预付费型智能IC卡燃气表的工作原理及应用

预付费智能IC卡燃气表是民用高科技产品，可根据用户的IC卡燃气购买量自动计费和自动控制燃气消耗。与燃气销售管理系统配合使用，可以实卡工程”的深入发展和西北地区“西气东输”工程的正式启动，IC卡燃气表具有广阔的应用前景。将普通IC卡改进为CPU卡（智能卡）将进一步提高该燃气表的机密性。本文介绍了产品的核心技术-基于NEC单片机的预付费智能CPU IC卡燃气表的硬件和软件设计，并讨论了其工作原理，功能，可靠性设计，低功耗和低功耗IC卡燃气表的成本设计及其实际应用。

1预付费智能CPU IC卡燃气表的工作原理

预付费智能CPU型IC卡燃气表是通过在常规机械燃气表的主体上安装基于单片机的智能测控系统而构成的。该测控系统主要由单片机，SAM（安全访问模块）模块，CPU IC卡接口，计量电路，保护检测电路和气路控制阀组成。其系统结构如图1所示。

工作原理：当用户将装有一定数量燃气的CPU型IC卡插入仪表中时，控制阀在电子控制系统软件的控制下打开燃气阀。每次用户使用和用户号，并比较该用户号是否与SAM中存储的用户号一致，如果不一致，则拒绝读取该卡。

（3)如果用户号相同，则IC卡燃气表将卡序列号发送到SAM模块。SAM模块对卡序列号进行加密并生成相应的内部身份验证密钥。

（4)煤气表使用内部身份验证密钥在内部对用户卡进行身份验证。

（5)燃气表使用燃气表外部认证密钥对用户卡进行外部认证。

（6)燃气表从用户卡燃气购买应用程序二进制文件中读取燃气购买数据，判断其完整性，并判断燃气购买次数是否与IC燃气表一致。如果不一致，则发送到IC卡燃气表回写应用程序二进制文件（回写数据）退出；如果判断一致，则输入（7)。

（7) IC卡燃气表使用外部认证密钥进行燃气量外部认证SAM模块。如果一致，则燃气购买量和状态数据存储在SAM模块中，并且写回退出以完成天然气购买操作；否则，仅返回写数据并退出。

6结论

基于NEC单片机和SAM模块的CPU IC卡预付费燃气表在安全性和保密性，防攻击性，低功耗和低成本方面进行了有益的探索。经过几个月的实际使用，已证明已达到预期的效果。

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