专利名称：一种单相电子式多费率预付费电能表的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及电子式电能表，具体的说是一种单相电子式多费 率预付费电能表。
背景技术：
现有的预付费电能表多采用逻辑加密卡实现预付费功能。逻辑加
密卡具有防止对卡中信息随意改写功能的存储ic卡，当对加密卡进
行操作时必须首先核对卡中密码，只有核对正确，卡中送出一串正确 的应答信号时，才能对卡进行正确的操作，但由于只进行一次认证， 且无其它的安全保护措施，容易导致密码的泄露和伪卡的产生，其安 全性能很低。而且，传统的逻辑加密卡使用简单逻辑方式，很容易被 破解。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种单
相电子式多费率预付费电能表，采用CPU智能卡以及嵌入式安全控制 ES雄模块作为数据信息存储和传递的介质，具有很高的安全性和抗 攻击性。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是
一种单相电子式多费率预付费电能表，包括基表，基表通过数据
线和主控单片机芯片连接，其特征在于主控单片机芯片还通过数据
线分别和数码显示、继电器、ESAM模块、用于读取CPU智能卡的IC 卡接口连接。
在上述技术方案的基础上，主控单片机芯片内包括电表应用功能 底层软件模块、剩余电量多阈值报警模块、智能卡数据读写及处理模块，基表内的计量芯片通过锰铜采集电流信号、通过分压电阻采集电 压信号，信号以脉冲输入的形式经过光电隔离转换后输入到主控单片 机芯片，主控单片机芯片预留有用于连接载波芯片的接口。
在上述技术方案的基础上，所说的ESAM模块支持多级分散的密 钥管理系统，支持建设部或PBOC密钥管理系统。
在上述技术方案的基础上，所说的ESAM模块中内嵌安全处理器， 所说的安全处理器和CPU智能卡中内嵌的安全处理器相同。
在上述技术方案的基础上，所说的安全处理器为8位安全处理器。
在上述技术方案的基础上，所说的8位安全处理器能够进行DES、 3DES加密运算，具有在运算过程中加入随机数参与运算的能力，支 持RSA算法。
本实用新型所述的单相电子式多费率预付费电能表，采用CPU智 能卡以及嵌入式安全控制ESAM模块作为数据信息存储和传递的介 质，具有很高的安全性和抗攻击性。
本实用新型有如下附图
图l单相电子式多费率预付费电能表的结构示意图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型所述的单相电子式多费率预付费电能表的结
构示意图，包括基表、主控单片机芯片、数码显示模块、继电器、ESAM 模块和智能卡接口 (IC卡接口)，其特征在于基表通过数据线和主 控单片机芯片连接，主控单片机芯片还通过数据线分别和数码显示、 继电器、ESAM模块、用于读取CPU智能卡的IC卡接口连接。CPU智能卡(用户电卡)中有微处理器和IC卡操作系统(COS),当CPU智
能卡进行操作时，可进行加密和解密算法(算法和密码在现有的计算
能力下都不易破解)，用户和ic卡系统之间需要进行多次的安全认证
(包括内部认证和外部认证，且速度极快)，提高了系统的安全性能， 对于防止伪卡的产生有很好的效果。使用时，用户需在供电部门交款 购电，所购电量在售电机上被写进用户电卡，由用户电卡传递给电表， 用户电卡经多次加密可以保证用户可靠地使用。当剩余电量低于报警 电量时，采用声、光等多种方式提醒用户及时购电，当所购电量用完
后，表内继电器将自动切断供电回路，CPU智能卡的读写操作是通过 卡内芯片操作系统COS (Chip Operating System)进行，并受发卡 单位在卡内设定的密钥系统及安全认证机制控制。数码显示主要显示 用电量、剩余电量、报警信号和故障状态。
在上述技术方案的基础上，主控单片机芯片内包括电表应用功能 底层软件模块、剩余电量多阈值报警模块、智能卡数据读写及处理模 块，基表内的计量芯片通过锰铜采集电流信号、通过分压电阻采集电 压信号，信号以脉冲输入的形式经过光电隔离转换后输入到主控单片 机芯片，主控单片机芯片预留有用于连接载波芯片的接口。主控单片 机芯片接收到脉冲信号后，通过对输入脉冲个数进行累计并根据脉冲 常数大小来实现对电能的计量；当主控单片机芯片通过数据线和载波 芯片连接后，主控单片机芯片通过串行通信，经载波芯片输出数据信 息到低压电力线，实现载波通信，可用于电能表的系统设置和远程自 动抄表；通过电表应用功能底层软件模块，可输出控制信号并完成 ESAM模块和用户电卡的命令传输；通过开关继电器执行主控单片机 芯片发出的供电断开或闭合信号；通过ESAM模块储存电表运行参数、 密藏权限认证密钥，完成对用户电卡的安全认证，每块电能表应单独 安装ESAM模块，模块可视需要预装主工作密钥。
在上述技术方案的基础上，所说的ESAM模块支持多级分散的密 钥管理系统，支持建设部或PBOC密钥管理系统。
在上述技术方案的基础上，所说的ESAM模块中内嵌安全处理器，所说的安全处理器和CPU智能卡中内嵌的安全处理器相同。
在上述技术方案的基础上，所说的安全处理器为8位安全处理器。
在上述技术方案的基础上，所说的8位安全处理器能够进行DES、 3DES加密运算，具有在运算过程中加入随机数参与运算的能力，支 持RSA算法。ESAM模块和CPU智能卡中都内嵌8位安全处理器，能 够进行DES、 3DES加密运算，同时运算过程中加入随机数的参与，使 用现有的手段和资源，将很难破解和仿制。ESAM模块支持多级分散 的密钥管理系统，能够支持建设部或PB0C密钥管理系统，支持RSA 算法，这保证了用户电卡能够一卡多用，能够纳入到城市的一卡通系 统之中。
本实用新型的特点在于
1. 采用ESAM模块和CPU智能卡相结合的方式确保交易的安全性；
2. ESAM模块和CPU智能卡进行内部和外部认证，并实现用户电 卡数据回读；
3. 实现单相电能的多费率计量；
4. 具备剩余电量多阈值报警功能。
本实用新型的ESAM卡采用动态数据加密在数据的加密传输过 程中，采用动态密钥的方法，使数据加密的密钥一次一密，增加了数 据传输的安全性。其具体流程为首先由终端产生随机数RND，并用 该随机数与主密钥产生过程密钥，然后用过程密钥对明文数据进行加 密，向另外一端传送数据的时候，同时传输随机数和数据密文，另一 端用过程密钥来解密。由于过程密钥是随机产生的，并存储于RAM中， 掉电后消失，因此保证了密钥的随机性和安全性，同时可以采用一次 一密或随时间变化的方式，使得对密钥跟踪没有任何意义，保证了数 据传输的安全。
本实用新型还支持数据签名的应用利用非对称算法的特点实现数字签名，保证身份认证过程中身份的唯一性，数据的不可窜改。终
端内预置具有RSA算法的ESAM，终端出厂时用ESAM生成RSA密钥对， 私钥直接保存在ESAM中，由ESAM送出的公钥由后台服务器系统存储。 其具体流程为在身份识别认证的过程中，终端使用ESAM中的私钥 对关键数据进行签名，后台系统利用所存储的终端公钥对数据进行签 名验证，认证通过后，后台系统也可以用终端的公钥对关键密钥进行 加密，终端用私钥将密钥的密文解密后，做为加密密钥，在后续传递 数据时，对敏感数据用传送过来的加密密钥进行DES加密，可以加快 数据加密的速度，同时保证了密钥传递过程中的安全性。
权利要求1.一种单相电子式多费率预付费电能表，包括基表，基表通过数据线和主控单片机芯片连接，其特征在于主控单片机芯片还通过数据线分别和数码显示、继电器、ESAM模块、用于读取CPU智能卡的IC卡接口连接。
2. 如权利要求1所述的单相电子式多费率预付费电能表，其特征在于主控单片机芯片内包括电表应用功能底层软件模块、剩余电量多阈值报警模块、智能卡数据读写及处理模块，基表内的计量芯片通过锰铜采集电流信号、通过分压电阻采集电压信号，信号以脉冲输入的形式经过光电隔离转换后输入到主控单片机芯片，主控单片机芯片预留有用于连接载波芯片的接口。
3. 如权利要求1或2所述的单相电子式多费率预付费电能表，其特征在于所说的ESAM模块中内嵌安全处理器，所说的安全处理器和CPU智能卡中内嵌的安全处理器相同。
4. 如权利要求3所述的单相电子式多费率预付费电能表，其特征在于所说的安全处理器为8位安全处理器。
专利摘要一种单相电子式多费率预付费电能表，涉及电子式电能表，包括基表，基表通过数据线和主控单片机芯片连接，其特征在于主控单片机芯片还通过数据线分别和数码显示、继电器、ESAM模块、用于读取CPU智能卡的IC卡接口连接。本实用新型所述的单相电子式多费率预付费电能表，采用CPU智能卡以及嵌入式安全控制ESAM模块作为数据信息存储和传递的介质，具有很高的安全性和抗攻击性。
文档编号G07F15/06GK201387642SQ200920009918
公开日2010年1月20日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者陈福军 申请人:青岛乾程电子科技有限公司