專利名稱：農業排灌電能計量管理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電能計量管理系統，特別是涉及一種農業排灌電能計量管理系統。
背景技術：
現在，農業排灌電能計量管理現狀為每個電卡表廠家都有各自獨立的一套系統， 選擇不同的廠家就意味著使用不同的系統。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。售電管理系統各廠家自行設 計售電軟件，實際思路不統一、功能簡單，相互獨立，模式較亂。寫卡機現有的讀寫卡機由 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不統一， 許多功能無法實現。加密系統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。
發明內容
本發明的目的在于提供一種省內統一、方便、安全的農業排灌電能計量管理系統。
本發明采用的技術方案如下 本發明所述的農業排灌電能計量管理系統采用非接觸式智能CPU卡作為存儲介
質，包括全省統一的密鑰系統、售電系統，還包括預付費電卡表、讀卡器、抄表器，同類設備
采用統一的技術規范和通訊接口 ，保證各個設備之間的通訊，實現本系統的功能。 所述的非接觸式智能CPU卡，具有計算加密/解密功能，通過內置的COS操作系統
進行CPU運算，實現密鑰認證。 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，內置ESAM模塊，可 以和購電的智能CPU卡進行安全認證，實現一卡多表、一表多卡的身份校驗，實現按金額扣 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，能夠實現實時時鐘功能，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、發行工具卡、讀工具卡、取卡狀態、取交易記錄、取卡置鎖狀態、解除卡鎖定 狀態、讀取卡號、讀取卡片信息共15種接口函數，根據接口函數實現售電系統與讀卡器動 態鏈接庫(DLL)進行數據交互，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個月份的結算電量、最近50條參數設置信息、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據；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；電表信息數據菜單可以按全部電表信息、總、故障電
量、掛起用戶記錄、結算電量、選擇參數設置記錄、刷卡故障記錄、電表狀態參數進行抄收。 所述的售電系統以數據庫SqlServer為底層支持，C/S運行方式，由臺賬管理、常
用查詢、業務管理、卡操作、抄表器、報表管理、編碼管理、系統維護等八個模塊組成。所述的
臺帳管理，主要包含機井區域號管理、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，主要包括機井區域號、電表、機井、客戶、售電記錄、補電記錄、銷戶記
錄、抄表器數據查詢。所述的業務管理，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、寫參數卡操作。所述的抄表器進行數據的抄回導入，整
理數據清除無用的刷卡數據，可以按表號、按分類進行數據查詢、統計分析同時對抄表器中
數據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、機井臺帳統計、機井
用電統計月報、客戶臺帳新增月報表、客戶臺帳統計、預付費收支月報、預售電費明細表、增
補電費明細表、預售電費統計月報等內容。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、抄表器廠家進行數據維護。所述的系統維護，配置版本
信息，采用單機版還是網絡版、維護操作員信息、供電所的行政村和臺區信息、數據備份功
能、修改口令，重新登陸功能。 所述的密鑰系統分為省、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，分散級數與密鑰系統層次結構嚴格對應。省 公司統一負責種子密鑰的管理和發行，全省僅有一套密鑰系統，通過四位領導輸入種子密 鑰，經由復雜的數學計算實現多層分散產生各環節的運行管理密鑰。作為本發明的一個優 選方案，所述的密鑰系統的密鑰的復制和分發是通過發卡系統，所有的密鑰存儲和發散計 算過程都在卡片內進行，防止密鑰數據的泄漏，在密鑰數據的傳遞過程中都以密文的形式 傳遞，防止密鑰數據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，提高整個系統的安全性。按照密鑰生成的順序，密鑰 系統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。 作為本發明的另一個優選方案，為保證密鑰的安全性，所屬的密鑰系統設計只涉 及流程的控制，不對任何密鑰分散的相關數據實行系統固化，即密鑰因子、分散因子等與密 鑰生成相關的數據均由應用方確定，應用方在使用前進行修改。 作為本發明的再一個優選方案，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，實現了縣與縣之間不能夠通用的特點。 本發明的有益效果如下 (1)統一的售電終端、內置存儲密鑰的PSAM模塊，通過PSAM模塊和智能CPU卡中 的密鑰進行安全認證，實現充值的高級別管理，解決私自售電的可能。 (2)統一的技術規范、統一的密鑰系統，加強了整個系統的安全機制，增強了防竊 電的技術水平。統一的售電系統、WEB數據展現、數據挖掘技術，提高了數據的準確性、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據基礎，提高領導決策分 析的能力和水平，強化省公司的統計管理和決策分析。統一整合數據資源，實現數據集中和 數據挖掘功能，為供電所管理系統的統一接口和數據交換提供了便利條件。
圖1為密鑰因子發散流程圖；
圖2為密鑰卡生成流程圖；
圖3為系統運作流程圖。
具體實施例方式
參見附圖l，領導卡密鑰加入主密鑰發散因子生成總控密鑰，總控密鑰和省區域發 散因子一起生成省級密鑰，省級密鑰和縣區域發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明所述的系統澆地時，首先要向供電企業申請一 張用戶卡，即智能CPU卡，供電企業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放，用戶可持卡向供電企業申請購電，供電企業通過售電系統將用 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
一種農業排灌電能計量管理系統，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一的密鑰系統、售電系統和作為存儲介質的非接觸式智能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，內置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、發行工具卡、讀工具卡、取卡狀態、取交易記錄、取卡置鎖狀態、解除卡鎖定狀態、讀取卡號、讀取卡片信息共15種接口函數，根據接口函數實現售電系統與讀卡器動態鏈接庫(DLL)進行數據交互，對非接觸式智能CPU卡進行讀寫操作；所述的售電系統以數據庫SqlServer為底層支持，C/S運行方式，由臺賬管理、常用查詢、業務管理、卡操作、抄表器、報表管理、編碼管理、系統維護等八個模塊組成。所述的密鑰系統分為省、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，分散級數與密鑰系統層次結構嚴格對應；省公司統一負責種子密鑰的管理和發行，全省僅有一套密鑰系統，通過四位領導輸入種子密鑰，經由復雜的數學計算實現多層分散產生各環節的運行管理密鑰。
2. 根據權利要求1所述的農業排灌電能計量管理系統，其特征在于所述的密鑰系統 的密鑰的復制和分發是通過發卡系統，所有的密鑰存儲和發散計算過程都在卡片內進行， 在密鑰數據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. 根據權利要求1所述的農業排灌電能計量管理系統，其特征在于所述的密鑰系統 設計只涉及流程的控制，不對任何密鑰分散的相關數據實行系統固化，即密鑰因子、分散因 子等與密鑰生成相關的數據均由應用方確定，應用方在使用前進行修改。
4. 根據權利要求1所述的農業排灌電能計量管理系統，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，實現了縣與縣之間不 能夠通用的特點。
5. 根據權利要求2所述的農業排灌電能計量管理系統，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. 根據權利要求5所述的農業排灌計量管理系統，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
本發明涉及一種農業排灌電能計量管理系統，包括預付費電卡表、抄表器、讀卡器，還包括全省統一的密鑰系統、售電系統和作為存儲介質的非接觸式智能CPU卡，同類設備采用統一的技術規范和通訊接口，保證各個設備之間的通訊，實現本系統的功能。統一的售電終端預付費電卡表，內置存儲密鑰的PSAM模塊，通過PSAM模塊和智能CPU卡中的密鑰進行安全認證，實現充值的高級別管理，解決私自售電的可能。統一的密鑰系統，加強了整個系統的安全機制，增強了防竊電的技術水平。統一的售電系統、WEB數據展現、數據挖掘技術，提高了數據的準確性、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據基礎。
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 優先權日2009年1月8日
發明者付衛東, 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