基于嵌入式終端的票控機的研究與設計分析論文
為了提高商業(yè)環(huán)境的規范性，很多地方都采用了票據進(jìn)行管理，例如煤炭銷(xiāo)售票、旅游景點(diǎn)的門(mén)票等。但是也造成了很多假票的產(chǎn)生，如何來(lái)保證票據的真實(shí)性和安全性是急需解決的問(wèn)題。出具票據的核心是控制機，因此保證票據的真實(shí)性和安全性的關(guān)鍵就是控制機所具有的安全性。
目前，為保障數據的安全性有多種解決辦法，主要有CA認證技術(shù)、USB Key技術(shù)和RSA,DSA,MD5等數據加密算法，但是如何將這幾種核心技術(shù)融合在一起，結合各個(gè)算法的優(yōu)點(diǎn)還比較少，因此，有必要結合這幾種技術(shù)進(jìn)行系統的研究提出一種較為合理的為保障數據安全的綜合應用方案。
1控制機系統的設計
控制機的體系結構中最低層的是硬件平臺，采用的是嵌入式主機;第2層是虛擬硬件層，虛擬硬件層把硬件平臺跟嵌入式XPE操作系統相隔離，解除了硬件平臺跟操作系統層的藕合度，虛擬硬件層與硬件平臺緊密相連，其向XPE操作系統提供了硬件平臺的接口，這樣當硬件平臺發(fā)生變化時(shí)第3層的XPE操作系統及上層都不用變化，保證了操作系統可以在不同的硬件平臺上移植，嵌入式操作系統內核對硬件的相關(guān)操作主要包括系統啟動(dòng)初始化、任務(wù)上下文管理、中斷異常管理以及時(shí)鐘管理，都是通過(guò)硬件虛擬層來(lái)實(shí)現的;第3層的XPE操作系統通過(guò)虛擬硬件層所提供給其的接口來(lái)控制硬件平臺，XPE是Windows操作系統的組件化版本，所以控制機軟件完全可以不需做任何的改動(dòng)運行在XPE系統上，而最終的XPE系統體積要遠遠小于XP系統，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(lái)保證運行在控制機上的應用軟件的安全性。
2控制機的安全性設計
控制機系統在安全性方面主要是用來(lái)保證操作人員的合法性、用戶(hù)所使用的控制機的合法性和數據傳輸過(guò)程中的數據安全性3大部分。
2.1操作人員的合法性
使用控制機的用戶(hù)必須是經(jīng)過(guò)上級部門(mén)所注冊的用戶(hù)，而未經(jīng)注冊的用戶(hù)是不允許操作本系統的。為了解決用戶(hù)是否合法，系統采用了給經(jīng)過(guò)注冊的用戶(hù)發(fā)放一個(gè)USB Key，用戶(hù)在使用控制機之前，先在票控機上插入USB Key，然后輸入固定密碼和隨機密碼進(jìn)行登錄。通過(guò)這種方式可以避免非法人員使用控制機。
USB kye具有存儲容量大、數據保密性好、抗干擾(包括抗電磁干擾)能力強、存儲可靠、讀寫(xiě)設備簡(jiǎn)單、操作速度快、脫機工作能力強及應用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)嘆USB Key現在已經(jīng)成為離線(xiàn)電子數據存儲的主流技術(shù)，廣泛應用于身份識別、支付工具、加密/解密、信息存儲。
2.2控制機的合法性
為了防止未經(jīng)認證的控制機在系統中使用，給每一個(gè)控制機都鉛封了一個(gè)唯一的序列號，通過(guò)這種方式解決了在使用控制機時(shí)的不可抵賴(lài)性。
2.3數據傳輸過(guò)程加密
數據由控制機到后臺管理系統的傳輸過(guò)程中，為了防止對數據的非法篡寫(xiě)和更改，對數據采用了加密處理。通常所使用的加密算法有RSA,DSA,MD5等數據加密算法等。
3基于控制機的票控機的實(shí)現
煤炭銷(xiāo)售票可以對煤炭的產(chǎn)運等各個(gè)環(huán)節進(jìn)行監管，從而可以實(shí)現煤炭行業(yè)的健康可持續發(fā)展。但是由于煤炭管理票據的繁多且沒(méi)有統一的標準，各單位所采用的都是自身的票據體系，這樣在實(shí)際的工作中會(huì )產(chǎn)生如下問(wèn)題。
(1)各部門(mén)數據的不統一，造成后期難以進(jìn)行統計。如過(guò)磅票和銷(xiāo)售票數據不一致，調運單與銷(xiāo)售票數據不一致。
(2)礦端開(kāi)票手續復雜。在礦端需要開(kāi)具幾種不同的票，每種票都有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)票流程、工具和紙張，這就造成了開(kāi)票的繁瑣。
(3)運輸單位的查票手續復雜。煤炭運輸單位在運輸過(guò)程中經(jīng)過(guò)相關(guān)的檢查單位查票時(shí)所需要的票不同，造成手續復雜。
(4)所涉及的相關(guān)票據沒(méi)有加入防偽驗證功能，造成在使用過(guò)程中大量的被復制偽造假票的問(wèn)題。
為了使煤炭銷(xiāo)售票管理規范化、網(wǎng)絡(luò )化、數據化、可控化，從而可以堵住現有銷(xiāo)售票使用的漏洞，進(jìn)而維護煤炭生產(chǎn)、銷(xiāo)售和運輸產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。提出建立一套煤炭銷(xiāo)售票管理系統，其包括票控終端機、后臺管理系統和數據分發(fā)3大部分。通過(guò)信息化手段對煤炭銷(xiāo)售票工作的分發(fā)、領(lǐng)用、使用、回收、核銷(xiāo)等各個(gè)環(huán)節進(jìn)行準確、快速、高效的管理，變人工售票為軟件及硬件售票，通過(guò)內部網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)數據傳輸解決票據流轉問(wèn)題;采用USB Key作為身份認證從而避免人為舞弊現象的發(fā)生;通過(guò)數據加密技術(shù)避免數據在傳輸過(guò)程中的信息泄露問(wèn)題;通過(guò)使用票控機及票上使用二維條碼避免“假”票的產(chǎn)生。
控制機在經(jīng)過(guò)多次的'測試后已經(jīng)應用于很多企業(yè)產(chǎn)品，其中票控機是其應用的比較常用的地方。
在之前設計的控制機的基礎上增加了票控機所需要的軟件和其所需要的相關(guān)的硬件，控制機提供了供二次開(kāi)發(fā)所需要的大量接口，所以很容易進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)而不需要做更多的開(kāi)發(fā)接口的工作。
為了方便使用，在銷(xiāo)售票用戶(hù)聯(lián)上加印二維碼標來(lái)完成網(wǎng)絡(luò )編程，實(shí)現圖像數據的網(wǎng)絡(luò )傳輸。
4系統測試
在之前設計的控制機的基礎上增加了票控機所需要的軟件和其所需要的相關(guān)的硬件，控制機提供了供二次開(kāi)發(fā)所需要的大量接口，所以很容易進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)而不需要做更多的開(kāi)發(fā)接口的工作。
為了方便使用，在銷(xiāo)售票用戶(hù)聯(lián)上加印二維碼標簽。票控機可以通過(guò)輸入的銷(xiāo)售票號自動(dòng)生成唯一對應的二維碼。運輸經(jīng)營(yíng)企業(yè)(帶有二維碼的銷(xiāo)售票進(jìn)行過(guò)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、糾察隊、省銷(xiāo)辦)，審核人員使用手持條碼掃描儀快速采集銷(xiāo)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(shí)現現場(chǎng)驗票真偽。采用手持掃描儀采集數據，方便快捷，可以保證回收數據的準確完整。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據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上報到中心系統中去，實(shí)現實(shí)時(shí)比對，現場(chǎng)檢查票據真偽。二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面(二維方向分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息。在代碼編制上使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對應的幾何形體來(lái)表示文字數值信息，通過(guò)圖像輸入設備或光電掃描設備自動(dòng)識別以實(shí)現信息自動(dòng)處理。二維碼能夠在橫向和縱向兩個(gè)方位同時(shí)表達信息，因此能在很小的面積內表達大量的信息。
5系統主要模塊的實(shí)現
根據實(shí)際的應用需求對控制機和票控機的基本功能和流程做了詳細的分析，本系統所采用的開(kāi)發(fā)環(huán)境是系統涉及的界面很多，限于篇幅，這里不一一列出。
6結論
本文在原有煤炭銷(xiāo)售票、調運單、過(guò)磅單等多種票據的基礎上，通過(guò)將礦端開(kāi)票、票據的驗核銷(xiāo)等環(huán)節進(jìn)行了有效整合，實(shí)現了一體化閉環(huán)式管理，為了提高票據的真偽性和數據的安全性，整合了二維碼、USB key、數字簽名、加解密等多種技術(shù)。為煤炭管理部門(mén)在進(jìn)行煤炭票務(wù)整合提供了可依據的方案。
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