IC卡燃气表在合肥市工商业用户中的应用分析

    1 引言 

    IC卡即智能卡，又称集成电路卡，它是将集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，其特点是体积小，存储容量大，安全性高，使用方便等。IC卡从问世以来，经历了存储器卡，逻辑加密卡到CPU卡的发展过程。目前，各种类型IC卡已被广泛地应用在社会生活的各个领域。
 
    IC卡燃气表是经过近十几年发展起来的新型燃气表，一般由计量传感器电路、微功耗单片机、微功耗阀门、电压测试电路、防窍气电路、流量监测等部分组成。用户只需拿IC卡到燃气公司营业网点或已开通的各商业银行网点购气，再将购气后的IC卡插入燃气表，气表便显示所购气量并开始供气。当剩余气量不足设定值后，该表会自动提示用户再次购气。 

    IC卡燃气表有各种报警功能，当表内剩余气量不足时，会报警显示“气量不足”提醒用户用卡购气。当表内电池电量不足时，也会报警，提醒用户更换电池，否则电池电压下降到设定值时，会自动关闭阀门，此外当用户卡插错或非本表专用卡插入时，会显示“卡错”，当表外有电磁干扰时，显示“电磁干扰”同时关闭阀门。强大的报警功能，随时警告用户表出现的故障，使用户放心使用。 

    IC卡技术的推广应用，从根本上解决了气费收费难的问题。对燃气企业来说：一是解决了入户抄表难的问题，二是解决了催费收费难的问题，三是解决了企业与用户的纠纷问题。对用户来说：一是消除了抄表人员的打扰和时间预约问题，二是用气自由，消除了地方性收费方式的约束限制。IC卡表即方便了用户，又减轻了企业负担，因而深受欢迎。三是解决燃气公司按期对表进行校准。燃气表随着使用年限的增长，会越走越慢，需定期的对表进行校准，否则将增加燃气公司的供销差，造成巨大的经济损失。已往的机械表校准很困难，它需拆表更换齿轮，工作量很大，一般燃气公司难以做到。使用卡表后，特别是一体化表(如金卡公司一体化表)，可以做到不用拆表，不需要更换齿轮．只需到用户家里，在用户烧水做饭的时间内，用标准表(或新表)串接在灶和表之间，几分钟内就可算出表的误差，然后用卡改变计量脉冲当量对表进行校准，作到入户校表，即方便又准确。

    2 应用概况 

    过去，公司采用先用气后收费的方式，许多工商业用户，特别是商业用户多为个体经营，拖欠气费的情况日益严重，公司每月需不断派出专人上门催交，但是，部分用户直至割管停气前一刻才肯缴交所欠数月的气费，更有甚者，在拖欠了数月气费后，突然人去楼空。浪费了不少人力和物力，给企业带来了一定的经济损失。2002年公司对部分民用户采用了IC卡表，效果很好，2003年12月18日，天然气正式进入合肥，公司对IC卡表及周边城市使用情况进行分析研究，并结合了本地的实际情况后，决定对所有工商业用户在燃气置换中全部采用IC卡表。因为使用IC卡表，杜绝了拖欠费现象，用户还可以更灵活地根据自己的资金状况，随时预购气费。经过一年多的实践后，我们认为IC卡表确实可以吸纳更多的商业用户使用管道气，而且给企业，特别是在收取气费方面提供了有力的保障。

    3 出现的问题和解决方法

    虽然IC卡表具有一系列优点，解决了许多实际的问题，但由于技术还不成熟，在使用过程中出现了不少问题，给公司及用户带来了一定困难。下面是我们在实际使用中遇到较为突出的问题，而且还给出了与厂家共同分析研究后提出的解决方法。 

    3．1 1C卡的问题 

    选择IC卡需要考虑成本、安全性的实现、容量等要素，现在市场上的卡主要有：存储卡、逻辑加密卡、CPU卡、无线射频卡等，价格也以序递增，普遍使用的要数逻辑加密卡，其价格低且有初步的安全性。 

    由于把卡存储了用户所购买的用气量，如果一旦IC卡被非法复制，必将给燃气公司造成巨大的损失，所以没有加密功能的一般存储卡是不使用的，并且我们采用一表一卡、一卡一码、密码一次一密的制度，给那些可能攻击系统成功人士，只有一只表的机会，每只表的密钥系统都是建立在这只表编码的基础上。其中的原理是：IC卡中的用气量一旦被正确读入，燃气表就会自动按照事先设计好的算法，计算出下一次正确从IC卡中读入数据的地址和数据格式并写入1C卡。下一次在购买用气量时，燃气公司的IC卡读写器会根据IC卡中的信息，将用户所购买的用气量按约定地址和格式写入IC卡，而且卡上数据都是加密的，卡的编码也不以明文形式出现。通过对卡上数据改写只能达到偶然的成功而且可能的密钥破译成功一次，第二次密码已经随机改变，不能使用。这样满足了既安全又方便操作的要求，从而达到保密的目的。 

    3．2 气价变动问题 

    因IC卡燃气表采用的是先交费后用气的方式，用户在使用过程中不可避免地会遇到气价变动的问题。特别是对商业用户，他们每次购买的气量往往较多，如用户购气后，气价下降，用户会有意见，而气价上升，则对燃气公司有影响。为了适应气价变动的要求，减少供用气双方的风险，我们要求在相配套的软件管理系统上增加了气价结算的功能。具体操作是：由抄表人员在气价变动当天把用户的气表读数记录下来，经双方核实后剩余气量输入管理系统，由电脑自动计算出应补退的金额；待用户下次再购气时，因升降价产生的差额就直接在购气金额中增减。这样解决了因气价变动带来的影响，保证了供用气双方的利益。

    4 存在的技术隐患及对策

    IC卡燃气表在公司使用已有3年多的时间，在使用的初期，由于存在一系列问题，如：控制计费器出错、电磁阀失控、传感器存在较大误差、电池失效、元器件故障率高等问题，以及在管理上存在的一些漏洞，使得IC卡表应用之初便出师不利，为公司工程安装和燃气销售带来一定的工作负荷和难度。当然，随着时间的推移、技术的进步、产品质量的提高、售后服务的完善，许多问题大都可以解决。针对IC卡燃气表中还存在着的技术隐患，我们也提出相应的对策。 

    (1)IC卡表抗干扰能力弱，特别是用在环境较为恶劣的地方，如商业用户的饮食业，潮湿、高温、油烟、蒸汽等对其芯片的侵蚀性大，往往造成IC卡插入表后，表不读卡的现象。应设计一体化的IC卡表，且阀体全密封，这样才可以解决外界环境带来的干扰。 

    (2)IC卡表的插卡口是完全开放的，用户可使用多种方式攻击卡口，造成控制系统失效，且难以取证认定，极易发生用气纠纷。可以采用非接触式IC卡，这样没有了外露触点，抗攻击性强，不怕脏污及湿气，安全可靠。
 
    (3)IC卡表普遍使用的是碱性电池，这种设计带来了使用的不稳定性，如果电池供电不稳，很容易造成无故关阀，而欠量关阀后，电池所提供的电压无法打开阀门，导致用户购气后还是不能正常用气。在电路中增强电压检测电路，随时监测电池电压，当电压降至指定值时，自动关闭并发出警告提示。 

    (4)许多城市目前都在开展“一卡通”、“金卡工程”等工作，就是希望有一张IC卡就可以办完所有的事，因此，不但要做到同一种IC卡表之间能互相使用，还要做到不同厂家IC卡表之间通用，以及水、电、气、公交、电信等等都可以互相通用，真正实现“一卡通”。

    5 结束语 

    IC卡表的使用虽然促进了燃气的现代化发展，避免因人工入户抄表造成的很多不必要的纠纷，有效地解决了用户拖欠气费的问题。但是，目前IC卡表的质量还参差不齐，技术水平和研究方向也存在较大差异，只要我们对目前存在的各种问题，进行分析研究，制定长远规划，坚定不移地支持IC卡新技术、新工艺的应用推广工作，伴随着科技的进步和人民生活水平的提高，IC卡将进入一个快速发展的时期，相信在今后的实践过程中，IC卡表将会越来越完善和普及。