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智能IC卡水表的防攻擊和防干擾設計(2) |
發(fā)表時間:2014/4/30 14:09:20 來源:泰安奇正電子科技有限公司 瀏覽次數(shù):1841 次 |
二、對水表的物理性攻擊的防范辦法 1、對機械結(jié)構(gòu)的攻擊處理措施 在水表的機械結(jié)構(gòu)設計中合理地安排計量部分和閥體部分的關系結(jié)構(gòu)是一個關鍵,例如研究干簧管、磁鋼和閥體控制部分的電機的關系,使之結(jié)構(gòu)緊湊,這是一款水表的振震性的關鍵。 在實際應用中有絕大的多數(shù)的用戶在使用中發(fā)現(xiàn)的不計量的故障多是由于振動導致磁鋼同干簧的位置和距離發(fā)生了變化而引起,近了或是遠了。如果近了,那么干簧管該斷開的時候彈不開;遠了會不吸合,所以表現(xiàn)在水表上 直接的現(xiàn)象是不能計量,在水表的設計中如果定義成攻擊,那么這種情況水表會關閥,導致用戶不能用水。 這樣的故障現(xiàn)象在IC卡水表生產(chǎn)過程中一般不會體現(xiàn)出來,而是經(jīng)過運輸,安裝的過程中出現(xiàn)。如有的水表在用戶初裝后不開閥、顯示攻擊、液晶不顯示等等。很大的一部是由于運輸過程式中造成的,進一步說是生產(chǎn)設計不合理造成的。 所以一般的生產(chǎn)廠家都將采樣磁鋼直接壓鑄在齒輪上,盡可能的減速少機械的連接,這不失為一個好辦法、好方案。機械的長壽命設計中關鍵的一項就是結(jié)構(gòu)要簡單、盡可能減少傳動齒輪的數(shù)量,鑼釘結(jié)構(gòu)的數(shù)量。如果一個水表的閥體部分及控制部的主體結(jié)構(gòu)能夠能一次成型,那么它是 成功的。 那是一個理想狀態(tài),實際上是不可能的,但思考的出發(fā)點是盡可能將一些部件的功能組合起來,重新設計一款這樣的水表,其故障率會大大減少的,也會增加其使用壽命。 在水表的運行過程中,有一些管道振動形成或是人為的振動會引起水表的指針不轉(zhuǎn),這種現(xiàn)象從原理上消除它是不可行的,但是改變它的結(jié)構(gòu),使客觀存在的組件減少,那么這種現(xiàn)象的會大大減少的。 2、對IC卡水表的靜電或是大電流攻擊及解決措施 對于用戶對IC水水表的靜電攻擊,不是一個重要指標。居家環(huán)境很少遇到高于2000伏靜電場這樣的狀況。一般正常使用的電磁波強度也不可能達到會傷害人和其它電子產(chǎn)品的強度,所以這個指標定在2000伏足夠了。對于接觸式IC卡水表來說要想完全達到那種抗大電流和靜電的攻擊是不可能的,只要能達到卡口分壞了,整表除卡通訊部分不能正常工作外,其它部分能都正常工作就行。 有人認為將金屬類具有破壞性的卡片插入卡座時,應不會對水表的正常使用產(chǎn)生影響,包括電量消耗。這時可以通過軟件和硬件相結(jié)合的辦法進行保護處理,使對卡座的攻擊意義不大,即便卡座壞了,并不影響IC卡水表其它部分的正常工作。也可以采用關閥警的方案,攻擊取消后再開閥。 但從實際使用情況來看,這個問題不會太嚴重。因為IC卡水表一般是安裝在用戶家里,使用對象明確,并且水表是用戶的財產(chǎn),沒有特殊的理由,用戶并不會進行機械性的方法攻擊儀表。 不能考慮無限制的加強儀表的抗攻擊性,而是要對故意施加的破壞行為能夠進行認定并進行相應處罰才行。 3、IC卡水表的防水、防油污及防潮的處理施。 防止水氣攻擊只要采用合理的密封技術,一般都能滿足要求。而防止油煙污染,只要在IC卡卡座上做一些技術處理比如加防塵罩等就可以解決。 然而對接觸式IC卡水表,八個觸點是暴露在外的,這是沒法密封的,這樣的問題就需要用軟硬件結(jié)合的方法來解決。硬件上改變上拉電阻、軟件上采用巡檢的方法,這樣即能讓卡座在潮溫的環(huán)境下工作,同時又不增加功耗,只要合理安排巡檢的時間就可以了。 4、IC卡水表的防磁措施 磁性材料由于有成本低廉的特點,所以被廣泛采用。但磁性材料比較容易受干擾,因此應當加以考慮。IC卡水表在遇到磁性物質(zhì)干擾后,應會將閥門作關閉處理,關閉的時間和開啟的時間可以根據(jù)需要進行設定。當然也可以通過采用非磁性信號方式來解決這個問題。 現(xiàn)在一般水表廠家采用無磁傳感采樣的水表,那么這樣的問題就少些了。 5、IC卡水表的防拆卸措施 應在表體和接頭管件上設置鉛封口并可進行防偽鉛封處理,以防止隨意拆卸水表的行為。在電子部分上可以采取一個觸動開關,如果用戶進行機械拆裝的話可以進行關閥報警。 當然,對于濕式IC卡水表,防冷凍問題也是一個問題,主要是一個保管和使用方法問題,比如說,在結(jié)冰的溫度區(qū),要做排水處理,防止冰漲,這顯然是個管理問題。溫度低于零度不必考慮水表的使用,因為水已經(jīng)結(jié)冰,無法計量。但是在運輸和保管過程中,可能會遇到遠遠低于零度的溫度,這就需要考慮。這個合理指標的數(shù)值應當是-25度至+50度范圍內(nèi),在這個范圍內(nèi)水表應當不會被凍壞,當溫度恢復到正常溫度后,水表應能正常工作。 三、IC卡水表中干擾的種類。 在IC卡水表系統(tǒng)中還存在一定的干擾,對水表的系統(tǒng)安全造成一定的威脅,在電子學中對干擾的分類大多分為燥聲干擾,電源串擾、靜電干擾。 在電子學中,干擾是這樣來定義的,干擾:在接收一所需信號時,非所需能量造成的擾亂效應,包括其它信號的影響、雜散發(fā)射、人為燥聲等。 在國際無線電咨詢委員會的文件中,干擾的結(jié)果被分為三類;允許的干擾、可接受的干擾和有害的干擾。下面在水表中提到的干擾是指電子電路中的干擾,是整個系統(tǒng)統(tǒng)或設備中的一個關鍵部分。> 在電子系統(tǒng)設計中,為了少走彎路和節(jié)省時間,應充分考慮并滿足抗干擾性的要求,避免在設計完成后再去進行抗干擾的補救措施。形成干擾的基本要素有三個,下面來介紹一下干擾的防范措施: 1)干擾源,指產(chǎn)生干擾的元件、設備或信號,描述如下:燥聲大的地方就是干擾源。如:雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。 2)傳播路徑,指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳 播路徑是通過導線的傳導和空間的輻射。 3)敏感器件,指容易被干擾的對象。如:A/D、D/A變換器,單片機,數(shù)字IC, 弱信號放大器等。 |
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