1 引 言
IC卡又稱智能卡、集成電路卡，它是一種將存儲(chǔ)有大量信息的芯片附著在基本介質(zhì)上的一種卡，其特點(diǎn)是體積小、存儲(chǔ)容量大、安全性高、使用方便等。IC卡經(jīng)歷了存儲(chǔ)器卡、邏輯加密卡到CPU卡的發(fā)展過程。目前，各類型的IC卡已廣泛應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。
IC卡燃?xì)獗硎墙畮啄臧l(fā)展起來的新型燃?xì)獗須?，IC卡技術(shù)徹底改變了以前的抄表模式，即由抄表人員定期走家串戶抄寫每月燃?xì)鈹?shù)據(jù)。對(duì)用戶而言，保證了消費(fèi)的安全性和合理性，免去了人工人戶抄表所帶來的諸多不便，而且提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平和資金周轉(zhuǎn)率，因而有越來越多的燃?xì)夤舅捎谩?br>
2 應(yīng)用概況
過去我公司采取先用氣后收費(fèi)的方式，在發(fā)展商業(yè)用戶時(shí)為降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)而采用交納保證金的方法。因此，作為管道氣用戶，除了要交納工程費(fèi)外，在通氣前還須繳納一定的用氣保證金，以致用戶在使用管道氣前已是負(fù)擔(dān)繁重，造成交者無奈，收者困難的局面。同時(shí)，商業(yè)用戶多為個(gè)體經(jīng)營(yíng)，拖欠氣費(fèi)的情況日益嚴(yán)重，公司每月必須派出專人上門催交，但是，部分用戶直至割管停氣前一刻才肯繳交所欠數(shù)月的氣費(fèi)，浪費(fèi)了不少人力和物力，給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)損失。
針對(duì)上述情況，我們考察了周邊城市IC卡表使用現(xiàn)狀，結(jié)合本地的實(shí)際情況，于2000年12月決定先在商業(yè)用戶上使用某銘牌流量為G4的IC卡表。使用IC卡表后徹底解決保證金的問題，杜絕了拖欠氣費(fèi)現(xiàn)象，用戶還可以更靈活地根據(jù)自己的資金狀況，隨時(shí)預(yù)購氣費(fèi)。經(jīng)過幾年的實(shí)踐后，我們認(rèn)為IC卡表確實(shí)可以吸納更多的商業(yè)用戶使用管道氣，而且給企業(yè)，特別是在收取氣費(fèi)方面提供了有力的保障。
3 出現(xiàn)的問題和解決方法
雖然IC卡表具有一系列優(yōu)點(diǎn)，但由于技術(shù)還不成熟，在使用過程中出現(xiàn)如下問題。
(1)IC卡的問題
IC卡存儲(chǔ)了用戶所購買的用氣量，如果一旦IC卡被非法復(fù)制，必將給燃?xì)夤驹斐删薮蟮膿p失，所以沒有加密功能的一般存儲(chǔ)卡是不使用的；而且我們采用一表一卡制，給那些可能攻擊系統(tǒng)的專業(yè)人士，只有一只表被破壞的機(jī)會(huì)，每只表的密鑰系統(tǒng)都是建立在這只表編碼的基礎(chǔ)上。其中的原理是：IC卡中的用氣量一旦被正確讀人，燃?xì)獗砭蜁?huì)按照事先設(shè)計(jì)的程序，正確計(jì)算出下一次從IC卡中讀人數(shù)據(jù)的地址和數(shù)據(jù)格式，并寫入IC卡。下一次在購買用氣量時(shí)，燃?xì)夤镜腎C卡讀寫器會(huì)根據(jù)IC卡中的信息，將用戶所購買的用氣量按約定地址和格式寫入IC卡，而且卡上數(shù)據(jù)都是加密的，表的編碼也不以明文形式出現(xiàn)。通過對(duì)卡上數(shù)據(jù)改寫只能達(dá)到偶然的成功而且可能的密鑰破譯成功也只限于一只表。這樣既安全操作又方便，從而達(dá)到保密的目的。
(2)閥門問題
我們使用的IC卡燃?xì)獗淼拈y門是電磁閥。對(duì)初次使用的18臺(tái)表進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有三臺(tái)存在關(guān)閥不嚴(yán)的現(xiàn)象，即當(dāng)氣量用完后或電池失壓還會(huì)通氣。經(jīng)分析，產(chǎn)生的原因有：
①安裝氣表時(shí)，外界雜物進(jìn)入電磁閥，卡在電磁閥的閥體與閥封間所致：
?、陔姶砰y彈簧彈力不足，導(dǎo)致電磁閥關(guān)閥時(shí)閥體與閥封間存在間隙。
為此，我們把檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的三臺(tái)及庫存的全部IC卡表的電磁閥彈簧進(jìn)行更換，并清除了閥體內(nèi)的生料帶等雜物，避免了關(guān)閥不嚴(yán)的現(xiàn)象。
(3)顯示不一致問題
現(xiàn)使用的IC卡表大多數(shù)是機(jī)械與電子兩種并存的計(jì)數(shù)方式。機(jī)械方式的計(jì)量是靠燃?xì)饣淼挠?jì)數(shù)器，它顯示使用了的氣量，而電子方式的計(jì)量是靠計(jì)費(fèi)器，它顯示的是剩余氣量。因?yàn)橛袃煞N計(jì)數(shù)方式并存，在計(jì)量時(shí)就應(yīng)保持一致。但在實(shí)際使用中，我們發(fā)現(xiàn)有不一致的現(xiàn)象。
如用戶第一次購買了100m3氣，運(yùn)行一段時(shí)間后，計(jì)費(fèi)器顯示的剩余氣量為65．7m3，而計(jì)數(shù)器顯示的已用氣量為37．222m3，該戶點(diǎn)火通氣時(shí)記錄的基表底數(shù)是0．260m3。經(jīng)計(jì)算，由兩種計(jì)數(shù)方式所得的已用氣量不相同，它們竟相差了2．662m3，已超出了額定的誤差范圍值。我們?cè)谂懦巳藶榈恼`操作外(點(diǎn)火通氣測(cè)試正常后，未將計(jì)費(fèi)器顯示的剩余氣量清零或在沒清除剩余氣量前記錄了基表底數(shù))，認(rèn)為問題的原因出在IC卡表本身。經(jīng)過與廠家分析，得出的結(jié)論是由于IC卡表的最大流量設(shè)定錯(cuò)誤，造成當(dāng)用戶超大流量使用時(shí)，即計(jì)數(shù)器走0．2m3時(shí)，計(jì)費(fèi)器只減0．1m3且不會(huì)過流關(guān)閥。這樣，便出現(xiàn)了上述顯示不一致的現(xiàn)象。通過修改芯片內(nèi)的過流關(guān)閥閥值及延時(shí)參數(shù)后，顯示不一致的問題已基本解決。
(4)升降價(jià)問題
IC卡燃?xì)獗硎窍冉毁M(fèi)后用氣的方式，用戶在使用過程中，不可避免會(huì)遇到氣價(jià)升降。特別是對(duì)商業(yè)用戶，他們每次購買的氣量往往較多，如用戶購氣后，氣價(jià)下降，用戶會(huì)有意見，而氣價(jià)上升，則對(duì)燃?xì)夤居杏绊憽?br> 為了適應(yīng)氣價(jià)變動(dòng)的要求，減少供用氣雙方的風(fēng)險(xiǎn)，我們要求在相配套的軟件管理系統(tǒng)上增加了氣價(jià)結(jié)算的功能。具體操作是：由抄表人員在升降價(jià)當(dāng)天把用戶的氣表讀數(shù)記錄下來，經(jīng)雙方核實(shí)后，把表上剩余氣量輸入管理系統(tǒng)，由電腦自動(dòng)計(jì)算出應(yīng)補(bǔ)退的金額，待用戶下次再購氣時(shí)，因升降價(jià)產(chǎn)生的差額就直接在購氣金額中增減。這樣解決了因氣價(jià)變動(dòng)帶來的影響，保證了供用氣雙方的利益。
4 存在的技術(shù)隱患
IC卡燃?xì)獗碓谖夜臼褂靡延兴哪甓嗟臅r(shí)間，在使用的初期，由于存在一系列問題，如：控制計(jì)費(fèi)器出錯(cuò)、電磁閥失控、傳感器存在較大誤差、電池失效、元器件故障率高等問題，以及在管理上存在的一些漏洞，使得IC卡表應(yīng)用之初便出師不利，為公司工程安裝和燃?xì)怃N售帶來一定的工作負(fù)荷和難度。我們認(rèn)為，IC卡燃?xì)獗碇羞€存在著以下的幾個(gè)技術(shù)隱患。
(1)IC卡表抗干擾弱，特別在惡劣環(huán)境下使用，如商業(yè)用戶的飲食業(yè)，潮濕、高溫、油煙和蒸汽等對(duì)其芯片的侵蝕性大，往往造成IC卡插入表后，表不讀卡的現(xiàn)象。應(yīng)設(shè)計(jì)一體化的IC卡表，且閥體全密封，這樣才可以解決外界環(huán)境帶來的干擾。
(2)IC卡表使用的電磁閥技術(shù)指標(biāo)還達(dá)不到要求，可靠性能不高，會(huì)出現(xiàn)表內(nèi)還有足夠的氣量，但電磁閥卻誤關(guān)了閥門，造成用戶無法用氣，甚至表內(nèi)已無氣量，但仍可繼續(xù)用氣的現(xiàn)象。
(3)IC卡表的插卡口是完全開放的，用戶可使用多種方式攻擊卡口，造成控制系統(tǒng)失效，且難以取證認(rèn)定，極易發(fā)生用氣糾紛?？梢圆捎梅墙佑|式IC卡，這樣沒有了外露觸點(diǎn)，抗攻擊性強(qiáng)，不怕臟污及濕氣，安全可靠。
(4)IC卡表普遍使用堿性電池，該電池供電不穩(wěn)定，使用壽命又短，容易造成無故關(guān)閥：而欠量關(guān)閥后，電池所提供的電壓無法打開閥門，導(dǎo)致用戶購氣后還是不能正常用氣。建議選用高性能長(zhǎng)效鋰電池，且要能自動(dòng)定時(shí)檢測(cè)電池電壓，當(dāng)電壓降至指定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉并發(fā)出警告
(5)IC卡是企業(yè)與用戶之間的媒體，用戶經(jīng)過計(jì)算機(jī)管理收費(fèi)系統(tǒng)的終端(收費(fèi)處)向卡充值，IC卡應(yīng)將用戶信息(當(dāng)前表內(nèi)剩余的氣量及電池電量等數(shù)據(jù))反饋給計(jì)算機(jī)管理收費(fèi)系統(tǒng)。這樣不但能更好地解決了氣價(jià)升降價(jià)時(shí)帶來的抄表問題，而且使企業(yè)能實(shí)施對(duì)用戶消耗和表具管理。
(6)希望有了一張IC卡，就能做到同一種IC卡表之間互用，還要做到不同廠家IC卡表之間通用，甚至與水、電、氣、公交和電信等行業(yè)通用，真正實(shí)現(xiàn)“一卡通”。
5 結(jié)束語
目前，我國(guó)的IC卡表的開發(fā)還剛剛起步，質(zhì)量還參差不齊，技術(shù)水平和究方向也存在較大差異，只要我們對(duì)目前存在的各種問題，進(jìn)行分析研究，制定長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和組織功關(guān)，堅(jiān)定不移地支持IC卡新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用推廣工作，相信不久的將來，IC卡燃?xì)獗頃?huì)趨于完善，象普通氣表一樣進(jìn)入千家萬戶。
參考文獻(xiàn)：
[1] 胡緒美，鄧立三．IC卡燃?xì)獗響?yīng)用探討．
[2] 孟凡華．IC卡智能控制水表、煤氣表機(jī)具與系統(tǒng)．
[3] 建設(shè)事業(yè)比卡五年發(fā)展規(guī)劃．
IC卡又稱智能卡、集成電路卡，它是一種將存儲(chǔ)有大量信息的芯片附著在基本介質(zhì)上的一種卡，其特點(diǎn)是體積小、存儲(chǔ)容量大、安全性高、使用方便等。IC卡經(jīng)歷了存儲(chǔ)器卡、邏輯加密卡到CPU卡的發(fā)展過程。目前，各類型的IC卡已廣泛應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。
IC卡燃?xì)獗硎墙畮啄臧l(fā)展起來的新型燃?xì)獗須?，IC卡技術(shù)徹底改變了以前的抄表模式，即由抄表人員定期走家串戶抄寫每月燃?xì)鈹?shù)據(jù)。對(duì)用戶而言，保證了消費(fèi)的安全性和合理性，免去了人工人戶抄表所帶來的諸多不便，而且提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平和資金周轉(zhuǎn)率，因而有越來越多的燃?xì)夤舅捎谩?br>
2 應(yīng)用概況
過去我公司采取先用氣后收費(fèi)的方式，在發(fā)展商業(yè)用戶時(shí)為降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)而采用交納保證金的方法。因此，作為管道氣用戶，除了要交納工程費(fèi)外，在通氣前還須繳納一定的用氣保證金，以致用戶在使用管道氣前已是負(fù)擔(dān)繁重，造成交者無奈，收者困難的局面。同時(shí)，商業(yè)用戶多為個(gè)體經(jīng)營(yíng)，拖欠氣費(fèi)的情況日益嚴(yán)重，公司每月必須派出專人上門催交，但是，部分用戶直至割管停氣前一刻才肯繳交所欠數(shù)月的氣費(fèi)，浪費(fèi)了不少人力和物力，給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)損失。
針對(duì)上述情況，我們考察了周邊城市IC卡表使用現(xiàn)狀，結(jié)合本地的實(shí)際情況，于2000年12月決定先在商業(yè)用戶上使用某銘牌流量為G4的IC卡表。使用IC卡表后徹底解決保證金的問題，杜絕了拖欠氣費(fèi)現(xiàn)象，用戶還可以更靈活地根據(jù)自己的資金狀況，隨時(shí)預(yù)購氣費(fèi)。經(jīng)過幾年的實(shí)踐后，我們認(rèn)為IC卡表確實(shí)可以吸納更多的商業(yè)用戶使用管道氣，而且給企業(yè)，特別是在收取氣費(fèi)方面提供了有力的保障。
3 出現(xiàn)的問題和解決方法
雖然IC卡表具有一系列優(yōu)點(diǎn)，但由于技術(shù)還不成熟，在使用過程中出現(xiàn)如下問題。
(1)IC卡的問題
IC卡存儲(chǔ)了用戶所購買的用氣量，如果一旦IC卡被非法復(fù)制，必將給燃?xì)夤驹斐删薮蟮膿p失，所以沒有加密功能的一般存儲(chǔ)卡是不使用的；而且我們采用一表一卡制，給那些可能攻擊系統(tǒng)的專業(yè)人士，只有一只表被破壞的機(jī)會(huì)，每只表的密鑰系統(tǒng)都是建立在這只表編碼的基礎(chǔ)上。其中的原理是：IC卡中的用氣量一旦被正確讀人，燃?xì)獗砭蜁?huì)按照事先設(shè)計(jì)的程序，正確計(jì)算出下一次從IC卡中讀人數(shù)據(jù)的地址和數(shù)據(jù)格式，并寫入IC卡。下一次在購買用氣量時(shí)，燃?xì)夤镜腎C卡讀寫器會(huì)根據(jù)IC卡中的信息，將用戶所購買的用氣量按約定地址和格式寫入IC卡，而且卡上數(shù)據(jù)都是加密的，表的編碼也不以明文形式出現(xiàn)。通過對(duì)卡上數(shù)據(jù)改寫只能達(dá)到偶然的成功而且可能的密鑰破譯成功也只限于一只表。這樣既安全操作又方便，從而達(dá)到保密的目的。
(2)閥門問題
我們使用的IC卡燃?xì)獗淼拈y門是電磁閥。對(duì)初次使用的18臺(tái)表進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有三臺(tái)存在關(guān)閥不嚴(yán)的現(xiàn)象，即當(dāng)氣量用完后或電池失壓還會(huì)通氣。經(jīng)分析，產(chǎn)生的原因有：
①安裝氣表時(shí)，外界雜物進(jìn)入電磁閥，卡在電磁閥的閥體與閥封間所致：
?、陔姶砰y彈簧彈力不足，導(dǎo)致電磁閥關(guān)閥時(shí)閥體與閥封間存在間隙。
為此，我們把檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的三臺(tái)及庫存的全部IC卡表的電磁閥彈簧進(jìn)行更換，并清除了閥體內(nèi)的生料帶等雜物，避免了關(guān)閥不嚴(yán)的現(xiàn)象。
(3)顯示不一致問題
現(xiàn)使用的IC卡表大多數(shù)是機(jī)械與電子兩種并存的計(jì)數(shù)方式。機(jī)械方式的計(jì)量是靠燃?xì)饣淼挠?jì)數(shù)器，它顯示使用了的氣量，而電子方式的計(jì)量是靠計(jì)費(fèi)器，它顯示的是剩余氣量。因?yàn)橛袃煞N計(jì)數(shù)方式并存，在計(jì)量時(shí)就應(yīng)保持一致。但在實(shí)際使用中，我們發(fā)現(xiàn)有不一致的現(xiàn)象。
如用戶第一次購買了100m3氣，運(yùn)行一段時(shí)間后，計(jì)費(fèi)器顯示的剩余氣量為65．7m3，而計(jì)數(shù)器顯示的已用氣量為37．222m3，該戶點(diǎn)火通氣時(shí)記錄的基表底數(shù)是0．260m3。經(jīng)計(jì)算，由兩種計(jì)數(shù)方式所得的已用氣量不相同，它們竟相差了2．662m3，已超出了額定的誤差范圍值。我們?cè)谂懦巳藶榈恼`操作外(點(diǎn)火通氣測(cè)試正常后，未將計(jì)費(fèi)器顯示的剩余氣量清零或在沒清除剩余氣量前記錄了基表底數(shù))，認(rèn)為問題的原因出在IC卡表本身。經(jīng)過與廠家分析，得出的結(jié)論是由于IC卡表的最大流量設(shè)定錯(cuò)誤，造成當(dāng)用戶超大流量使用時(shí)，即計(jì)數(shù)器走0．2m3時(shí)，計(jì)費(fèi)器只減0．1m3且不會(huì)過流關(guān)閥。這樣，便出現(xiàn)了上述顯示不一致的現(xiàn)象。通過修改芯片內(nèi)的過流關(guān)閥閥值及延時(shí)參數(shù)后，顯示不一致的問題已基本解決。
(4)升降價(jià)問題
IC卡燃?xì)獗硎窍冉毁M(fèi)后用氣的方式，用戶在使用過程中，不可避免會(huì)遇到氣價(jià)升降。特別是對(duì)商業(yè)用戶，他們每次購買的氣量往往較多，如用戶購氣后，氣價(jià)下降，用戶會(huì)有意見，而氣價(jià)上升，則對(duì)燃?xì)夤居杏绊憽?br> 為了適應(yīng)氣價(jià)變動(dòng)的要求，減少供用氣雙方的風(fēng)險(xiǎn)，我們要求在相配套的軟件管理系統(tǒng)上增加了氣價(jià)結(jié)算的功能。具體操作是：由抄表人員在升降價(jià)當(dāng)天把用戶的氣表讀數(shù)記錄下來，經(jīng)雙方核實(shí)后，把表上剩余氣量輸入管理系統(tǒng)，由電腦自動(dòng)計(jì)算出應(yīng)補(bǔ)退的金額，待用戶下次再購氣時(shí)，因升降價(jià)產(chǎn)生的差額就直接在購氣金額中增減。這樣解決了因氣價(jià)變動(dòng)帶來的影響，保證了供用氣雙方的利益。
4 存在的技術(shù)隱患
IC卡燃?xì)獗碓谖夜臼褂靡延兴哪甓嗟臅r(shí)間，在使用的初期，由于存在一系列問題，如：控制計(jì)費(fèi)器出錯(cuò)、電磁閥失控、傳感器存在較大誤差、電池失效、元器件故障率高等問題，以及在管理上存在的一些漏洞，使得IC卡表應(yīng)用之初便出師不利，為公司工程安裝和燃?xì)怃N售帶來一定的工作負(fù)荷和難度。我們認(rèn)為，IC卡燃?xì)獗碇羞€存在著以下的幾個(gè)技術(shù)隱患。
(1)IC卡表抗干擾弱，特別在惡劣環(huán)境下使用，如商業(yè)用戶的飲食業(yè)，潮濕、高溫、油煙和蒸汽等對(duì)其芯片的侵蝕性大，往往造成IC卡插入表后，表不讀卡的現(xiàn)象。應(yīng)設(shè)計(jì)一體化的IC卡表，且閥體全密封，這樣才可以解決外界環(huán)境帶來的干擾。
(2)IC卡表使用的電磁閥技術(shù)指標(biāo)還達(dá)不到要求，可靠性能不高，會(huì)出現(xiàn)表內(nèi)還有足夠的氣量，但電磁閥卻誤關(guān)了閥門，造成用戶無法用氣，甚至表內(nèi)已無氣量，但仍可繼續(xù)用氣的現(xiàn)象。
(3)IC卡表的插卡口是完全開放的，用戶可使用多種方式攻擊卡口，造成控制系統(tǒng)失效，且難以取證認(rèn)定，極易發(fā)生用氣糾紛?？梢圆捎梅墙佑|式IC卡，這樣沒有了外露觸點(diǎn)，抗攻擊性強(qiáng)，不怕臟污及濕氣，安全可靠。
(4)IC卡表普遍使用堿性電池，該電池供電不穩(wěn)定，使用壽命又短，容易造成無故關(guān)閥：而欠量關(guān)閥后，電池所提供的電壓無法打開閥門，導(dǎo)致用戶購氣后還是不能正常用氣。建議選用高性能長(zhǎng)效鋰電池，且要能自動(dòng)定時(shí)檢測(cè)電池電壓，當(dāng)電壓降至指定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉并發(fā)出警告
(5)IC卡是企業(yè)與用戶之間的媒體，用戶經(jīng)過計(jì)算機(jī)管理收費(fèi)系統(tǒng)的終端(收費(fèi)處)向卡充值，IC卡應(yīng)將用戶信息(當(dāng)前表內(nèi)剩余的氣量及電池電量等數(shù)據(jù))反饋給計(jì)算機(jī)管理收費(fèi)系統(tǒng)。這樣不但能更好地解決了氣價(jià)升降價(jià)時(shí)帶來的抄表問題，而且使企業(yè)能實(shí)施對(duì)用戶消耗和表具管理。
(6)希望有了一張IC卡，就能做到同一種IC卡表之間互用，還要做到不同廠家IC卡表之間通用，甚至與水、電、氣、公交和電信等行業(yè)通用，真正實(shí)現(xiàn)“一卡通”。
5 結(jié)束語
目前，我國(guó)的IC卡表的開發(fā)還剛剛起步，質(zhì)量還參差不齊，技術(shù)水平和究方向也存在較大差異，只要我們對(duì)目前存在的各種問題，進(jìn)行分析研究，制定長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和組織功關(guān)，堅(jiān)定不移地支持IC卡新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用推廣工作，相信不久的將來，IC卡燃?xì)獗頃?huì)趨于完善，象普通氣表一樣進(jìn)入千家萬戶。
參考文獻(xiàn)：
[1] 胡緒美，鄧立三．IC卡燃?xì)獗響?yīng)用探討．
[2] 孟凡華．IC卡智能控制水表、煤氣表機(jī)具與系統(tǒng)．
[3] 建設(shè)事業(yè)比卡五年發(fā)展規(guī)劃．
