專利名稱：Nfc燃氣表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃氣表，特別涉及一種NFC燃氣表。
背景技術：
目前預付費燃氣表是目前應用比較成熟和廣泛的一種解決方案，它是通過邏輯加密卡在燃氣公司和用戶燃氣表之間傳遞預存數據，這就要求用戶每充一次燃氣就要到指定的燃氣購買站去購買，給用戶帶來諸多不便。有線遠傳燃氣表和無線遠傳燃氣表都是采用集中統(tǒng)一的管理方式，省去了用戶到指定燃氣購買站購買燃起的麻煩，但又帶來了新的問題，有線遠傳燃氣表需要重新布線組網，增加線路安裝成本，這給安裝和維護帶來許多問題，無線遠傳燃氣表的功耗問題一直是該技術推廣的瓶頸所在，介于這些問題，需要一種更加符合用戶需求的解決方案來解決當前的燃氣表管理問題。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種安全便捷的NFC燃氣表。本實用新型提供的這種NFC燃氣表，包括主MCU、閥門驅動單元、IXD顯示單元、燃氣表基表、數據處理單元、電源控制單元、NFC通信模塊和安全單元，NFC通信模塊包括帶有與外界NFC手機通信的天線的NFC控制單元，該控制單元通過I2C接口與主MCU相連，用于負責與NFC手機、與主控MCU之間的信息交互，所述安全單元通過串口與主MCU相連，用于將由主MCU傳來的數據進行加密或解密后，回傳至主MCU。所述安全單元采用ESAM系統(tǒng)對數據進行加密或解密。本實用新型與NFC手機之間是非接觸式NFC通信方式完成燃氣的抄表和繳費過程，操作使用十分便捷；另外引入了采用ESAM/PSAM加解密系統(tǒng)，在數據交換的過程中將進行一系列的加解密、簽名和驗證簽`名的操作，大幅提高其安全性。

圖1是本實用新型的功能框圖。圖2是本實用新型安全單元的電路圖。圖3是本實用新型的一種具體實施方式
。圖4是本實用新型的流程示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括主MCU、閥門驅動單元、IXD顯示單元、燃氣表基表、數據處理單元、電源控制單元、NFC通信模塊和安全單元，NFC通信模塊包括帶有與外界NFC手機通信的天線的NFC控制單元，該控制單元通過I2C接口與主MCU相連，用于負責與NFC手機、與主控MCU之間的信息交互，所述安全單元通過串口與主MCU相連，用于將執(zhí)行加解密處理的結果傳至主MCU，主MCU再將該結果處理后傳送給NFC控制單元。[0012]安全單元采用的是ESAM系統(tǒng)，負責執(zhí)行與安全相關的算法。本實用新型的NFC燃氣表里面采用一種ESAM/PASM加密解密方案，安全單元與NFC通信單元隔離開來，安全系數高，操作簡單。由于本實用新型與NFC手機之間是非接觸式NFC通信方式，使用十分方便；另外引入了 ESAM/PSAM系統(tǒng)，在數據交換的過程中將進行一系列的加解密、簽名和驗證簽名的操作，兩者之間的通信是安全的。如圖2所示，安全單元包括加解密模塊D6、振蕩器D5、三極管V17和場效應管V14。加解密模塊D6的8腳與電源V3P3_ESAM相連，該管腳還通過電容C46接地；其7腳通過電阻R46接地，該管腳還與主MCU的26腳相連，用于傳遞加解密模塊重置信號ESAM_RST ;其6腳通過電阻R49串聯(lián)電阻R47與電源V3P3_ESAM相連，該管腳還通過電阻R49與主MCU的27腳相連，用于傳遞加解密模塊時鐘信號ESAM_CLK ;該管腳還通過電阻R50與振蕩器D5的4腳相連，其3腳通過電阻R48與電源V3P3_ESAM相連，還與三極管V17的發(fā)射極相連；其I腳接地。三極管V17的基極通過電阻R51與主MCU的29腳相連，用于傳遞加解密模塊發(fā)送數據信號ESAM_TXD ;該三極管的發(fā)射極與主MCU的28腳相連，用于傳遞加解密模塊接收數據信號ESAM_RXD ;其集電極接地。振蕩器D5的I腳通過電阻R42接地，該管腳還與主MCU的23腳相連；其2腳用于傳遞晶振信號0SC_0UT ;其3腳接地；其5腳與電源V3P3_ESAM相連，該管腳還通過電容C43接地。場效應管V14的柵極與主MCU的22腳相連，用于傳遞加解密模塊電源控制信號ESAM_Power_CtrI，該場效應管的柵極還通過電阻R35與電源V3P3相連；其漏極與電源V3P3相連，還通過電容C35接地；其源極與電源V3P3_ESAM相連，還通過電容C36接地。本實用新 型與NFC手機之間的信息交互簡單，不需要太多的認證。本實用新型讀取用戶NFC手機上的預付費數據時，通過ESAM/PSAM解密。對于諸如清零處理、測試、換表、設置時鐘這些操作的數據幀則不需要做加密處理，只需要在數據幀后加幾個MAC驗證字節(jié)來驗證數據的正確性和完整性即可。用戶通過手機支付的方式購買燃氣，然后充值到用戶表計中，整個系統(tǒng)的數據加解密過程及邏輯流程如圖3所示。用戶NFC手機讀取燃氣表基表的數據(包括用戶編號和燃氣使用量)，通過3G網絡上傳給燃氣公司后臺主站系統(tǒng)，后臺主站系統(tǒng)檢查數據的正確性和完整性，扣除用戶編號對應賬戶的金額，從而實現本實用新型的后付費功能。本實用新型的安全單元是通過ESAM系統(tǒng)對數據進行加密解密，從而保證數據的安全性。用戶NFC手機對于數據來說只是一個傳輸通道，無法對數據進行解釋。由于用戶NFC手機在整個系統(tǒng)中模擬預付費系統(tǒng)中的一張卡，為了讓用戶體驗更舒服流暢，本實用新型與NFC手機之間的信息交互不要太復雜，也不需要太多的認證。燃氣表讀取用戶NFC手機上的預付費數據，通過ESAM解密就可以了。本實用新型的安全單元中，ESAM的密鑰必須跟與燃氣表基表的表號關聯(lián)，這樣使得已經更改密鑰的ESAM與表計——對應。如圖4所示，在使用時，本實用新型按如下步驟進行:1、用戶通過NFC手機登陸燃氣公司主站系統(tǒng)，通過手機支付的方式購買一定量的燃氣。2、用戶支付成功之后，主站系統(tǒng)按照固定格式生成包含余付費數據的字符串，將此字符串發(fā)送給PSAM加密，生成密文數據。3、PSAM把預付費數據加密生成密文后，返回給主站系統(tǒng)。4、主站系統(tǒng)將此密文返回給用戶NFC手機，表明用戶通過手機支付的方式購買燃氣成功。5、此時用戶NFC手機模擬成一張，當用戶將該手機靠近本實用新型時，其NFC通信模塊檢測到“充值卡”的存在，發(fā)命令讀取“充值卡”上的數據。6、用戶NFC手機將密文數據返回給本實用新型。7、本實用新型的主MCU將密文數據發(fā)送給安全單元的ESAM解密。8、安全單元將ESAM解密后的密文數據返回至主MCU。9、主MCU對數據的正確性、完整性進行判斷并做相應的處理。10、本實用新型將要回復給主站系統(tǒng)的數據組幀發(fā)送給安全單元的ESAM加密。11、安全單元將ESAM加密好的密文數據返回給主MCU。12、本 實用新型的主MCU將返回的密文數據返回給用戶NFC手機。13、用戶NFC手機通過3G網絡將密文數據返回給主站系統(tǒng)。14、主站系統(tǒng)將密文發(fā)送給PSAM解密。15、PSAM加密后，返回密文給主站系統(tǒng)。16、主站系統(tǒng)對數據進行判斷處理，返回給用戶NFC手機，告知此次充值操作是否成功。
權利要求1.一種NFC燃氣表，包括主MCU、閥門驅動單元、IXD顯示單元、燃氣表基表、數據處理單元和電源控制單元，其特征在于，還包括NFC通信模塊和安全單元，NFC通信模塊包括帶有與外界NFC手機通信的天線的NFC控制單元，該控制單元通過I2C接口與主MCU相連，用于負責與NFC手機、與主控MCU之間的信息交互，所述安全單元通過串口與主MCU相連，用于將由主MCU傳來的數據進行加密或解密后，回傳至主MCU。
2.根據權利要求1所述的NFC燃氣表，其特征在于，所述安全單元采用ESAM系統(tǒng)對數據進行加密或解 密。
專利摘要本實用新型公開了一種NFC燃氣表，包括主MCU、閥門驅動單元、LCD顯示單元、燃氣表基表、數據處理單元、電源控制單元、NFC通信模塊和安全單元，NFC通信模塊包括帶有與外界NFC手機通信的天線的NFC控制單元，該控制單元通過I2C接口與主MCU相連，安全單元通過串口與主MCU相連，用于將執(zhí)行加解密處理的結果傳至主MCU，主MCU再將該結果處理后傳送給NFC控制單元。本實用新型與NFC手機之間是非接觸式NFC通信方式完成燃氣的抄表和繳費過程，操作使用十分便捷；另外引入了采用ESAM/PSAM加密/解密的安全單元，在數據交換的過程中將進行一系列的加解密、簽名和驗證簽名的操作，大幅提高其安全性。
文檔編號G07F15/06GK203134009SQ20132016239
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權日2013年4月3日
發(fā)明者殷琪, 肖志華, 朱政堅 申請人:威勝集團有限公司