基于嵌入式終端的票控機(jī)的研究與設(shè)計分析論文
為了提高商業(yè)環(huán)境的規(guī)范性，很多地方都采用了票據(jù)進(jìn)行管理，例如煤炭銷售票、旅游景點的門票等。但是也造成了很多假票的產(chǎn)生，如何來保證票據(jù)的真實性和安全性是急需解決的問題。出具票據(jù)的核心是控制機(jī)，因此保證票據(jù)的真實性和安全性的關(guān)鍵就是控制機(jī)所具有的安全性。
目前，為保障數(shù)據(jù)的安全性有多種解決辦法，主要有CA認(rèn)證技術(shù)、USB Key技術(shù)和RSA,DSA,MD5等數(shù)據(jù)加密算法，但是如何將這幾種核心技術(shù)融合在一起，結(jié)合各個算法的優(yōu)點還比較少，因此，有必要結(jié)合這幾種技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究提出一種較為合理的為保障數(shù)據(jù)安全的綜合應(yīng)用方案。
1控制機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計
控制機(jī)的體系結(jié)構(gòu)中最低層的是硬件平臺，采用的是嵌入式主機(jī);第2層是虛擬硬件層，虛擬硬件層把硬件平臺跟嵌入式XPE操作系統(tǒng)相隔離，解除了硬件平臺跟操作系統(tǒng)層的藕合度，虛擬硬件層與硬件平臺緊密相連，其向XPE操作系統(tǒng)提供了硬件平臺的接口，這樣當(dāng)硬件平臺發(fā)生變化時第3層的XPE操作系統(tǒng)及上層都不用變化，保證了操作系統(tǒng)可以在不同的硬件平臺上移植，嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核對硬件的相關(guān)操作主要包括系統(tǒng)啟動初始化、任務(wù)上下文管理、中斷異常管理以及時鐘管理，都是通過硬件虛擬層來實現(xiàn)的;第3層的XPE操作系統(tǒng)通過虛擬硬件層所提供給其的接口來控制硬件平臺，XPE是Windows操作系統(tǒng)的組件化版本，所以控制機(jī)軟件完全可以不需做任何的改動運(yùn)行在XPE系統(tǒng)上，而最終的XPE系統(tǒng)體積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于XP系統(tǒng)，而且速度更快;第4層是安全控制層，安全控制層采用多種安全控制措施來保證運(yùn)行在控制機(jī)上的應(yīng)用軟件的安全性。
2控制機(jī)的安全性設(shè)計
控制機(jī)系統(tǒng)在安全性方面主要是用來保證操作人員的合法性、用戶所使用的控制機(jī)的合法性和數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)安全性3大部分。
2.1操作人員的合法性
使用控制機(jī)的用戶必須是經(jīng)過上級部門所注冊的用戶，而未經(jīng)注冊的用戶是不允許操作本系統(tǒng)的。為了解決用戶是否合法，系統(tǒng)采用了給經(jīng)過注冊的用戶發(fā)放一個USB Key，用戶在使用控制機(jī)之前，先在票控機(jī)上插入USB Key，然后輸入固定密碼和隨機(jī)密碼進(jìn)行登錄。通過這種方式可以避免非法人員使用控制機(jī)。
USB kye具有存儲容量大、數(shù)據(jù)保密性好、抗干擾(包括抗電磁干擾)能力強(qiáng)、存儲可靠、讀寫設(shè)備簡單、操作速度快、脫機(jī)工作能力強(qiáng)及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點嘆USB Key現(xiàn)在已經(jīng)成為離線電子數(shù)據(jù)存儲的主流技術(shù)，廣泛應(yīng)用于身份識別、支付工具、加密/解密、信息存儲。
2.2控制機(jī)的合法性
為了防止未經(jīng)認(rèn)證的控制機(jī)在系統(tǒng)中使用，給每一個控制機(jī)都鉛封了一個唯一的序列號，通過這種方式解決了在使用控制機(jī)時的不可抵賴性。
2.3數(shù)據(jù)傳輸過程加密
數(shù)據(jù)由控制機(jī)到后臺管理系統(tǒng)的傳輸過程中，為了防止對數(shù)據(jù)的非法篡寫和更改，對數(shù)據(jù)采用了加密處理。通常所使用的加密算法有RSA,DSA,MD5等數(shù)據(jù)加密算法等。
3基于控制機(jī)的票控機(jī)的實現(xiàn)
煤炭銷售票可以對煤炭的產(chǎn)運(yùn)等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管，從而可以實現(xiàn)煤炭行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。但是由于煤炭管理票據(jù)的繁多且沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各單位所采用的都是自身的票據(jù)體系，這樣在實際的工作中會產(chǎn)生如下問題。
(1)各部門數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一，造成后期難以進(jìn)行統(tǒng)計。如過磅票和銷售票數(shù)據(jù)不一致，調(diào)運(yùn)單與銷售票數(shù)據(jù)不一致。
(2)礦端開票手續(xù)復(fù)雜。在礦端需要開具幾種不同的票，每種票都有專門的開票流程、工具和紙張，這就造成了開票的繁瑣。
(3)運(yùn)輸單位的查票手續(xù)復(fù)雜。煤炭運(yùn)輸單位在運(yùn)輸過程中經(jīng)過相關(guān)的檢查單位查票時所需要的票不同，造成手續(xù)復(fù)雜。
(4)所涉及的相關(guān)票據(jù)沒有加入防偽驗證功能，造成在使用過程中大量的被復(fù)制偽造假票的問題。
為了使煤炭銷售票管理規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化、可控化，從而可以堵住現(xiàn)有銷售票使用的漏洞，進(jìn)而維護(hù)煤炭生產(chǎn)、銷售和運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。提出建立一套煤炭銷售票管理系統(tǒng)，其包括票控終端機(jī)、后臺管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分發(fā)3大部分。通過信息化手段對煤炭銷售票工作的分發(fā)、領(lǐng)用、使用、回收、核銷等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確、快速、高效的管理，變?nèi)斯な燮睘檐浖坝布燮�，通過內(nèi)部網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸解決票據(jù)流轉(zhuǎn)問題;采用USB Key作為身份認(rèn)證從而避免人為舞弊現(xiàn)象的發(fā)生;通過數(shù)據(jù)加密技術(shù)避免數(shù)據(jù)在傳輸過程中的信息泄露問題;通過使用票控機(jī)及票上使用二維條碼避免“假”票的產(chǎn)生。
控制機(jī)在經(jīng)過多次的'測試后已經(jīng)應(yīng)用于很多企業(yè)產(chǎn)品，其中票控機(jī)是其應(yīng)用的比較常用的地方。
在之前設(shè)計的控制機(jī)的基礎(chǔ)上增加了票控機(jī)所需要的軟件和其所需要的相關(guān)的硬件，控制機(jī)提供了供二次開發(fā)所需要的大量接口，所以很容易進(jìn)行二次開發(fā)而不需要做更多的開發(fā)接口的工作。
為了方便使用，在銷售票用戶聯(lián)上加印二維碼標(biāo)來完成網(wǎng)絡(luò)編程，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
4系統(tǒng)測試
在之前設(shè)計的控制機(jī)的基礎(chǔ)上增加了票控機(jī)所需要的軟件和其所需要的相關(guān)的硬件，控制機(jī)提供了供二次開發(fā)所需要的大量接口，所以很容易進(jìn)行二次開發(fā)而不需要做更多的開發(fā)接口的工作。
為了方便使用，在銷售票用戶聯(lián)上加印二維碼標(biāo)簽。票控機(jī)可以通過輸入的銷售票號自動生成唯一對應(yīng)的二維碼。運(yùn)輸經(jīng)營企業(yè)(帶有二維碼的銷售票進(jìn)行過關(guān)檢查。在基層查驗回收單位(公路出省口管理站、焦炭集團(tuán)、糾察隊、省銷辦)，審核人員使用手持條碼掃描儀快速采集銷售票信息，如果基層查驗回收單位事先獲得有效防偽碼編碼，就可以實現(xiàn)現(xiàn)場驗票真?zhèn)巍２捎檬殖謷呙鑳x采集數(shù)據(jù)，方便快捷，可以保證回收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確完整。如果基層查驗回收單位具有聯(lián)網(wǎng)條件，則可以直接將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上報到中心系統(tǒng)中去，實現(xiàn)實時比對，現(xiàn)場檢查票據(jù)真?zhèn)�。二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息。在代碼編制上使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識別以實現(xiàn)信息自動處理。二維碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達(dá)信息，因此能在很小的面積內(nèi)表達(dá)大量的信息。
5系統(tǒng)主要模塊的實現(xiàn)
根據(jù)實際的應(yīng)用需求對控制機(jī)和票控機(jī)的基本功能和流程做了詳細(xì)的分析，本系統(tǒng)所采用的開發(fā)環(huán)境是系統(tǒng)涉及的界面很多，限于篇幅，這里不一一列出。
6結(jié)論
本文在原有煤炭銷售票、調(diào)運(yùn)單、過磅單等多種票據(jù)的基礎(chǔ)上，通過將礦端開票、票據(jù)的驗核銷等環(huán)節(jié)進(jìn)行了有效整合，實現(xiàn)了一體化閉環(huán)式管理，為了提高票據(jù)的真?zhèn)涡院蛿?shù)據(jù)的安全性，整合了二維碼、USB key、數(shù)字簽名、加解密等多種技術(shù)。為煤炭管理部門在進(jìn)行煤炭票務(wù)整合提供了可依據(jù)的方案。
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