpaymenttoreformbymeansofadvancedtechnology,managementandothermeasures.Therefore,theuseofavailablestoragecapacity,dataconfidentiality,andanti-interferenceability,reliablestorage,cardreaderequipment,stability,operationspeed,abilitytoworkoffline,etc.ThesmartICcardsasrefueling,carrierbillingandmanagement,nodoubtisinevitable.
Themaintopicsofthecontentsare:
1.Overalldesignofthefuelcardmanagementsystem;
2.Completethefuelcardmanagementstructuresofthesystemoperatingenvironment;
3.CompletedatabaseandapplicationsoftwaredesignandImplementation;
4.CompletethesituationofFuelcardmanagementsystem.
Inthispaper,weanalyzethecurrentvehiclerefuelingstatusoflarge-scaleindustrialandminingenterprises,combineICcardtechnologydatabasetechnology,C++programmingtechniques,schemeoutthesoftwareandhardwareprogramsoftheICcardrefuelingnetwork,aswellasthefunctionofeachterminaloftheICcardrefuelingsystem.Includingfourpartsresearch:
therefuelingcardstructuredesign,systemdatasecuritydesign,ICcardinitializationandthecards’stored-value.Finally,throughtheprogrammingoftherefuelingcardinitializationsoftwareandrefuelingstored-valueandissuingsoftware,achievethefunctionssuchascardinitialization,saleofnewcards,oldcardstored-value,stored-valuedataquery.
TheICcardrefuelingnetworkmanagementsystemhasalreadybeenappliedtoproductionpracticeafterdevelopment,whichrunsingoodconditionandmeetsthedesignrequirements.
Key:
DistributedDatabase,ICcard
1绪论
1.1课题的背景、目的及意义
集成电路卡（IntegratedCircuitCards，简称IC卡），是一种将存储有大量信息的芯片附着在基本介质上的一种卡。
其特点是体积小、存储容量大、安全性高、使用方便等。
智能卡目前已经成为了一门新兴的技术产业，并以其强大的生命力飞速向前发展，这主要是在于它具有的独特的特点和优点。
随着智能卡技术的发展，越来越多的行业中都能见到智能卡的应用。
在成品油销售行业中的应用便是众多应用之一。
使用智能卡加油不仅可以节省加油时间、免除携带现金和找零的麻烦，还可以帮助企业用户进行用油管理，使管理者掌握每辆车的加油记录。
更重要的是还可以提高客户对销售企业品牌的忠诚度，加强对品牌的认同，提供客户增值服务，协助完成企业的销售目标。
本文就是在这种前提下，应用智能卡技术、数据库技术、单片机技术、网络技术等开发出的一套成品油智能卡联网加油系统。
通过本系统的应用，可以实现企业内部加油一卡通，实现企业对实际用油情况的统计分析，加强企业的精细化管理，适应时代的新需求、新需要。
1.2目前加油卡系统国内外现状研究
1.2.1国外加油卡系统的现状
（1）加油卡系统的行业应用
在国外，加油卡的应用兴起于80年代，伴随着计算机网络技术、通讯技术和油机技术的高速发展，加油卡系统在商业利益的驱动下也得到了迅速的发展。
目前，埃索（ESOS）公司的加油卡系统在英国覆盖人口总数70%以上的地区和3%0以上的高速公路，拥有1700多座加油站，是英国最大的网络油品公司。
DCI公司的油卡系统分布在爱尔兰、英国和欧洲，在爱尔兰拥有140多座加油站，在英国有400多座加油站，是欧洲最大的网络油品公司。
DCI公司利用其加油卡系统可实时调整油品价格，保持竞争力，并能够实现对当日报表的汇总，保证了公司经营决策的准确性。
由于其加油卡能在整个欧洲范围内使用，对于旅行者来说是十分方便。
（2）信用卡系统的广泛应用并进而取代加油卡是在所难免的
信用卡系统由发卡机构、刷卡终端、远程数据通讯系统、财务结算系统等几部分组成。
经过近百年的发展，信用卡系统已经遍布全球，形成了完善可靠的网络体系。
目前国外较大的信用卡国际性组织有威士国际组织、万事达国际组织、美国运通国际股份有限公司、大来信用证有限公司、CJB日本国际信用卡公司。
这些组织发行的信用卡在世界各地均有使用。
国外的加油站除了为车辆加油之外还具有商场和休闲场所，信用卡的统一结算性能势必包括了加油费用的结算;同时加油站本质上也是商品销售点，使用信用卡结算成为必然。
但信用卡的使用受发卡机构的终端网络分布范围的限制，所以在欠发达国家和地区主要集中在城市使用。
由此可以看出，与加油卡相比信用卡应用于加油站付费更有优势，主要在于:
信用卡的普及范围广泛;信用卡系统完善成熟;采用信用卡可以省去建立加油卡系统的巨额投资;采用现有的信用卡系统可以免去加油卡系统的维护费用和财务结算费用;信用卡可以满足持卡人的多种消费用途，更利于推广。
1.2.2国内加油卡系统的现状
（1）国内加油卡发展过程
我国加油卡系统的发展集中在90年代后期，发展的起点比较高，一般均采用银企合作的方式进行。
据不完全统计，全国有20余个地区（市）级以上的石油公司建立了加油卡系统，规模较大的几家是:
北京石油公司、上海石油公司、云南石油公司、山东石油公司、大庆石油管理局。
同时由于我国加油站归属行业分散，许多企业也自行建立了加油卡系统。
（2）加油站刷卡计费终端技术还需突破
加油站计费刷卡终端专用硬件设备工业级产品的研制，因投入大，没有大的进展。
现有使用的硬件设备大多为商业级，在加油站环境中的耐久性和稳定性存在不足。
（3）加油卡系统均不能利用现有的银行信用卡
我国加油卡系统虽然采用了银企合作的方式，但没有合理利用现有的银行信用卡系统，投资较高，同时银行信用卡也不能在加油卡系统中使用，这就为持卡人带来了不便。
（4）无统一的行业标准
从目前各省市投入使用的加油卡系统来看，不同地区、行业、公司之间缺乏统一标准，加油卡互不通用，这为加油卡的流通设置了障碍。
1.3课题研究内容及组织结构
设计的基本内容包括：
学习、掌握与加油卡管理系统相关的理论与技术；进行加油卡管理系统的总体设计；完成加油卡管理系统运行环境的搭建；完成系统的数据库及相应应用软件的设计与实现；进行加油卡管理系统的仿真实验。
论文的组织结构如下：
第1章绪论。
绪论部分介绍了加油卡管理系统的发展现状，以及本文的目的和意义。
第2章加油卡管理系统的研究基础。
本章介绍了IC卡技术，数据库的特点、分类和体系结构以及.NET框架。
第3章加油卡管理系统的总体方案设计。
主要介绍了加油卡管理系统的构成和总体设计方案。
第4章加油卡管理系统部分模块设计与实现。
介绍了本系统卡结构的设计、数据卡的设计以及系统组成模块各功能的设计和实现。
第5章系统数据安全性设计与实现。
介绍了本系统数据安全性方面采用的技术和方法。
第6章总结与展望。
本章对论文的主要工作进行总结。
1.4本章小结
本章通过分析国内外IC卡技术发展现状及IC卡加油系统的现状，结合一些大型工矿企业，油田企业需求的分析，提出了针对大型企业使用智能卡储值加油，实现企业内部加油一卡通的总体目标。
这一目标的实现可以极大的提高生产效率和管理水平。
逐渐实现和国内外成品油销售先进技术接轨。
2加油卡管理系统的关键技术
2.1IC卡技术
2.11IC卡简介
IC卡（集成电路卡）是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。
IC卡在有些国家和地区也称智能卡、智慧卡、微电路卡或微芯片卡等。
它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中，做成卡片形式;己经十分广泛地应用于包括金融、交通、社保等很多领域。
IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁，在ISO国际标准中称之为接口设备IFD。
IFD内的CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。
IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分，根据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。
2.1.2RFID卡的主要技术
射频识别RFID技术是一种利用电磁波进行信号传输的识别方法，被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置[2]。
射频识别IC卡是一种使用电磁波和非触点来与终端通信的IC卡。
使用此卡时，不需要把卡片插入到特定读写器插槽之中。
一般来说，通信距离在几厘米至1米范围内。
射频识别卡使用得较多，而且发展潜力较大。
射频识别IC卡有主动式和被动式之分。
主动式卡是指卡片需要主动靠近读卡器，用户需要将卡在读卡器上晃过才完成交易;被动式卡不用出示卡片，只要走过读卡器的范围，即可完成交易。
目前世界上最先进的非接触IC卡就采用了独特的RFD技术。
2.2分布式数据库技术
分布式数据库系统是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统。
分布式数据库系统使计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要集中的多个逻辑单位连接起来，共同组成一个统一的数据库系统[3]。
因此，分布式数据库系统可以看成是计算机网络与数据库系统的有机结合。
2.2.1分布式数据库的特点
一个完善的分布式数据库系统应该具有如下特点:
（1）分布性:
数据存储在由计算机网络连接的地理上分散的多个地点，而不是存储在一个地方。
（2）逻辑整体性:
数据虽然在物理上分散在各个站点中，但在逻辑上却构成一个整体，由一个分布式数据库管理系统统一管理。
（3）站点自治性:
各地点上的数据由本地的DBMS管理，具有自治处理能完成本地点的应用。
（4）数据分布透明性:
用户不必关心数据是如何被逻辑分片的，数据及段是否被复制及复制副本的个数，数据及其片段的物理位置分布的细节以及部场地上数据库支持哪种数据模型。
（5）集中与自制相结合的控制机制:
分布式数据库系统常常采用集中和相结合的控制机制。
局部的DBMS可以独立管理局部数据库，同时系统又设有集中控制机制，协调各局部DBMS的工作[4]。
（6）存在一定的数据冗余:
尽量减少冗余度是集中式数据库系统的目标而在分布式数据库中，为了提高系统的可靠性、可用性和改善系统性能，适数据冗余是必须的。
2.2.2分布式数据库系统的分类
按照局部数据库管理系统的数据模型分类，分布式数据库系统可以分为同构型DDBS和异构型DDBS。
如果各个站点上的数据库的数据模型都是同一个数据的，则称该数据库系统是同构型DDBS，如SDD-1，POREL等;如果各站点上库的数据模型的类型是各不相同的，则称该分布式数据库系统是异构型DDBS如MULTIBASE，DDTS等。
按照分布式数据库控制系统的类型分类，分布式数据库可以分为全局控制集中型DDBS、全局控制分散型DDBS和全局控制可变型DDBS。
如果分布式数据库系统中的全局数据字典位于一个中心站点，由中心站点完成全局事务的协调和局部数据库转换等所有控制功能，则称该DDBS为全局控制集中型DDBS;如果全局控制机制和全局数据字典分散在网络的各个站点上，且每个站点都可以完成全局事务的协调和局部数据库转换，每个站点既是全局事务的参与者又是全局事务的协调者，则称该DDBS为全局控制分散型DDBS:
全局控制可变型DDBS是介于前两种类型之间的DDBS，根据应用的需要，站点被分为主站点和辅助站点两组，主站点包含全局控制机制和全局数据字典，辅助站点则不包含全局控制机制和全局数据字典。
2.2.3分布式数据库系统的体系结构和组成成分
分布式数据库是分布式数据库系统中各站点上数据库的逻辑集合[5]。
与集中式数据库一样，分布式数据库也是由两部分组成。
一部分是应用数据库，即关于应用所需要的数据的集合，它是分布式数据库的主体。
另一部分是数据字典，即关于数据库中数据结构的定义以及全局
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