维普资讯 http://www.cqvip.com 塑魉蹩…………～ 文章编号：１００２—８６９２（２００８）０９—００６０—０３ 基于广电网络的数字家庭 公共结算平台设计 周敏仪 ・实用设计・ （１．广东省数字家庭公共服务技术支持中心，广东广州５１０００６；２．广州市亿新新闻出版媒介研究所．广东广州５１００３０） 【摘 要】数字家庭结算平台综合业务卡系统是围绕在数字家庭公共网关，即机顶盒，所附带刷卡终端，以非接触式Ｉｃ智能卡为支 付工具的一种小额支付系统，介绍了该系统管理架构、终端架构、清算系统、业务系统管理、环境要求等方面内容。 【关键词】数字电视；增值业务；数字家庭；电子交易；电子商务；机顶盒；智能卡 【中图分类号】ＴＮ９４８．６ 【文献标识码】Ａ １ 系统概述 目前，我国有线数字电视收费模式单一，手段相对落 端进行交易支付和身份认证的途径。系统需要适用于广 东数字家庭行动计划运营的所有业务，同时兼容其他现 有卡系统业务。 后，国内不少有线电视运营商还没有公共结算平台的概 念。同时我国现有的有线电视计费模式已经影响了数字 电视整体转换的进程，并成为制约利用数字电视开展增 ２ 系统管理 ２．１总体设计 值服务的瓶颈。随着数字电视增值业务发展和数字家庭 行动计划的开展，与数字电视和数字家庭相关产业链必 综合业务卡系统管理架构以综合业务卡运营管理中 心为核心，连接企业信息中心、清算银行等分系统形成一 将蓬勃发展，各种增值业务也会不断开发，安全可靠、支 持多种支付方式、支持高效业务内容分类结算、支持分布 式跨地域数据同步的公共结算平台的需求必将日益增 加。数字家庭公共结算平台可以为电子政务、电子商务、 家庭娱乐、远程医疗、互动教育和智能家居等相关综合信 息服务提供统一的、第三方消费结算 。 个以基于卡业务为主的计算机网络系统，采取二级架构， 如图２所示。 匹 匿盈 匠 数字家庭公共结算平台的网络拓扑如图１所示。 — ｌ 竺塑 竺皇 Ｉ 竺 ！皇 Ｉ 图２综合业务卡系统管理架构 一 璺 皇 ｌ 各模块的主要功能： １）综合业务卡运营管理中心：负责系统的密钥与综 合业务卡及其他管理，系统运营平台的规划、建设、维护， 客户发展与服务工作； 电视前端 ２）清算银行：负责系统运营公司和各家运营单位， 图１ 数字家庭公共结算平台网络拓扑图 各个营业网点之间的账务转账与结算、自助服务网点与 终端的系统建设与维护； 数字家庭公共结算平台建设在有线电视网络双向改 造的基础上，以数字电视为中心，基于增强型双模机顶盒 的公共结算平台采用三层结构模式，第一层和第二层位 于公共结算平台，第三层位于家庭终端——数字家庭机 顶盒。 ３）数据采集点：负责批量打包和传送用户的脱机消 费数据、备份数据工作； ４）服务网点：负责销售、充值、圈存、查询等业务，负 责相关的客户业务受理和咨询工作。 ２．２数据管理 综合业务卡系统是广东省数字家庭运营支撑平台数 据结算系统之一，为数字家庭用户提供一种通过电视终 在系统的总体架构中，运营管理中心和各个网点之 问的数据流如图３所示。 电视技磁，２００否 ｒ３ 甚第０９期（总第３１９期 维普资讯 http://www.cqvip.com ｂａ．ｄ ｎｅｔｗｏｒｋ 将读写功能与智能识别功能分离、读写功能实现在 圆圆圆圈困 机顶盒，智能识别功能集中实现在综合业务卡管理系统， 辜ｌ耆Ｉ Ｉ１尝銮 信ｌ Ｉ信 联 机 消 费 数 据 采 形成多密钥集中管理。其中各银行、各行业卡密钥只下发 到综合业务卡管理系统，终端读写模块只进行读卡不进 行判别处理，综合业务卡管理系统数据卡ＢＩＮ调用不同 密钥与授权，并返回交易授权。 转账信息 ———１／ 机消费数： ———１一 ————＿Ｊ、 ３ 终端管理 ３．１应用架构 他运营数 一 ————＿１一 一 一豺 、广—］／ 营 集 点 黑名单 一 ，１ 卜 运 对账信息 公 司 信 综合业务卡系统终端架构如图５所示。 ；他系统参 ［二 亘［］ 营运信息 息 中 — 心 图３ 网络ｆ司数据流结构图 在系统中，按照数据流的内容和功能分为以下几类。 １）交易数据 一一一一一 （１）消费类数据：用户在运营单位ＰＯＳ点进行消费 即产生了消费类数据； （２）充值类数据：充值类数据由充值类终端产生，有 脱机交易和联机交易两种方式。 ２）辅助类交易数据 对其他的交易数据一般采用实时联机的方式通过内 部接口或者外部接口进行和管理中 ｔｋ，的通信；而对于一 些运营相关的交易数据也采用同消费数据相同的方式进 行上传和处理。 ３）运行参数：通过通信链路将数据送往数据采集点 或直接送至终端进行数据更新，数据更新应通过版本号 或下发日期等标志进行控制。 ４）管理信息：一般都通过相应的管理子系统提供给 相关的管理人员或者通过专用的外部接口提供给运营公 司或者其他系统。 ２．３密钥管理 在业务安全管理问题上，数字家庭综合业务卡安全 管理系统为运营单位提供一个透明通道，能兼容现有其 他业务系统，只是对密钥进行集中管理，流程图见图４。 圃匝圃 Ｌ ——————————————．———————ｆ ——— ——————————． ±————— ——．—．．．—一 ｌ综合业务卡安全管理系统ｌ Ｙ ■ ■ ｌ密钥１：授权Ｉ ｌ密钥ｌ：授权Ｉ ……ｌ密钥ｎ：授权Ｉ Ｌ——＝二 二［＝二二 ｌ 用户读卡器 ｌ 图４密钥集中管理流程图 图５综合业务卡系统终端架构图 综合业务卡系统终端非接触读写模块是外接或内嵌 在数字家庭公共网关上，它为用户提供一个通过公共网 关进行交易支付和身份认证的途径。通过非接触读写模 块能读取任何卡上的个人资料或者卡上预储值金额信息 数据，将这些信息数据回传到综合业务卡运营管理中心。 ３．２功能模块 综合业务卡系统终端的软、硬件功能模块结构图如 图６所示。 图６软、硬件功能模块结构图 综合业务卡读写模块，与数字家庭公共网关以ＲＳ一 ２３２接口联接；本模块包含实现非接触ＩＣ卡基本操作的 所有软、硬件电路。 应用层的综合业务卡应用模块；软件模块驻留于数 字家庭公共网关的ＣＰＵ内，主要根据广电和多媒体业务 流程，通过调用非接触ＩＣ卡读写模块的底层动态链接库 的形式，实现所有综合业务卡的操作功能。 Ｎｏ．０９ Ｖｏ１．３２ ２００８（Ｓｕｍ Ｎｏ．３１９）Ｖａｔ￣－ｏ日ｂｌ № ６１ 维普资讯 http://www.cqvip.com
３．３技术实现 综合业务卡读写模块原理框架图如图７所示。 图７综合业务卡读写模块原理框架图 该读写模块包括以下几个部分：读写芯片、ＭＣＵ模 块、天线接口、接触卡接口、ＲＳ一２３２接口、电源接口、 ＥＳＡＭ安全芯片（根据系统方案确定）。 １）读写芯片：专用的射频卡读写控制芯片，完成对 射频卡的所有操作。 ２）ＭＣＵ模块：高性能的ＭＣＵ、带加密功能的存储 芯片。 ３）天线接口：可根据家庭网关的实际尺寸调整。 ４）接触卡接口：便于支持更多的已有卡，提供接触 卡的接口，接口保证能够支持绝大部分各地使用的市民 卡、社保卡。 ５）通信接口： （１）非接触综合业务卡读写模块ＭＣＵ与数字家庭 公共网关（应用程序）之间支持ＲＳ一２３２串行通信接口； （２）其他通信接口：可以根据数字家庭网关的要求 提供更多的其他接口。 ６）电源接口： 输入电压：５ Ｖ；允许标称值的５％变化范围； 最大输入电流：１５０ｍＡ。 ４数据清算管理 ４．１数据清算系统框图 数据清算系统框图如图８所示。 鏖 图８综合业务卡系统数据清算系统框图 各种消费、售充数据通过数据交换平台从参营单位 交换到综合业务卡运营管理中心，经过数据验证平台验 证后传到数据处理平台进行入库和汇总，生成各种统计、 划拨结果数据再经由数据交换平台转发到参营单位。 ４．２功能描述 １）数据交换平台：综合业务卡运营管理中心与参营 单位进行数据交换的应用程序。通过数据交换平台，运营 管理中心获得参营单位的收入原始数据、卡片的售充金 电视技 ｏ６ 第３２吾第。 丽１９ 额原始数据；向参营单位发送其收入统计数据、止付卡黑 名单；向结算银行发送参营单位收入划拨数据；对交换的 数据进行加密。 ２）数据验证平台：检验消费原始数据、售充金额原 始数据的合法性。 ３）数据处理平台：将消费原始数据、售充金额原始 数据存人数据库；对这些原始数据进行处理，生成各种统 计、划拨的结果数据。 ５ 业务子系统 综合业务卡系统主要需要实现以下包括数据回收、 客户服务、物流管理、黑名单管理、决策分析、系统管理、 外部接口等子系统的功能模块。系统框图如图９所示。 数 客 清 物 营 黑名 决 系 外 据 户 算 流 运 单管 策 统 部 回 服 管 管 管 理子 分 管 接 收 务 理 理 理 系统 析 理 口 子 子 子 子 子 子 子 系 系 系 系 系 系 系 统 统 统 统 统 统 统 图９综合业务卡系统子系统框图 １）数据回收子系统主要用于实现把脱机的消费数据 定时、可靠、安全地传送到综合业务卡运营管理中心，供 清算管理系统进行处理、入库和结算。 ２）客户服务子系统主要完成面向最终客户的各项业务 的受理，包括售卡，充值，挂失，余额查询等主要功能。 ３）物流管理子系统主要完成对系统中所有的用户 卡、管理用卡在系统流转的过程中各种管理，及涉及到的 所有的机具统一、集中的管理。 ４）黑名单管理子系统是对系统中各种途径产生的黑名 单的生成规则、数据格式、下发进行管理，其目的是为了 最大程度地减少营运公司的损失和对系统的非法操作。 ５）决策分析子系统提供各种分类统计的账务报表， 以便更好地了解当前的各类资金的运转情况。 ６）系统管理子系统用于设计系统中其他的一些参数和 对使用本系统的用户的权限进行管理，并提供相关的系 统监控功能。 ７）外部接口用来向其他可能需要访问综合业务卡运营 管理中心数据的运营单位或外部系统提供访问手段。 ６ 系统运行架构 基于系统的总体架构模式，整个系统的运行架构设 计如图１０所示。 在系统整体架构和设计上，要求基于二层结构和多 （下转第７８页） 维普资讯 http://www.cqvip.com ：＝ 霹 … ……～ 相应的信号线，技术工程师调好每台摄像机的参数，准备 工作就基本完成，节约了人力和时间，提高了工作效率。 下一步本台还将在车上安装数字微波系统，到时就可以 实现户外节目的直播了。 现 作者简介： 场音源 内部通话系统 切换台 调音台 图２ 录制车系统连接图 （上接第６２页） 图１Ｏ综合业务卡系统运行架构图 层结构相结合，脱机应用和联机应用相结合，多种通信方 式和协议相结合的原则来进行： 对于后台管理信息系统的设计上，采用二层的软件 结构来实现，以保障系统的稳定和数据库的性能消耗，同 时也减轻系统开发和维护的工作量； 对于典型的前台联机交易应用和外部接口来说，要 求采用三层结构的软件设计思想，用以保障系统的安全 性、高性能、可扩展性，且要求具有良好的应用逻辑调度、 负载均衡、分布式事务处理、消息队列与路由等机制，具 体的实现可以采用国内或者国际流行的成熟可靠的交易 中间件来实现； 对于前台的充值和售卡交易来说，必须支持脱机和 联机两种方式，且都具有严格的安全认证和授权机制（尤 其是脱机交易），用以保障系统充值的高安全性；同时必 须在系统环境的允许下最大限度地保证两种交易方式的 速度和效率； 在数据传输和交易请求的通信方式和协议上，采用 全双工或者半双工的通信方式，并通过可靠的ＴＣＰ协议 ７８ 电襁技求／２０ｏ￣３２卷第０９期（总第３１９期） 邵立清（１９６６一），技术部主任，高级工程师，主要研究方向为摄、录、 编、播等广播电视设备的数字化。 责任编辑：张家豪 收稿Ｅｌ期：２００８＂０６—２０ 进行数据加密传输，保证传输的可靠性和安全性，对于实 时性要求不高的子系统来说，可以采用异步或者其他消 息队列的方式来进行，否则采取实时同步通信的方式来 进行；在外部接口的实现上可以使用更为开放的Ｈ１＿ｒＰ／ ＳＯＡＰ协议来提供相关的应用逻辑访问，以保证系统的 开放性和易于集成性。 ７ 总结 除了以上内容外，为了加强该系统的信息交互和支 付安全，实现保证交易双方的身份真实性和信息的保密 性、信息的完整性、交易的不可否认性，同时，还要保证交 易过程的可靠性、便利性，在整个结算平台的系统、数字 家庭公共网关和综合业务卡中引入采用电子签名方式的 电子认证技术。与第三方电子认证系统相衔接，并通过嵌 入在公共网关上的支付和认证终端，为结算和客户管理 平台系统提供客户身份验证和消费行为记录。 这种在有线电视网络进行双向改造后形成以ＩＰ技 术为基础的互动网络上，建立的刷卡终端、综合业务卡和 以个人为服务对象的第三方数字家庭公共结算平台，能 实现用户移动、跨区域和跨公共场所的小额消费服务。 配合数字家庭试点和建设进度要求，数字家庭结算 平台综合业务卡系统完成阶段性开发工作，能较好完成 数字家庭各类业务所提出的多种小额消费数据结算和灵 活的计费功能。计划在广东佛山数字家庭南海试点建成 并投入运营服务，作为提供第三方服务的非盈利机构。 参考文献 ［１］何长领．电子商务交易［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００１． ［２］陈兵，王立松．网络安全与电子商务［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００２． ［３］梁晋，施仁．电子商务核心技术一安全电子交易协议的理论与设计 【Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版社，２０００． ◇ 作者简介： 周敏仪（１９８２一），女，硕士生。研究方向是软件工程，现从事数字家 庭和网络多媒体技术的研究。 责任编辑：哈宏疆 收稿日期：２００８—０７—２８
