方案设计与论证:
电子式电能表系统一般包括:电能表部分和IC卡读写器部分,设计中IC卡是作为数据的存储中介,因而IC卡的选用十分重要.选用的IC卡应能够完成数据存储,电能表识别等功能,还应具有密码保护,数据加密的功能.数据能否正确写入IC卡,因而微机与读写器通讯也是要害.这两部分直接影响到整个系统的功能实现与否,下面对各种方案的选择进行设计和论证:
IC卡选用方案设计
方案一:采用只读识别卡
采用只读识别卡作为本系统的存储媒介,通过电能表识别IC卡持有者身份,利用微机与电能表通讯得取用户的数据信息(如:用户个人资料,预存电费,已用电费…),进行电费计费.其优点是:无须对IC卡本身进行操作,可以防止人为对卡保存的个人资料的篡改;使用寿命长,硬件成本低.缺点:需要编写专用的微机操作系统进行数据治理程序,异地通讯程序,在无微机的地域不适用,通用性不强.
方案二:采用存储卡作为本系统的存储媒介
利用微机控制专用读写器对IC卡进行数据操作(对卡充值),通过电能表读取IC卡上的数据,(预存电费,已用电量…)进行电费计费.其优点是:只要使用专用的电能表,IC卡就能通用,通用性强;硬件成本不高;其缺点是:数据保密性不强.其典型型号有:
AT24C01A/02/04/08/16/32/64 二线串行E2PROM;
AT93C46/56/66 三线串行E2PROM;
Microchip 24LC01A/02/04/08/16/32/65 二线串行E2PROM;
方案三:采用逻辑加密存储卡作为本系统的存储媒介
加密存储器卡(Security cards 接触型)内嵌芯片在存储区外增加了控制逻辑.在访问存储器前,需要核对密码.只有密码正确,才能存取数据.答应连续密码核验的错误次数很少(一般在十次以内),可以有效防止非法试探.若在限定的次数密码仍不对,则卡片死锁作废.利用微机控制专用读写器对IC卡进行数据操作(对卡充值,更改资料…),通过电能表进行密码识别,读取IC卡上的数据(预存电费,已用电量…),进行电费计费.其优点是:只要使用专用的电能表,IC卡就能通用,通用性强;数据保密性强.缺点是:较以上二种方案成本过高.典型型号有:
AT88SC101内嵌带加密逻辑1K串行E2POM(一个应用区);
AT88SC102内嵌带加密逻辑1K串行E2POM(二个应用区)
SLE4404 416位带内部PIN校验的智能E2POM;
SLE4428 1K字节E2POM,带写保护和可编程密码;
1.1.4方案四:采用CPU卡作为存储媒介
CPU卡(S MART CARDS接触型)内嵌芯片相当于一个非凡类型的单片机,内部除了带控制器,存储器,时序控制逻辑外,还带有算法单元和操作系统.IC卡本身可以完成所有的数据操作,其保密性更强.其特点是存储容量大,处理能力强,信息存储安全等特性,因此,被广泛应用于信息安全性要求非凡高的场合.其典型型号有:
MC68HC05SC01 1.8K ROM / 36字节RAM / 1K EPROM / 无E2POM;
MC68HC05SC21 6K ROM / 128字节RAM / 无EPROM / 3KE2POM;
MC68HC05SC26 6K ROM / 224字节PAM / 无 EPROM / 1KE2POM;
MC68HC05SC27 16K ROM / 240字节PAM / 无 EPROM / 3KE2POM;
MC68HC05SC28 13K ROM / 240字节PAM / 无 EPROM / 8KE2POM;
MC68HC05SC29 13K ROM / 512字节PAM / 无 EPROM / 4KE2POM;
1.1.5方案五:采用射频CPU卡
射频CPU卡(RF CPU非接触型)的信息存取是通过无线电波来完成的,主机与射频卡之间没有机械触点,其内嵌电路除了存储单元,控制逻辑外,还有电源和射频收发电路.这类卡主要用于存取频繁,可靠,安全要求非凡高的场合.其优点是:IC卡与读写器无需接触,减少了机械磨损,卡的使用寿命很长,使用方便,其缺点是:读卡器电路复杂,设计成本高.其典型型号有:
型号
程序存储器容量(KB)
RAM容量(B)
AT88SC51
4
128
AT88SC52
8
256
AT88SC53
12
256
AT88SC54
16
256
AT88SC54C
16
256
AT88SC55
20
512
较以上五种方案,方案三采用逻辑加密存储卡作为数据媒,方案四采用CPU卡优于方案一和方案二.但是此方案中的逻辑加密存储卡极难买到,而且其加密,解密过程过于复杂,非有专业知识较难实现.方案四中采用CPU卡,虽然电路简单,成本亦不高,但是IC卡的内部数据处理过程较复杂,设计无需采用该类IC卡,而射频CPU卡由于电路复杂,成本较高,调试较困难,根据本设计的特点和比较各种方案的可行度等因素,决定采用方案二选用存储卡作为数据存储媒介,其数据保存,传输与方案三中基本相同,设计电路简单.保密性通过程序加密完成,在设计中,以非加密存储器卡作为售电的传输媒质,具体型号是ATMEL公司的AT24C01A,二线串行E2POM.用VC++再微机上编制相应的售电治理系统,配以相应的读卡器实现对IC卡的初始化,卡号识别,充值等操作.