基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)

【摘要】：本文詳細(xì)論述了煤氣計(jì)量收費(fèi)的發(fā)展歷程，IC卡預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成，IC卡的分類以及智能卡預(yù)付費(fèi)煤氣表的應(yīng)用分析。 全文的展開(kāi)分為IC卡的種類及特點(diǎn)、基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)三大部分，并提出了基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的各部分構(gòu)成及應(yīng)用分析。其中，關(guān)鍵技術(shù)主要包括：傳感器技術(shù)、單片機(jī)及接口技術(shù)、IC卡技術(shù)、信息處理技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)。 設(shè)計(jì)的第一部分是IC卡的種類及特點(diǎn)。根據(jù)IC卡內(nèi)所鑲嵌集成電路的不同，可以將IC卡分成存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡、智能卡（CPU卡）等，它們各自具有不同的數(shù)據(jù)保護(hù)安全級(jí)別。從卡的物理結(jié)構(gòu)及安全機(jī)制出發(fā)，對(duì)存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡、智能卡（CPU卡）進(jìn)行了深入的研究，通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡、智能卡（CPU卡）的物理結(jié)構(gòu)及安全機(jī)制分析可以看出智能卡具有較高的安全級(jí)別。本文針對(duì)IC卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)用安全性分析，提出了選用智能卡作為預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的存儲(chǔ)媒介的設(shè)計(jì)方案?；谥悄芸ǖ念A(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。本部分的研究也同時(shí)為第二部分基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中IC卡的選型提供了參考依據(jù)。 設(shè)計(jì)的第二部分是基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力出發(fā)，同時(shí)考慮區(qū)域差異、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、操作人員技術(shù)水平等因素，對(duì)本系統(tǒng)中各個(gè)硬件組成環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件系統(tǒng)。選用智能卡 WP=65 作為存儲(chǔ)媒介提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，在單片機(jī)設(shè)計(jì)上選用美國(guó)德州儀器公司的微功耗MSP430系列單片機(jī)，有效地降低了系統(tǒng)功耗，由于MSP430 F413單片機(jī)內(nèi)置液晶驅(qū)動(dòng)器，提高了系統(tǒng)的集成度，技術(shù)設(shè)計(jì)先進(jìn)。本系統(tǒng)所使用的預(yù)付費(fèi)控制器在應(yīng)用上具有簡(jiǎn)捷方便的操作步驟和直觀明確的提示信息，達(dá)到了可靠性和易用性兼顧的設(shè)計(jì)原則。 設(shè)計(jì)的第三部分是基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。從系統(tǒng)的可擴(kuò)充性、安全性、靈活性觸發(fā)，對(duì)本系統(tǒng)中各個(gè)軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，保證了完整系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。在單片機(jī)和管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)遵循便于擴(kuò)展和便于維護(hù)的原則，并采用設(shè)置“軟件陷阱”及采用“事務(wù)處理”等解決方法，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力，確保了軟件系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)具有功能齊備、擴(kuò)展靈活、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。在管理系統(tǒng)的構(gòu)成上采用了客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，客戶端連接加密器，關(guān)鍵數(shù)據(jù)利用加密器進(jìn)行加密及解密處理，增強(qiáng)了管理系統(tǒng)的安全性。每筆交易數(shù)據(jù)由客戶端及服務(wù)器端同時(shí)保存，并按批號(hào)對(duì)網(wǎng)點(diǎn)終端生成交易結(jié)算記錄。同時(shí)管理系統(tǒng)還結(jié)合不同地區(qū)煤氣公司管理部門應(yīng)用上的共同點(diǎn)和差異分析，進(jìn)行軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，以最大限度地滿足煤氣公司收費(fèi)管理的實(shí)際要求，增強(qiáng)本系統(tǒng)管理軟件的通用性。 本文列舉了煤氣計(jì)量收費(fèi)的發(fā)展歷程，闡述了國(guó)、內(nèi)外在不同時(shí)期所采用的技術(shù)路線和技術(shù)方案，分析了技術(shù)上的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)當(dāng)前煤氣計(jì)量收費(fèi)的要求和特點(diǎn)，本文從安全性和可靠性出發(fā)，提出了基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，它包括兩層結(jié)構(gòu)：硬件軟件系統(tǒng)及煤氣表部分。并對(duì)基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)方案給出了詳細(xì)的論述。采用基于智 WP=66 能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，符合當(dāng)前煤氣計(jì)量收費(fèi)的技術(shù)要求，克服了原有采用基于邏輯加密卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)所表現(xiàn)出來(lái)的安全性低、可靠性差等缺陷，從技術(shù)上看既有所繼承又有所創(chuàng)新，符合當(dāng)前公用事業(yè)部門管理現(xiàn)代化的要求。 采用基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案由于具有較高的安全性和可靠性，因此發(fā)展?jié)摿臻g很大。目前，基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)正在成為IC卡預(yù)付費(fèi)應(yīng)用領(lǐng)域的主流。IC卡預(yù)付費(fèi)水表、IC卡預(yù)付費(fèi)電表、IC卡預(yù)付費(fèi)熱量表的應(yīng)用也越來(lái)越多地開(kāi)始采用基于智能卡的設(shè)計(jì)方案，這也是科技進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的IC卡預(yù)付費(fèi)表應(yīng)用系統(tǒng)中的單片機(jī)使用較多的仍然是8位單片機(jī)，而本方案在單片機(jī)的選型上，則選取了美國(guó)德州儀器公司最新推出的16位微功耗MSP430系列單片機(jī)。MSP430系列單片機(jī)具有更卓越的品質(zhì)，在歐洲已得到了非常廣泛的應(yīng)用，在超低功耗和功能集成等方面有明顯的特點(diǎn)，具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快、超低功耗等優(yōu)點(diǎn)，更具有開(kāi)發(fā)方便、可以現(xiàn)場(chǎng)編程等優(yōu)點(diǎn)。因此性能價(jià)格比高，適合應(yīng)用在各種要求極低功率消耗的場(chǎng)合。這個(gè)系列中的多個(gè)型號(hào)是由一些基本功能模塊按不同的應(yīng)用目標(biāo)組合而成。MSP430系列的Flash型芯片內(nèi)部集成了功能豐富的各種資源，從應(yīng)用角度看，具有開(kāi)發(fā)設(shè)備簡(jiǎn)便、可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)。因此采用MSP430系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)的基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)，設(shè)計(jì)方案先進(jìn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。 本設(shè)計(jì)方案所選用的傳感器、單片機(jī)、ESAM模塊、智能卡、電磁閥門（電動(dòng)閥門）等硬件都是根據(jù)實(shí)測(cè)信號(hào)的技術(shù)指標(biāo)而精心設(shè)計(jì)的，對(duì)信號(hào)的處理是根據(jù)其精度要求、工作環(huán)境等 【關(guān)鍵詞】：預(yù)付費(fèi)煤氣表 智能卡 單片機(jī) 預(yù)付費(fèi)控制器 應(yīng)用系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TP274.2
【目錄】：

• 第一章 緒論6-16
• 1.1 引言6-7
• 1.2 煤氣計(jì)量收費(fèi)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)7-12
• 1.2.1 國(guó)外煤氣計(jì)量收費(fèi)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)7-8
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)煤氣計(jì)量收費(fèi)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)8-12
• 1.3 基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的組成12-14
• 1.3.1 基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)工作過(guò)程13-14
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第二章 IC卡的種類及特點(diǎn)16-23
• 2.1 存儲(chǔ)卡16-17
• 2.2 邏輯加密卡17-18
• 2.3 智能卡18-23
• 2.3.1 智能卡的特點(diǎn)20-21
• 2.3.2 智能卡操作系統(tǒng)(COS)及安全性分析21-23
• 第三章 基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)23-35
• 3.1 基于MSP430單片機(jī)的低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-28
• 3.2 預(yù)付費(fèi)控制器的工作原理28-31
• 3.3 液晶顯示電路設(shè)計(jì)31-35
• 第四章 基于智能卡的預(yù)付費(fèi)煤氣表應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)35-55
• 4.1 主程序及初始化模塊的軟件設(shè)計(jì)37-40
• 4.2 智能卡讀寫(xiě)模塊的軟件設(shè)計(jì)40-50
• 4.2.1 智能卡的文件結(jié)構(gòu)41-45
• 4.2.2 智能卡的密鑰生成及發(fā)行管理45-50
• 4.3 液晶顯示模塊的軟件設(shè)計(jì)50-53
• 4.4 銷售管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)53-55
• 第五章 全文總結(jié)55-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 摘要64-73

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