基于指纹IC卡的驾驶培训管理系统设计与实现-图文

第29卷第4期Vol.29No.42008青岛理工大学学报JournalofQingdaoTechnologicalUniversity基于指纹IC卡的驾驶培训管理系统设计与实现辛玉青(青岛市道路运输管理局,青岛266061摘要:指纹识别技术和IC卡技术是21世纪的新技术,把指纹识别技术同IC卡技术结合起来,是目前最有应用前景的.笔者介绍了一种基于指纹识别和IC卡技术的驾驶员培训管理系统的设计与实现方案.根据机动车驾驶员培训管理业务的需求,提出了驾培行业管理信息化的解决方案,旨在借助信息技术提高驾培管理的技术水平.关键词:指纹识别;IC卡;数据库;信息采集;C/S结构中图分类号:TP273+.5文献标志码:A文章编号:16734602(200804009405DriverTrainingManagementSystemDesignandItsImplementationBasedonFingerprintICCardXINYuqing(QingdaoRoadTransportationManagementBureau,Qingdao266061,ChinaAbstract:ThetechniquesoffingerprintidentificationandIC(IntegratedCircuitcardarethenewertechnologyofthetwentyfirstcentury.Nowthefusionofthetwoisoneofthemostpromisingapplications.Thispaperintroducesaplanbasedonthedrivertrainingmanagementsystemdesignanditsimplementation.Accordingtotherequirementsofthedrivertrainingmanagement,thispaperputsforwardasolutiontotheinformationizationofthedrivertrainingmanagementinordertoimprovethedrivertrainingmanagementwiththehelpofinformationtechnology.Keywords:fingerprintidentification;ICcard;database;dataacquisition;C/Sstructure收稿日期:20080110作者简介:辛玉青(1962,女,山东青岛人.高级工程师,主要从事计算机软件工程研究.Email:windyxyq@163.com.机动车驾驶员培训是一个面向社会的应用领域,以往的驾驶员培训主要采取人工手段培训,即由教练员凭经验掌握培训学时和内容,培训过程存在较大的随意性,无论是培训质量还是培训学时都不能达到交通部规定的有关驾驶员培训的要求.这将给交通安全驾驶带来极大的事故隐患,甚至在发生交通事故进行责任倒查时也无法提供完整的实时培训记录,因此,传统的驾培管理模式已远不能满足行业运营和管理的需要.随着驾驶员培训管理技术的发展,以计算机和网络技术为代表的信息技术正在取代传统的培训管理模式[1].笔者介绍了一种指纹式IC卡驾驶员培训管理系统,实现对驾培全过程的信息化管理,确保培训信息的真实性和准确性,实现驾驶员报名、培训一卡化!管理,以提高驾驶员培训管理水平和学员的培训质量.第4期辛玉青:基于指纹IC卡的驾驶培训管理系统设计与实现1系统架构此管理系统以青岛市驾培中心作为系统的中心,该中心由局域网组成,设立系统主服务器,服务器采用双机热备份工作方式运行.中心既是市内驾培报名管理中心,又通过VPN远程通讯与8个县区级驾培中心和全市60个驾校相连接,将市级中心局域网与覆盖县区级和驾校的广域网有机结合,并配置数据库中心服务器、防火墙、交换机、客户端、外部接口(包括IC卡读写设备、照相设备、阅卷机设备等等设备,形成全市统一完整的驾培报名培训架构(见图1.系统中心的数据管理采用以C/S(客户端/服务器结构为基础的分布式管理模式,更适合驾驶员培训业务系统的应用,对系统整体的运转效率最高.在C/S结构下,市级、县区级驾培中心和驾校可以分别在自身的本地数据库中进行,对系统的压力较小,所有业务数据可以定时汇总、上传到中心服务器,通过处理和存储业务信息以及上传和下传的通讯方式保持整个系统数据的一致性和完整性.图1驾驶员培训管理系统结构示意图根据青岛市驾驶员培训的业务特点,采用C/S结构和分布式数据库的方式更适合驾驶员培训业务系统的应用.最典型的C/S体系结构的数据库应用,由客户应用程序和数据库服务器程序两部分组成.数据的储存管理功能由服务器程序独立进行,一旦运行数据库服务器程序的应用服务器程序被启动,就随时等待响应客户程序发来的请求,服务器程序根据预定的规则作出应答,送回结果.在C/S结构的应用中,前台程序可以变得非常瘦小!,保持了数据的连续性和继承性,使得C/S体系下的数据库变成了公共、专业化的仓库,得到独立的专门管理[2].2系统功能设计按照系统功能划分,系统由指纹式IC卡读写系统(包括车载式和外挂式、驾培IC卡和驾培业务管理软件系统组成(见图2.系统设计方案以指纹式IC卡作为技术支撑点,为加强IC卡的防伪性,采用指纹式验证方式使用[3].图2指纹式IC卡计时培训管理系统示意图2.1IC卡读写系统IC卡读写系统主要实现学员报名时采集指纹,利用新一代指纹读写设备将指纹信息作为学员档案信息存在系统中,培训时识别指纹以确定学员身份,防止替学或缺课,从根本上确保学员的培训学时和培训质量.驾培IC卡作为学员指纹信息、档案信息和培训动态信息的传递介质,实现存储、读写学员从报名开始一直到培训结束的静态信息(如学员姓名、性别、出生年月、身份证号、居住地等和动态信息(培训科目、培训起始时间、培训结束时间、车动时间、车停时间等.培训结束后管理部门将驾培卡作为学员档案予以存档,每个驾培卡是唯一的,且不95青岛理工大学学报第29卷可复制.驾培业务管理软件实现将IC卡读写系统和IC卡采集、传递的信息进行处理、分析和汇总,只有满足交通部规定的学时才能生成学员培训记录,作为学员结业和考试的依据.此管理系统监控县区级驾培中心和驾校的业务,由于是C/S结构模式,县区级驾培中心和驾校全部利用远程通讯访问中心服务器,管理软件对集中存储的培训信息可以随时生成所需的业务信息,查询业务数据,是整个系统的后台处理枢纽,保持全市培训信息的一致性和完整性.2.2密钥管理系统密钥管理系统是驾培管理系统的独立子系统,由IC卡读写设备厂家制作完成,主要实现系统密钥的生成和密钥系统中各种类型卡的生成.IC卡按照权限等级分为领导卡、主密钥卡、主密钥传输卡、工作密钥卡和工作密钥传输卡.制作密钥卡需要采集2枚指纹(见图3生成密钥卡作为使用地域的唯一加密识别信息,防止复制和伪造.采用独有的二代身份证照相技术和标准,通过现场采集学员照片等信息,将照相信息自动传到学员档案中,学员只需持二代身份证报名和采集指纹信息即可完成报名过程,减少了学员报名的程序.而对一些身份证中已储存的信息如姓名、性别、年龄以及照片等信息可以通过设置接口直接采集到系统中来,避免二次录入信息时带来的效率降低和差错.2.3车载指纹式IC卡设备车载指纹式IC卡设备的实现原理如图4所示.车载指纹式IC卡设备采用压感式指纹传感器件,可以采集到98k字节的指纹图像.核心部件是指纹传感器,其性能、稳定性直接影响到指纹识别设备的稳定性.在采集指纹图像的过程中,由于手指的干湿度不同,采用不同的传感器控制参数,传感器控制电路通过对手指特性的分析,完成对传感器采集参数的修正,保证采集到指纹图像的清晰度.在车载指纹式IC卡计时设备中专门设计了实时时钟电路,可以实时显示当前时间,在车载设备断电后仍然能正常工作.液晶屏采用一种FTN正性显示、半透式的图形液晶,具有白色背光,采用并口操作方式,屏幕刷新频率快.专用的通信电路,用于手持机与计算机之间的通信,内置的64k的EEPROM存储器,用来存储设置参数和多达几千条的训练信息,断电后信息不丢失.键盘控制电路支持正常按键、长按键、防按键抖动等按键控制功能.自适应IC卡电路同时支持智能IC卡(CPU卡和普通的存储卡,对卡中的数据采用加密处理,防止数据的篡改.车辆传感器电路采用光电转换的方法,提高传感器电路的抗干扰能力.2.4驾培卡驾培卡是指纹式IC卡驾培管理系统中的信息存储介质,本系统中的IC卡类型分为学员IC卡、教练员IC卡、管理员IC卡和考核员IC卡.96第4期辛玉青:基于指纹IC卡的驾驶培训管理系统设计与实现学员IC卡中存储持卡人编号、姓名、指纹、理论学习信息、结业鉴定信息、训练累计信息和训练明细等内容,可存储512条训练明细信息.教练员IC卡中存储持卡人编号、姓名、指纹、基本信息、审验和所带学员信息的训练明细信息等内容,可存储近400条训练明细信息,亦可重复使用.管理员IC卡和考核员IC卡中存储持卡人编号、姓名、指纹、设置参数等内容,可按照操作权限设置使用级别.2.5驾培管理软件图5所示为驾驶员培训管理系统的业务流程图,将驾培管理与驾校训练有机地结合在一起,在满足驾校自动区分场地训练、道路训练、白天训练和夜间训练的计时信息基础上,通过培训信息统计、分析和查询等功能,使指纹式IC卡驾培管理系统的后台信息处理更加完善[4].图5驾培系统业务流程图系统主要实现对驾驶学校管理和内部管理,驾驶学校管理需建立驾校信息、驾驶学校教练员信息、驾驶学校管理员信息、驾驶学校考核员信息和驾驶学校教练车信息,以及驾驶学校的经营许可证管理等;内部管理主要包括教学大纲的设定、收费标准的确定、学员档案管理、票据的管理、各类IC卡的发放、系统密钥管理和学员培训信息的监管及审核等,并记录学员的学习课时,以此作为准予学员结业的依据.系统采用了基于面向对象的编程模式,采用分模块开发的模式,系统技术含量高、安全性高、可扩充性好、易于维护.通过统一的权限设置,对各个功能模块进行权限设置.控制每个用户可以操作的菜单项,保证数据的机密性.通过用户登录口令验证,保证了数据的安全性.3系统解决方案采用IBMx346双机热备服务器作为主数据库服务器,主数据库服务器与Client端通过网线连接,服务器端采用Windows2003Server操作系统、MicrosoftSQLSever2000数据库和TCP/IP协议与客户端进行数据交换[5].客户端采用Windows2000/XP作为操作系统、装有MicrosoftSQLSever2000客户端与MicrosoftSQLSever2000数据库建立连接、通过TCP/IP协议与服务器进行数据交换,以PowerBuilder作为主要开发工具.系统的数据管理采用分布式管理模式,即所有业务数据全部汇总在市级驾培管理中心的服务器上.基于上述的C/S结构,通过分别构建市级和县级驾培管理局域网,以2~4次/d的传输频率将市级与县级驾培网络进行连接,处理驾培系统中学员档案、考试信息等相关业务.特别考虑了在学员指纹采集系统、指纹校验和对比、指纹设备应用等方面的技术先进性和可操作性,使业务数据分布采集、集中管理,保持数据的安全性和一致性.针对驾驶员培训行业业务涉及面广、情况复杂等特点,采用独立管理的模式,设计语言为PB语言,数据库采用SQLServer2000,配置正版杀毒软件和防火墙设备作为安全保障.在通讯方面,使用宽带加固定IP的方式,驾驶学校和驾培管理中心之间通过宽带进行数据传输,没有权限的用户不能远程访问本系统.97青岛理工大学学报第29卷98针对系统既要符合国家规定的教学大纲的要求,又要具有对教学大纲进行调整的需求,软件设计充分考虑了灵活性和可扩展性,为未来发展需要扩展、升级等提供了灵活的操作途径.4系统应用评价分析本系统已经在青岛市驾驶员培训管理部门、五市三区驾培管理部门和50多所驾校中广泛应用.驾校的教练车上安装了指纹式IC卡计时器,并作为最末端的终端设备采集学员信息,逐层上传培训信息,由驾培管理部门监控驾校的培训状况,形成了完整的、良性的运行机制,完全摆脱了以前落后的手工操作模式,使用价值高,应用前景好.而本系统独有的指纹式IC卡计时技术和全青岛市驾培系统网络一体化等技术是其主要技术特点.在网络设计、数据接口、软件协议、数据采集等方面和数据库、存储设备等设计中充分考虑了安全策略和安全管理、软件设计和应用两大方面的规范化、标准化、科学化,从而保证了应用系统中的采集、存储、传输和处理的完整、一致.系统主要实现了以下功能:(1学员报名采用指纹采集保证培训学员的真实性;培训数据集中管理,便于行业管理部门进行监管,保证培训质量.(2照相采用新技术,其信息作为学员档案的组成部分,提高档案的可查阅性.(3驾校数据定时上传,驾培管