專利名稱：農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電能計量管理系統(tǒng)，特別是涉及一種農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)在，農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理現(xiàn)狀為每個電卡表廠家都有各自獨立的一套系統(tǒng)， 選擇不同的廠家就意味著使用不同的系統(tǒng)。如IC卡目前，用戶使用的是IC卡，由各電能 表廠家提供，型式各種各樣，不能通用；卡的銷售價格較高。售電管理系統(tǒng)各廠家自行設 計售電軟件，實際思路不統(tǒng)一、功能簡單，相互獨立，模式較亂。寫卡機現(xiàn)有的讀寫卡機由 表廠提供，功能各不相同，不能通用。廠家自行設計的電卡表技術性能和技術參數(shù)不統(tǒng)一， 許多功能無法實現(xiàn)。加密系統(tǒng)目前加密方法都是廠家自定，有些廠家的加密功能有缺陷或 沒有加密功能，存在一定的安全問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種省內(nèi)統(tǒng)一、方便、安全的農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的技術方案如下 本發(fā)明所述的農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)采用非接觸式智能CPU卡作為存儲介
質(zhì)，包括全省統(tǒng)一的密鑰系統(tǒng)、售電系統(tǒng)，還包括預付費電卡表、讀卡器、抄表器，同類設備
采用統(tǒng)一的技術規(guī)范和通訊接口 ，保證各個設備之間的通訊，實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能。 所述的非接觸式智能CPU卡，具有計算加密/解密功能，通過內(nèi)置的COS操作系統(tǒng)
進行CPU運算，實現(xiàn)密鑰認證。 所述的預付費電卡表采用非接觸式智能CPU卡作為購電介質(zhì)，內(nèi)置ESAM模塊，可 以和購電的智能CPU卡進行安全認證，實現(xiàn)一卡多表、一表多卡的身份校驗，實現(xiàn)按金額扣 減用戶電費功能。預付費電卡表通過紅外通訊接口與抄表器進行通訊。抄表器能夠設置日 期和抄回相關信息。預付費電卡表裝有時鐘，能夠?qū)崿F(xiàn)實時時鐘功能，并且能夠按日期和時 間存儲各個用戶本次使用金額和剩余金額。 所述的讀卡器包含打開端口、關閉端口、 PSAM卡密碼校驗、PSAM卡密鑰修改、購 電、扣款、解扣、發(fā)行工具卡、讀工具卡、取卡狀態(tài)、取交易記錄、取卡置鎖狀態(tài)、解除卡鎖定 狀態(tài)、讀取卡號、讀取卡片信息共15種接口函數(shù)，根據(jù)接口函數(shù)實現(xiàn)售電系統(tǒng)與讀卡器動 態(tài)鏈接庫(DLL)進行數(shù)據(jù)交互，對非接觸式智能CPU卡進行讀寫操作，完成相應功能。
所述的抄表器可以抄回用戶刷卡記錄、故障記錄、掛起記錄等電表相關信息。抄表 器包含紅外通訊接口，以紅外通訊為主，紅外通訊速率1200bps，能夠通過抄表器校正預付 費電卡表的時鐘和結(jié)算日期，能夠抄回預付費電卡表的1000條用電歷史記錄、總用電量、 故障電量、20條掛起用戶記錄、最近12個月份的結(jié)算電量、最近50條參數(shù)設置信息、最近 20條用戶刷卡故障記錄。抄表器的操作界面，分為抄表、對時(校時)、查詢、設置、關于和 關機6部分。抄表菜單，可以分為用戶刷卡記錄和電表信息數(shù)據(jù)；用戶刷卡記錄菜單可以按照所有用戶、按日期、按記錄進行抄收；電表信息數(shù)據(jù)菜單可以按全部電表信息、總、故障電
量、掛起用戶記錄、結(jié)算電量、選擇參數(shù)設置記錄、刷卡故障記錄、電表狀態(tài)參數(shù)進行抄收。 所述的售電系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫SqlServer為底層支持，C/S運行方式，由臺賬管理、常
用查詢、業(yè)務管理、卡操作、抄表器、報表管理、編碼管理、系統(tǒng)維護等八個模塊組成。所述的
臺帳管理，主要包含機井區(qū)域號管理、預付費電卡表管理、機井管理、機井表計管理、客戶管
理。所述的常用查詢，主要包括機井區(qū)域號、電表、機井、客戶、售電記錄、補電記錄、銷戶記
錄、抄表器數(shù)據(jù)查詢。所述的業(yè)務管理，主要包括開戶管理、卡充值、扣減金額、增補金額、銷
戶管理。所述的卡操作，進行讀卡、寫參數(shù)卡操作。所述的抄表器進行數(shù)據(jù)的抄回導入，整
理數(shù)據(jù)清除無用的刷卡數(shù)據(jù)，可以按表號、按分類進行數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析同時對抄表器中
數(shù)據(jù)進行清空以備下一次抄收。所述的報表管理包括新增機井與報表、機井臺帳統(tǒng)計、機井
用電統(tǒng)計月報、客戶臺帳新增月報表、客戶臺帳統(tǒng)計、預付費收支月報、預售電費明細表、增
補電費明細表、預售電費統(tǒng)計月報等內(nèi)容。所述的編碼管理對電價、倍率、用電類別、電表容
量、電表廠家、電表型號、電表常數(shù)、抄表器廠家進行數(shù)據(jù)維護。所述的系統(tǒng)維護，配置版本
信息，采用單機版還是網(wǎng)絡版、維護操作員信息、供電所的行政村和臺區(qū)信息、數(shù)據(jù)備份功
能、修改口令，重新登陸功能。 所述的密鑰系統(tǒng)分為省、縣(市)兩級密鑰體系，采用扁平化管理。為保證各密鑰 的獨立性，密鑰的生成采用主密鑰分散的方式，分散級數(shù)與密鑰系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)嚴格對應。省 公司統(tǒng)一負責種子密鑰的管理和發(fā)行，全省僅有一套密鑰系統(tǒng)，通過四位領導輸入種子密 鑰，經(jīng)由復雜的數(shù)學計算實現(xiàn)多層分散產(chǎn)生各環(huán)節(jié)的運行管理密鑰。作為本發(fā)明的一個優(yōu) 選方案，所述的密鑰系統(tǒng)的密鑰的復制和分發(fā)是通過發(fā)卡系統(tǒng)，所有的密鑰存儲和發(fā)散計 算過程都在卡片內(nèi)進行，防止密鑰數(shù)據(jù)的泄漏，在密鑰數(shù)據(jù)的傳遞過程中都以密文的形式 傳遞，防止密鑰數(shù)據(jù)在通信過程中被截獲，保證密鑰的安全性，而電能表制造廠商無從掌握 密鑰，解決電能表售電中的安全漏洞，提高整個系統(tǒng)的安全性。按照密鑰生成的順序，密鑰 系統(tǒng)包括以下密鑰卡領導卡、總控卡，省級密鑰卡、縣級密鑰卡、用戶母卡、PSAM卡、密鑰 還原卡、密鑰修改卡、工具卡。 作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案，為保證密鑰的安全性，所屬的密鑰系統(tǒng)設計只涉 及流程的控制，不對任何密鑰分散的相關數(shù)據(jù)實行系統(tǒng)固化，即密鑰因子、分散因子等與密 鑰生成相關的數(shù)據(jù)均由應用方確定，應用方在使用前進行修改。 作為本發(fā)明的再一個優(yōu)選方案，縣級密鑰是通過各縣電力局的代碼進行二級密鑰
分散，使各縣的密鑰不一致，實現(xiàn)了縣與縣之間不能夠通用的特點。 本發(fā)明的有益效果如下 (1)統(tǒng)一的售電終端、內(nèi)置存儲密鑰的PSAM模塊，通過PSAM模塊和智能CPU卡中 的密鑰進行安全認證，實現(xiàn)充值的高級別管理，解決私自售電的可能。 (2)統(tǒng)一的技術規(guī)范、統(tǒng)一的密鑰系統(tǒng)，加強了整個系統(tǒng)的安全機制，增強了防竊 電的技術水平。統(tǒng)一的售電系統(tǒng)、WEB數(shù)據(jù)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘技術，提高了數(shù)據(jù)的準確性、一致 性、通用性，為省、市級上層管理部門及本單位領導提供可靠的數(shù)據(jù)基礎，提高領導決策分 析的能力和水平，強化省公司的統(tǒng)計管理和決策分析。統(tǒng)一整合數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和 數(shù)據(jù)挖掘功能，為供電所管理系統(tǒng)的統(tǒng)一接口和數(shù)據(jù)交換提供了便利條件。


圖1為密鑰因子發(fā)散流程圖；
圖2為密鑰卡生成流程圖；
圖3為系統(tǒng)運作流程圖。
具體實施例方式
參見附圖l，領導卡密鑰加入主密鑰發(fā)散因子生成總控密鑰，總控密鑰和省區(qū)域發(fā) 散因子一起生成省級密鑰，省級密鑰和縣區(qū)域發(fā)散因子一起生成縣級密鑰。通過領導卡密 鑰、總控密鑰、省級密鑰、縣級密鑰的逐層密鑰分散和加密，實現(xiàn)密鑰的傳遞和多級化管理。
參見附圖2，四位領導通過領導卡輸入種子密鑰，生成總控卡，總控卡下生成省級 密鑰卡，省級密鑰卡生成縣級密鑰卡，縣級密鑰卡又生成用戶母卡、PSAM卡、密鑰還原卡、密 鑰修改卡、工具卡，用戶母卡生成用戶卡。密鑰卡片有母卡和母卡控制卡，兩個卡片為一組， 進行一一對應，通過控制卡打開母卡，一張卡片丟失，另一張卡片自動作廢。
參見附圖3，當用戶需要使用本發(fā)明所述的系統(tǒng)澆地時，首先要向供電企業(yè)申請一 張用戶卡，即智能CPU卡，供電企業(yè)對申請用戶進行審核，用讀寫卡器將用戶信息寫入空白 卡，生成用于卡向用戶發(fā)放，用戶可持卡向供電企業(yè)申請購電，供電企業(yè)通過售電系統(tǒng)將用 戶的購電金額寫入用戶的智能CPU卡。用戶持智能CPU卡在排灌機井所裝的預付費電卡表 上刷卡，啟動機井，機井抽水泵通電，開始澆地。澆地完成，再次在排灌機井所裝的電表卡上 刷卡，將澆地費用在用戶的智能CPU卡上扣除。供電公司的操作人員在規(guī)定的抄表例日用 抄表器抄取排灌機井所裝預付費電卡表的累積用電量，按照抄核收工作流程或線損管理工 作流程進行用電量審核和線損管理。
權利要求
一種農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)，包括預付費電卡表、抄表器、讀卡器，其特征在于還包括全省統(tǒng)一的密鑰系統(tǒng)、售電系統(tǒng)和作為存儲介質(zhì)的非接觸式智能CPU卡；所述的預付費電卡表采用非接觸式智能CPU卡作為購電介質(zhì)，內(nèi)置ESAM模塊和購電的智能CPU卡進行安全認證，包含紅外通訊接口，并通過該接口和所述的抄表器進行通信；所述的抄表器包含紅外通信接口；所述的讀卡器包含打開端口、關閉端口、PSAM卡密碼校驗、PSAM卡密鑰修改、購電、扣款、解扣、發(fā)行工具卡、讀工具卡、取卡狀態(tài)、取交易記錄、取卡置鎖狀態(tài)、解除卡鎖定狀態(tài)、讀取卡號、讀取卡片信息共15種接口函數(shù)，根據(jù)接口函數(shù)實現(xiàn)售電系統(tǒng)與讀卡器動態(tài)鏈接庫(DLL)進行數(shù)據(jù)交互，對非接觸式智能CPU卡進行讀寫操作；所述的售電系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫SqlServer為底層支持，C/S運行方式，由臺賬管理、常用查詢、業(yè)務管理、卡操作、抄表器、報表管理、編碼管理、系統(tǒng)維護等八個模塊組成。所述的密鑰系統(tǒng)分為省、縣(市)兩級密鑰體系，采用扁平化管理；密鑰的生成采用主密鑰分散的方式，分散級數(shù)與密鑰系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)嚴格對應；省公司統(tǒng)一負責種子密鑰的管理和發(fā)行，全省僅有一套密鑰系統(tǒng)，通過四位領導輸入種子密鑰，經(jīng)由復雜的數(shù)學計算實現(xiàn)多層分散產(chǎn)生各環(huán)節(jié)的運行管理密鑰。
2. 根據(jù)權利要求1所述的農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的密鑰系統(tǒng) 的密鑰的復制和分發(fā)是通過發(fā)卡系統(tǒng)，所有的密鑰存儲和發(fā)散計算過程都在卡片內(nèi)進行， 在密鑰數(shù)據(jù)的傳遞過程中都以密文的形式傳遞；具體包括以下密鑰卡領導卡、總控卡，省 級密鑰卡、縣級密鑰卡、用戶母卡、PSAM卡、密鑰還原卡、密鑰修改卡、工具卡。
3. 根據(jù)權利要求1所述的農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的密鑰系統(tǒng) 設計只涉及流程的控制，不對任何密鑰分散的相關數(shù)據(jù)實行系統(tǒng)固化，即密鑰因子、分散因 子等與密鑰生成相關的數(shù)據(jù)均由應用方確定，應用方在使用前進行修改。
4. 根據(jù)權利要求1所述的農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的縣級密鑰 是通過各縣電力局的代碼進行二級密鑰分散，使各縣的密鑰不一致，實現(xiàn)了縣與縣之間不 能夠通用的特點。
5. 根據(jù)權利要求2所述的農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)，其特征在于四位領導通過所 述的領導卡輸入種子密鑰，生成所屬的總控卡，總控卡下生成所述的省級密鑰卡，省級密鑰 卡生成所述的縣級密鑰卡，縣級密鑰卡又生成所述的用戶母卡、PSAM卡、密鑰還原卡、密鑰 修改卡、工具卡，用戶母卡生成用戶卡。
6. 根據(jù)權利要求5所述的農(nóng)業(yè)排灌計量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的密鑰卡片有母 卡和母卡控制卡，兩個卡片為一組，進行一一對應，通過控制卡打開母卡， 一張卡片丟失，另 一張卡片自動作廢。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)排灌電能計量管理系統(tǒng)，包括預付費電卡表、抄表器、讀卡器，還包括全省統(tǒng)一的密鑰系統(tǒng)、售電系統(tǒng)和作為存儲介質(zhì)的非接觸式智能CPU卡，同類設備采用統(tǒng)一的技術規(guī)范和通訊接口，保證各個設備之間的通訊，實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能。統(tǒng)一的售電終端預付費電卡表，內(nèi)置存儲密鑰的PSAM模塊，通過PSAM模塊和智能CPU卡中的密鑰進行安全認證，實現(xiàn)充值的高級別管理，解決私自售電的可能。統(tǒng)一的密鑰系統(tǒng)，加強了整個系統(tǒng)的安全機制，增強了防竊電的技術水平。統(tǒng)一的售電系統(tǒng)、WEB數(shù)據(jù)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)挖掘技術，提高了數(shù)據(jù)的準確性、一致性、通用性，為省、市級上層管理部門及本單位領導提供可靠的數(shù)據(jù)基礎。
文檔編號G07F15/06GK101777214SQ20091000060
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權日2009年1月8日
發(fā)明者付衛(wèi)東, 呂志軍, 張利民, 張建功, 李珂, 李紅宇, 王世浩, 王智博, 袁建普 申請人:河北省電力公司