IC卡膜式家用燃气表产品生产技术发展趋势分析

第一节 产品生产技术发展现状

近几年来，我国IC卡燃气表处于高速发展阶段，较传统的燃气表来看，技术水平得到了很大的提高。目前，我国实现了一体化的IC卡表，且阀体全密封，对外界环境有抗干扰能力。同时，在燃气表内增加电池和电路板的密封装置，保护燃气表不被腐蚀，保证用户的正常用气。在电路中增强电压检测电路，随时监测电池电压，当电压降至制定值时，自动关闭并发出报警提示。此外，卡座采用非接触式IC卡卡座，这样没有了外露触点，抗攻击性强，不怕脏污及湿气，大大提高了卡座的可靠性和安全性。

我国还实现了IC卡燃气表的加密技术，对持卡人、卡、接口设备之间的相互认证以及数据的加密。与加密有关的还有解密和密钥管理(密钥的生成、分配、保管、销毁等)；对传输的信息进行加密，以防被窃取、更改；对存储的信息进行加密保护，使得只有掌握密钥的人才可以读取信息。

第二节 产品生产工艺特点或流程

1、阀门及其驱动结构

Ic卡燃气表设计的首要问题，是解决燃气与大气之间的隔离，燃气与电子部件和导线的隔离等问题。从技术角度看，该问题主要存在于阀门的设计中。

1）阀门形式选定。阀门主要有电磁阀和电机阀两种形式，用于控制用户用气量。电磁阀由于驱动电流有限，存在着行程小、抗震能力差、无法构成反馈控制回路等缺点，应逐步由电机阀取代。

2）阀门驱动结构的设计。确定了阀门形式后，就应开始着手考虑阀门的驱动结构。在设计中，应将阀门和带有磁性的橡胶阀盖安装在包容燃气的腔体内部，而将电机和带有磁性的传动部件(如阀杆)安装在包容燃气腔体的外部，与控制电路相连。控制电路通过驱动外部的传动装置作定向运动，以达到控制阀门开关的目的。这种结构形式，可以将燃气与大气、电子部件完全隔离，保证了产品的安全指标。

2、阀门控制的可靠性

具备由反馈信息构成的闭环系统才能实现可靠的控制。一个好的IC卡燃气表中应安装有阀门位置传感器，一是保证阀门开关的可靠性；二是为表中的控制芯片做表体位置状态检测时提供反馈信息。

3、供给电源的可靠性

IC卡燃气表对电源的要求是：

1）能长期供给表中系统的运行电流；

2）能够保证阀门驱动过程中所需的峰值电流；

3）在电源的电量不足时，能够可靠地关闭阀门。

经过实践证明，单一干电池供电技术是较优的电源方案。在设计中，可采取以单一干电池供电、以多层电容为后备储能元件构成的电源系统。这样，在系统正常工作时，由电池提供电能，并补充电容的电量；阀门动作时，由电池和电容共同供电，保证峰值电流；电池电量不足时，则由电容提供电能关闭阀门。

4、中央控制器的结构

中央控制器由单片机、单片机程序、数据存储器和外围设备控制电路组成，用于数据的输入、运算、判断和存储，控制外围设备及部件的工作。在设计中，我们在保留上述组件上，可加装一个控制芯片(相当于CPU)，并设置内部程序(指令性程序和密码程序)，由它向单片机发出关闭阀门的死锁指令。其工作原理是：在Ic卡燃气表出厂时，可在该芯片中设置具有最高优先级的一个开启阀门的密码，同时，在相配的IC卡中加入解密钥匙，该解密钥匙只可使用一次，使用下一次控制芯片将不再读取。当用户首次插入IC卡后，由IC卡解密，燃气表开始正常工作。如果用户动表偷气，控制芯片将根据位置传感器的反馈信息发出关闭阀门的死锁指令，当用户为了应付燃气公司检查将表装上后，则该表将不过气，只有燃气公司营业网点的工作人员才可解密。这样，就可以防止用户拆表偷气。简单地说，该控制芯片的主要功能是根据对阀门传感器所传过来的信息进行发布指令。

5、计量传感器的组成

计量传感器由机械表、信号转换器组成，用于计量用户的燃气使用量。机械表测量流量真实值，信号转换器应采用磁电转换将机械读数转换为中央控制器可识别的电信号。在磁电转换装置中，必须具备磁保护功能，用以阻挡外界磁场的干扰。

6、用户界面的组成

用户界面由IC卡接口、液晶显示器及发光、发声等部件组成。具有提示功能，以及用于数据输入等情况的处理功能。

第三节 国内外生产技术发展趋势分析

随着信息技术的高速发展，IC卡技术越来越来完善。从现在的IC卡技术水平来看，未来我国的IC卡应用范围将会更广，应用更加灵活、方便。

IC卡技术未来需要解决的主要技术问题：

1、影响IC卡安全的基本问题

智能卡和接口设备之间的信息交换：这些信息可以被截取分析，从而可被复制或插入假信号；

伪造智能卡的出现：伪造智能卡与接口设备之间的信息，使接口设备无法判断出是合法的还是伪造的；

操作人员的作弊行为：私下的泄露密钥和人为非法修改信息等；

用户的非法攻击：通过各种手段对设备的关键部位进行攻击。

2、安全措施

对持卡人、卡、接口设备的合法性互相检验；

重要数据加密后传送；

检验数据的完整性；

卡和接口设备中设置安全区，对于任何不合规范的操作，将自动禁止卡的进一步操作；

操作人员的责任与道德规范；

设置黑名单。

3、密钥与认证：

对持卡人、卡、接口设备之间的相互认证以及数据的加密，均可采用DES和RSA两种密码算法中的一种；与加密有关的还有解密和密钥管理（密钥的生成、分配、保管、销毁等）；对传输的信息进行加密，以防被窃取、更改；对存储的信息进行加密保护，使得只有掌握密钥的人才可以读取信息。

为防止信息被篡改、伪造或过后否认，对传输的信息进行加密认证是必要的。

以上问题是在接口设备完整、成熟、具有强大的抗攻击性能的前提下进行的，设备自身的技术落后、设计缺陷或器件失效等引起的一系列问题除外。

未来，我国IC卡膜式燃气表技术主要围绕解决以上问题进行技术创新。

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