專利名稱：非接觸式信息安全交互電能表及電能表安全交互系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種非接觸式信息安全交互電能表及電能表安全交互系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的非 接觸式信息安全交互電能表，一般由主控制器、計(jì)量電路、存儲(chǔ)器、繼電器控制單元、紅外接ロ、RS485接ロ、按鍵接ロ等組成，這種電能表是目前比較先進(jìn)的表，這種電能表能與電カ主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)及銀行構(gòu)成電能表安全交互系統(tǒng)，由電カ系統(tǒng)能通過(guò)電カ線載波或無(wú)線通信技術(shù)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，用戶上網(wǎng)查詢應(yīng)繳電費(fèi)金額，并使用互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)上銀行繳費(fèi)，或者用戶通過(guò)短信查詢應(yīng)繳電費(fèi)金額，并使用短信繳費(fèi)，或者銀行根據(jù)用戶事先簽署的代扣協(xié)議在扣款日自動(dòng)扣費(fèi)。但是這種電能表安全交互系統(tǒng)在有些應(yīng)用環(huán)境無(wú)法支持載波或無(wú)線遠(yuǎn)抄方式，后臺(tái)電カ系統(tǒng)無(wú)法獲得用戶消費(fèi)信息，無(wú)法確認(rèn)用戶繳費(fèi)與實(shí)際應(yīng)收金額的一致性。因此該系統(tǒng)使用范圍受到局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供以ー種穩(wěn)定性好，后臺(tái)電カ系統(tǒng)能準(zhǔn)確快速獲得用戶消費(fèi)信息的非接觸式信息安全交互電能表及電能表安全交互系統(tǒng)。本發(fā)明提供的這種非接觸式信息安全交互電能表，包括主控MCU，還包括NFC控制單元和NFC安全単元，NFC控制單元帶有天線用于與外界具有NFC通信功能的手機(jī)通信，NFC控制單元與主控MCU之間通過(guò)I2C總線通信，與NFC安全単元之間通過(guò)SWP單線協(xié)議通信。用本發(fā)明非接觸式信息安全交互電表形成的電表安全交互系統(tǒng)，包括電カ主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、銀行收費(fèi)系統(tǒng)、具有NFC通信功能的手機(jī)、非接觸式信息安全交互電能表，銀行收費(fèi)系統(tǒng)與電カ主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，所述手機(jī)與銀行收費(fèi)系統(tǒng)和電カ主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行3G通信，與非接觸式信息安全交互電能表進(jìn)行非接觸式雙向信息交換。由于本發(fā)明非接觸式信息安全交互電能表中設(shè)有NFC控制單元和NFC安全単元，使具有NFC通信功能的手機(jī)能與之通信，同時(shí)手機(jī)能與電カ計(jì)費(fèi)系統(tǒng)通信，因此能使電カ系統(tǒng)快速獲得用戶消費(fèi)信息，克服了現(xiàn)有技術(shù)的存在的問(wèn)題，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明能帶來(lái)如下優(yōu)點(diǎn)
(O非接觸式信息安全交互電表與具有NFC通信功能的手機(jī)之間的信息交換的安全、便捷。由于非接觸式信息安全交互電能表與具有NFC通信功能的手機(jī)之間是非接觸式通信方式(具有NFC通信功能的手機(jī)以下簡(jiǎn)稱NFC手機(jī))，因此使用十分方便；另外由于非接觸式信息安全交互電能表和NFC手機(jī)中都引入了 NFC安全単元，在數(shù)據(jù)交換的過(guò)程中將進(jìn)行ー系列的加解密、簽名和驗(yàn)證簽名的操作，因此兩者之間的通信是安全的；
(2)非接觸式信息安全交互電能表與主站之間的信息交互過(guò)程可以保證信息的私密性、完整性和新鮮性。本系統(tǒng)可以支持自身與主站之間的雙向信息認(rèn)證。通過(guò)在非接觸式信息安全交互電能表與電カ主站之間共享私有密鑰，并對(duì)所交互的信息進(jìn)行加解密和簽名操作，可以保證兩者之間所交互信息是未被篡改的，從而保證了數(shù)據(jù)的私密性和完整性。通過(guò)在交互信息中插入與時(shí)間有關(guān)的變化量，可以保證信息的新鮮性，從而防止重放攻擊。對(duì)應(yīng)到電力公司繳費(fèi)應(yīng)用中，以上三種安全性可以防止惡意用戶竊聽(tīng)、篡改繳費(fèi)金額或多次使用同一個(gè)繳費(fèi)信息進(jìn)行充值；
(3)節(jié)省了電カ公司用于遠(yuǎn)程系統(tǒng)的建設(shè)成本和維護(hù)成本，使用本電能表及系統(tǒng)后，電力公司可以省去原有的遠(yuǎn)程系統(tǒng)，由用戶完成抄表、繳費(fèi)和預(yù)存的工作，節(jié)省了遠(yuǎn)程系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)成本。在沒(méi)有遠(yuǎn)程系統(tǒng)的模式下，電カ公司采用預(yù)付費(fèi)模式來(lái)對(duì)NFC電能表進(jìn)行控制；
(4)節(jié)省了電カ公司的人員投入，原有的柜臺(tái)營(yíng)業(yè)人員數(shù)量將會(huì)大幅度減少；
(5)實(shí)現(xiàn)了電費(fèi)抄繳存過(guò)程的一體化，方便了用戶。本系統(tǒng)支持用 戶手機(jī)本地抄表遠(yuǎn)程支付模式，用戶可以“足不出戶”地使用NFC手機(jī)完成電費(fèi)的預(yù)付費(fèi)功能。


圖I是本發(fā)明非接觸式信息安全交互電能表的結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2是本發(fā)明電表安全交互系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I反映了本發(fā)明非接觸式信息安全交互電能表的構(gòu)造，從該圖中可以看出本發(fā)明仍具有主控MCU、電源電路、計(jì)量電路、存儲(chǔ)器、繼電器控制單元、紅外接ロ、RS485接ロ、按鍵接ロ、液晶顯示等，還有NFC控制單元與NFC安全単元，NFC控制單元帶有天線，用于與外界NFC手機(jī)通信，NFC控制單元負(fù)責(zé)控制與NFC手機(jī)、NFC安全單元和主控MCU之間的信息交互。NFC安全単元負(fù)責(zé)執(zhí)行與安全相關(guān)的算法，并輸出計(jì)算結(jié)果給NFC控制單元。NFC控制單元與主控MCU之間的通信方式為I2C總線通信方式，NFC控制單元與NFC安全單元之間的通信方式為SWP單線協(xié)議。NFC已被手機(jī)行業(yè)接收并寫入標(biāo)準(zhǔn)，加入該標(biāo)準(zhǔn)的nokia、htc、三星等眾多廠商推出的手機(jī)都將具備NFC功能，本發(fā)明實(shí)施只需現(xiàn)有非接觸式信息安全交互電能表表內(nèi)増加NFC模塊，即增加NFC控制單元和NFC安全単元，并將NFC控制單元NFC控制單元與主控MCU之間通過(guò)I2C總線通信，NFC控制單元與NFC安全単元之間通過(guò)SWP單線協(xié)議通信。就可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明電能表與NFC手機(jī)之間的非接觸式信息安全交互通道。從圖2可以看出本發(fā)明電能表安全交互系統(tǒng)具有電カ主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、銀行收費(fèi)系統(tǒng)、NFC手機(jī)、非接觸式信息安全交互電能表，銀行收費(fèi)系統(tǒng)與電カ主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，所述手機(jī)與銀行收費(fèi)系統(tǒng)和電カ主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行3G通信，與非接觸式信息安全交互電能表進(jìn)行非接觸式雙向信息交換。本發(fā)明電能表安全交互系統(tǒng)使用時(shí)，用戶首先利用具有NFC手機(jī)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)與電力主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和銀行收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，購(gòu)買電量，然后再通過(guò)NFC手機(jī)將購(gòu)買的電量預(yù)存到非接觸式信息安全交互電能表，實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)功能。在后付費(fèi)系統(tǒng)中，用戶首先通過(guò)NFC手機(jī)讀取非接觸式信息安全交互電能表的計(jì)費(fèi)信息和用戶信息，再將這些信息通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)上傳給電カ系統(tǒng)主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)計(jì)算消費(fèi)金額后，向銀行收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)出對(duì)應(yīng)用戶賬號(hào)的扣費(fèi)指令，實(shí)現(xiàn)了后付費(fèi)功能。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式信息安全交互電能表，包括主控MCU，其特征在于還包括NFC控制單元和NFC安全單元，NFC控制單元帶有天線用于與外界具有NFC通信功能的手機(jī)通信，NFC控制單元與主控MCU之間通過(guò)I2C總線通信，與NFC安全單元之間通過(guò)SWP單線協(xié)議通信。
2.—種用權(quán)利要求I所述非接觸式信息安全交互電表形成的電表安全交互系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括電力主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、銀行收費(fèi)系統(tǒng)、具有NFC通信功能的手機(jī)、非接觸式信息安全交互電能表，銀行收費(fèi)系統(tǒng)與電力主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，所述手機(jī)與銀行收費(fèi)系統(tǒng)和電力主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行3G通信，與非接觸式信息安全交互電能表進(jìn)行非接觸式雙向信息交換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種非接觸式信息安全交互電能表及電能表安全交互系統(tǒng)，所述電能表包括主控MCU，還包括NFC控制單元和NFC安全單元，NFC控制單元帶有天線用于與外界具有NFC通信功能的手機(jī)通信，NFC控制單元與主控MCU之間通過(guò)I2C總線通信，與NFC安全單元之間通過(guò)SWP單線協(xié)議通信。所述系統(tǒng)包括電力主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、銀行收費(fèi)系統(tǒng)、具有NFC通信功能的手機(jī)、非接觸式信息安全交互電能表，銀行收費(fèi)系統(tǒng)與電力主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，手機(jī)與銀行收費(fèi)系統(tǒng)和電力主站計(jì)費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行3G通信，與非接觸式信息安全交互電能表進(jìn)行非接觸式雙向信息交換。本發(fā)明能支持用戶手機(jī)本地抄表遠(yuǎn)程支付模式，方便用戶完成電費(fèi)的預(yù)付費(fèi)。
文檔編號(hào)G07F15/06GK102663856SQ20121014321
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者侯興哲, 徐鑫, 朱政堅(jiān), 馬亮, 黃深喜 申請(qǐng)人:威勝集團(tuán)有限公司, 重慶市電力公司電力科學(xué)研究院