專利名稱：智能電子式防偽表封及管理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統系統用電表的管理，特別涉及表封，具體地說 是一種電子表封和它的管理系統。
技術背景-
表封又稱之為封印，通常用塑料、金屬等材料制作，用于計量設備的防 止開啟、破壞等防偽、防竊電和防止作弊的作用。表封是電能計量人員實 施計量法的具體執行手段。它具有一定的法律效力，同時對計量設備的準確 性、可靠性、連續性起著重要的作用。表封的歷史悠久、應用廣泛，使用簡 便，傳統的表封因其結構及施封標識簡單，容易復制，所以防偽性能較差， 無法從根本上解決被仿冒或被同樣品種表封替換的問題。同樣品種的表封易 從內部管理人員、生產廠家或市場上獲得，也比較容易采用一般工藝手段仿
制達到以假亂真且不易判斷。目前，隨著射頻技術的快速發展，RFID射頻 技術在各領域應用的越來越廣，電子射頻表封的應用也越來越受到關注。射 頻識別(RFID)是利用無線方式對電子數據載體(電子標簽)進行識別的一種
新興技術。與接觸式和條形碼識別等系統比較，它有著巨大的優勢。利用射 頻識別技術，能有效實現對數量大、分布區域廣的信息進行智能化管理，達 到高效快捷運作的目的，特別是在物流、交通航運、自動收費、服務，電力
領域等方面有著廣泛的應用前景
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題就是針對以上不足而提供一種智能電 子式防偽表封及管理系統，從根本上解決對表封的私拆、故意損壞、偽造及 被施封物品的非正常開啟的識別和驗證。并且應用起來很方便和快捷，大大 節省了人力、物力，提高了系統的自動化水平，更重要的是滿足了通過電子 手段解決各種器具、物品的安全識別、防拆防盜的安全需求，讓反竊電工作的防、查措施更科學有效，真正起到防止破壞/偽造計量表封而造成的竊電 現象的發生而造成的竊電損失，達到反竊電的目標，從而維護電力公司的利 益，保護國家財產安全。
表封管理系統在總體設計時充分考慮了電力公司信息化建設的實際情 況，兼顧了電力公司現有MIS系統的建設進程，該系統既可以以一個相對獨
立的操作系統單機運行，也可以作為一個功能菜單鑲嵌在己有的基于B/S
系統中操作。
本實用新型采取的技術方案是
一種智能電子式防偽表封，其具有無源RFID，且內嵌有ID數碼芯片Al， 當被RFID閱讀器掃描時能夠感應出電壓，從而使自己開始工作，并把自身 的ID號回傳到閱讀器，閱讀器通過ID號檢索本表封的相關的信息，并通過 LCD液晶顯示屏顯示出來，而且還可以通過按鍵輸入ID號査詢相關信息。
一種智能電子式防偽表封的管理系統，包括有電子表封和能夠對電子表 封射頻識別的閱讀器，閱讀器主要包括主控電路和與主控電路連接的時鐘電 路、存儲模塊、電源管理模塊，還包括與主控電路連接的IC卡射頻接收和 發送模塊、按鍵模塊、RS232通訊模塊，IC卡射頻接收和發送模塊上連接有 第一天線；主控電路還連接LCD顯示模塊和ID卡射頻接收模塊，ID卡射頻
接收模塊上連接有第二天線。
主控電路主要包括有單片機STC89C54。
IC卡射頻接收和發送模塊主要包括有射頻解碼模塊U2。
第一天線為PCB型13. 56M天線。
ID卡射頻接收模塊主要包括有芯片U6。
第二天線為漆包線繞制的125K天線。
RS232通訊模塊采用MAX232電平轉換模塊與上位機通信，下載和上傳 電子表封的信息和一些控制命令的傳輸。
本實用新型能夠達到的有益效果是1、 智能電子式防偽表封，產品本體內部的防盜結構及嵌入式注塑工藝， 使得安裝完畢后的產品本體具有極為可靠的防偽性和防盜性。對于表封本體 的拆卸、盜取和仿制均會造成產品本體非常明顯的損壞，同時內部封裝的 ID芯片因外力作用而損毀不可重復使用，使得產品的防偽、防盜性性能具 有極高的安全性和可靠性。并且表封的封線也是特制的，具有一定的防破壞 性。簡單的施封操作，無須專用施封鉗，同類產品無可比性；先進的防偽防 盜結構，防偽就能發現，施封后自動鎖死；國際先進的(射頻識別)防偽技 術、無重復的唯一編碼。
2、 管理系統實現了對電子表封的發放、驗證和讀寫，使表封的管理更
便利，大大節省了人力、物力，提高了系統的自動化水平，更重要的是滿足 了通過電子手段解決各種器具、物品的安全識別、防拆防盜的安全需求，讓 反竊電工作的防、查措施更科學有效，真正起到防止破壞/偽造計量表封而 造成的竊電現象的發生而造成的竊電損失，達到反竊電的目標，從而維護電 力公司的利益，保護國家財產安全。
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圖1為智能電子式防偽表封(A)及閱讀器(B)的結構示意圖(Al為 ID數碼芯片)。
圖2為智能電子式防偽表封的管理系統的邏輯框圖。
圖3為智能電子式防偽表封的管理系統的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述
如圖1所示，該智能電子式防偽表封其具有無源RFID，且內嵌有ID 數碼芯片，當被RFID閱讀器掃描時能夠感應出電壓，從而使自己開始工作， 并把自身的ID號回傳到閱讀器，閱讀器通過ID號檢索本表封的相關的信息， 并通過LCD液晶顯示屏顯示出來，而且還可以通過按鍵輸入ID號查詢相關 信息。智能電子式防偽表封分為兩種一種是可擦寫的， 一種是只讀的。只讀的電子表封本體內部封裝瑞典原廠制造的ID數碼芯片(芯片字符長度64
位)，內核為64位激光可編程R0M，調制方式為曼徹斯特碼(Manchester) 調制，位數據傳送周期為512 P s， ID號全球唯一。工作頻率范圍為100kHz 150kHz，主時鐘及工作電源取自識讀器發射的信號。作為接收天線的線圈和 微芯片已連好并封裝在一起。內部電路分模擬模塊和數字模塊兩大部分。模 擬模塊包括全波整流電路，時鐘提電路，調制電路；數字模塊。可讀寫的 電子表封內核Mifarel是一種智能卡(smart card)，內建有中央微處理機 (MCU)和ASIC等，使卡在安全保密性、認證邏輯、算術運算等微操作控制有
序進行。表封的技術指標工作電源無。ID碼長度二進制64位，十 進制16位。工作環境-40°C至85。C。施封工具無。重量3g
另外通過產品本體內部的防盜結構及嵌入式注塑工藝使得安裝完畢后 的產品本體具有極為可靠的防偽性和防盜性。對于表封本體的拆卸、盜取和
仿制均會造成產品本體非常明顯的損壞，同時內部封裝的ID芯片因外力作
用而損毀不可重復使用，使得產品的防偽、防盜性性能具有極高的安全性和 可靠性。并且表封的封線也是特制的，具有一定的防破壞性。簡單的施封操
作，無須專用施封鉗，同類產品無可比性；先進的防偽防盜結構，防偽就能 發現，施封后自動鎖死；國際先進的(射頻識別)防偽技術、無重復的唯一 編碼。
如圖2、圖3智能電子式防偽表封的管理系統，包括有電子表封和能夠 對電子表封射頻識別的閱讀器，閱讀器主要包括主控電路和與主控電路連接 的時鐘電路、存儲模塊、電源管理模塊，還包括與主控電路連接的ic卡射 頻接收和發送模塊、按鍵模塊、RS232通訊模塊，IC卡射頻接收和發送模塊 上連接有第一天線；主控電路還連接LCD顯示模塊和ID卡射頻接收模塊，ID 卡射頻接收模塊上連接有第二天線。主控電路主要包括有單片機STC89C54。 工C卡射頻接收和發送模塊主要包括有射頻解碼模塊U2。第一天線為PCB型 13.56M天線。ID卡射頻接收模塊主要包括有芯片U6。第二天線為漆包線繞制的125K天線。RS232通訊模塊采用MAX232電平轉換模塊與上位機通信， 下載和上傳電子表封的信息和一些控制命令的傳輸。
其中，電源管理模塊由充電管理芯片UTC3045和升壓芯片KX1301C 以及電池電壓檢測芯片BL8506和鋰電池組成，當電壓低于3V的時候系統提 示電池電量不足。本裝置有電源輸入接口，可在線充電。充電時指示燈LED2 點亮，充電完畢時熄滅。主控電路包括CPUSTC89C54和SPK1、 Yl等。CPU 負責整個系統的控制，內部燒寫有嵌入式的系統程序。存儲模塊采用SPI 接口的串行FLASH。表封的一些相關信息存儲在FLASH里面。時鐘模塊時 鐘模塊提供時間信息，可以設置和更改。有時鐘芯片U5和Y3、 Cl、 C2組成。 Y3晶振提供時32. 768K時鐘脈沖，如果偏離32. 768K，可以通過調節Cl、 C2的值使起更精確。RS232通信模塊采用MAX232電平轉換模塊與上位機 通信，本讀寫器通過RS232與計算機通信，下載和上傳RFID表封的信息， 和一些控制命令的傳輸。
下面主要介紹一下射頻模塊的實施方法ID卡射頻接收模塊即125K 模塊的射頻部分有U6和天線以及周圍的電容組成。是讀不可寫的電子表
封的。主要功能就是l.發射射頻信號。信號頻率應等于電子表封接收回路
的諧振頻率，信號有足夠的強度.以啟動電子表封工作并滿足對作用距離的
要求。2.接收電子表封發射的射頻信號，并解調出其中的數據。3.數據解碼 及后續處理。CPU負責啟動EM4095并接收由EM4095解調的編碼數據。采用 STC89C54作為微控制器，其內部集成了 12KB的Flash程序存貯器，256B 的RAM， 具有低功耗工作模式。EM4095的DEMOD OUT端接Pl. 7， EM4095 的SHD接P4. 1。當有RFID表封處于讀寫器天線的發射范圍之內時，RFID 電子表封就感應出電壓，從而自己開始工作，把自己的ID號回傳讀寫器， 電子表封中的64bit數據以NRZ形式的波形串行送入編碼器，經編碼后輸出 Manchester碼波形。其編碼規則為在一個編碼時鐘周期的中間以一個上 跳變的波形表示二進制數據"1":在一個編碼時鐘周期的中間以一個下跳變的波形表示二進制數據"0"。編碼輸出信號作負載調制的控制信號，編 碼輸出波形中的低電平使標簽發射天線線圈工作于高電流，編碼輸出波形中
的高電平則使標簽發射天線線圈工作于低電流。因此，電子表封發給EM4095
的已調信號，經解調輸出的波形與標簽編碼輸出的波形為反相關系，S卩時 鐘周期中間的下跳變表示二進制數據"1"，時鐘周期中間的上跳變波形表
示二進制數據"0"。主控程序根據EM4095發出的Manchester碼解碼和校 驗得到所要的64位ID號，然后根據此ID號在FLASH中檢索相關信息并顯 示出來。這樣，如果此表封被換過讀寫器就不能查到它相應的信息，從而提 示此表封不存在。而且從讀出的信息還可以査出次表封的一些相關信息，有 利于管理的方便。IC卡射頻接收和發送模塊即13. 56M模塊的讀寫部分， 此模塊能夠讀寫13. 56M的可寫的電子表封。主要有U2， RC500和Y1及外 圍電路組成。讀寫器工作時，與專用的讀卡芯片(MF RC500)相連的天線線圈 不斷地向外發出一組固定頻率的電磁波(13. 56MHz)，當有卡靠近時，卡片內 有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器的發射頻率相同，這樣在電磁波 的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容充電有了電荷。在這個電容 另一端，接有一個單向導電的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內存 儲。當電容器充電達到2V時，此電容就作為電源為卡片上的其他電路提供 工作電壓，將卡內數據發射出去或接收讀寫器發來的數據與保存。RC500主 要起到調制和解調的作用。RC500與CPU之間采用并行的通信方式。
LCD顯示模塊采用LCD液晶漢字顯示，主要接口部分為J6及其周圍 的部分，它與CPU通過模擬的串口進行通信。通過給LCD發送控制和數據， 使其顯示相關內容。按鍵模塊12個按鍵功能各異，通過操作按鍵來控制 讀寫器的工作，實現這個系統的功能。鍵功能表見圖3。
總之，整個系統實現了對電子表封的發放、驗證和讀寫，使表封的管 理更便利，大大節省了人力、物力，提高了系統的自動化水平，更重要的是 滿足了通過電子手段解決各種器具、物品的安全識別、防拆防盜的安全需求，讓反竊電工作的防、查措施更科學有效，真正起到防止破壞/偽造計量表封 而造成的竊電現象的發生而造成的竊電損失，達到反竊電的目標，從而維護 電力公司的利益，保護國家財產安全。
權利要求1、一種智能電子式防偽表封，其特征在于其具有無源RFID，且內嵌有ID數碼芯片，當被RFID閱讀器掃描時能夠感應出電壓，從而使自己開始工作，并把自身的ID號回傳到閱讀器。
2、 一種智能電子式防偽表封的管理系統，包括有電子表封和能夠對電子表 封射頻識別的閱讀器，其特征在于閱讀器主要包括主控電路和與主控電路連 接的時鐘電路、存儲模塊、電源管理模塊，還包括與主控電路連接的IC卡射頻 接收和發送模塊、按鍵模塊、RS232通訊模塊，IC卡射頻接收和發送模塊上連 接有第一天線；主控電路還連接LCD顯示模塊和ID卡射頻接收模塊，ID卡射頻接收模塊上連接有第二天線。
3、 如權利要求2所述的智能電子式防偽表封的管理系統，其特征在于主控電路主要包括有單片機STC89C54。
4、 如權利要求2所述的智能電子式防偽表封的管理系統，其特征在于IC卡射頻接收和發送模塊主要包括有射頻解碼模塊U2。
5、 如權利要求4所述的智能電子式防偽表封的管理系統，其特征在于第 一天線為PCB型13. 56M天線。
6、 如權利要求2所述的智能電子式防偽表封的管理系統，其特征在于ID卡射頻接收模塊主要包括有芯片U6。
7、 如權利要求6所述的智能電子式防偽表封的管理系統，其特征在于第 二天線為漆包線繞制的125K天線。
8、 如權利要求2所述的智能電子式防偽表封的管理系統，其特征在于:RS232 通訊模塊采用MAX232電平轉換模塊與上位機通信，下載和上傳電子表封的信息 和一些控制命令的傳輸。
專利摘要本實用新型公開一種智能電子式防偽表封，其具有無源RFID，且內嵌有ID數碼芯片。本實用新型還公開一種智能電子式防偽表封的管理系統，包括有電子表封和能夠對電子表封射頻識別的閱讀器，閱讀器主要包括主控電路和與主控電路連接的時鐘電路、存儲模塊、電源管理模塊，還包括與主控電路連接的IC卡射頻接收和發送模塊、按鍵模塊、RS232通訊模塊，IC卡射頻接收和發送模塊上連接有第一天線；主控電路還連接LCD顯示模塊和ID卡射頻接收模塊，ID卡射頻接收模塊上連接有第二天線。本實用新型具備先進的防偽防盜結構，和國際先進的防偽技術、無重復的唯一編碼。管理系統實現使得管理便利，節省了人力、物力，保護國家財產安全。
文檔編號G09F3/03GK201315116SQ200820230749
公開日2009年9月23日 申請日期2008年12月11日 優先權日2008年12月11日
發明者雷 葉, 暉 吳, 張海鵬, 張鴻雁, 梁青云, 罡 牛, 睿 趙, 琰 鄭 申請人:河南省電力公司鄭州供電公司;鄭州華力信息技術有限公司