电气1203 -201209856-郑小佳 外文翻译

基于PIC智能卡预付费系统摘要：有些供应商向使用电、水或燃气用户提供预付费计量系统获得了很大的利益。本文的系统设计，可用于人与计算机以及智能卡之间的数据传输。Microsoft Visual Basic 6.0用于写入程序在个人计算机和智能卡之间进行通信。程序用于增加或减少为客户发出的智能卡的内部的信用问题。智能卡接口装置用于将个人计算机中的数据发送到智能卡。该装置将在半双工模式发送数据。在这个项目中所设计的系统可作为开发更复杂的系统的一个基础，其中智能卡可以用于多种应用。1. 引言如今，智能卡可用于许多应用，如零售忠诚计划，医疗机构乃至电信业。智能卡如此受欢迎是因为他们的安全功能。存储在智能卡中的数据不能被复制和被滥用。因此，它们适合于存储所有种类的机密信息。除了如上所述的应用，智能卡也可以作为预付卡在预付计量中。预付计量使客户购买信用卡，然后用于电（水、煤气）直到完成了信用。换句话说，客户必须使他们的支付第一，才可以使用该电（水、煤气）。这里没有估计票据，使客户可以规划自己的每月开支，从而节省了钱。此外，没有了不支付账单而切断电（水、煤气）的担忧。电（水或煤气）可被用作信用统计。因此，断开和重新连接费用将被淘汰。除此之外，客户可以节省自己的时间，因为他们不必为账单付款。至于电力（水，煤气）供应商的预付费计量将消除帐户发布或额外计费的需求。因为客户没有账单从而可以节省纸张费用。因为没有抄表。不准确表的读数可以消除，除此之外，不需要工人采取仪表读数并重新连接电力（水或煤体）。这是因为当在仪表信用完成时仪器将被自动断开。当有信贷仪表的时候仪器会重新回来。预付计量还可以消除坏账，因为客户在使用电力（水，煤气）之前进行支付第一。该实用程序供应商可以从预付计量节省很多钱，因此可以改善公司的现金流。本文现在将描述接触式智能卡微处理器和所使用的个人计算机以及智能卡之间进行通信系统的应用。2. 接触式智能卡主计算机具有与智能卡上的处理器进行通信以交换信息和命令。在这个项目中使用的联系人卡片经由接触点使用串行通讯接口与上位机进行通信。联系人卡片在可以进行之前，必须插入到机械卡受理设备以正确的方式和精确的定位通信。2.1 微处理器卡微处理器卡片包括一个处理器芯片，并且可以处理该卡上的数据。微处理器控制的数据处理和记忆是根据一组给定的从外部应用条件（密码或加密）和指令存储器的访问。微处理器卡的主要优点是它们的高存储容量，其机密数据的安全存储，其执行加密算法能力和多功能能力。图1 一个微处理器卡的典型结构图1所示的框图是微处理器卡的体系结构的心脏。微处理器卡是处理器，其由掩模ROM，EEPROM，RAM和I/O端口包围。2.3 智能卡基本原理在这个项目中使用的智能卡的尺寸是ID-I格式。该ID-1格式具有信用卡（由54毫米85.6毫米）的大小。国际标准I S07810限定在卡上的芯片的位置。该ID-I格式是如图2所示的接触智能卡,有八个接触点用于卡和传输数据时提供电源和时钟信号。八分之二的触点（C4和C8）被保留以供将来使用，并且实际上使用了六个。图2 ID-I格式智能卡和主机之间的通信协议栈有好几层。在顶层中，通信协议在卡的断开部分（部分驻留在计算机或通过智能卡读取器设备连接到该智能卡的终端上）及其相应的上卡部件发出申请（一部分存储在智能卡的芯片上）。下一层是应用协议数据单元（APDU）层。所述的APDU的格式用于智能卡和终端之间的数据交换。低于一层的，如T= 0和T= 13被命名为传输协议。智能卡使用APDUS进行电脑说话。APDUS是一个持有完整的到卡指令或完整的卡应答2缓存器。 IS07816IS099定义了两种类型的APDUS：命令APDUS（从计算机或终端发送给智能卡的命令）和响应APDUS（智能卡响应回复命令）。智能卡总是等待来自主机的APDU命令。然后执行命令中指定的指令，并回复一个响应APDU主机。一个命令APDU总是与响应APDU I配对。 APDU命令和响应的APDU是一个卡与主机之间的变换交替。在此项目中的智能卡使用T = 1传送协议。传输协议T= 1为异步半双工智能卡的协议。字符块在传送协议T = 1被传输。换句话说，块是最小的数据单元，其可在智能卡与终端之间进行传输。在T = 1协议分开传输层和应用层，并适合用于在终端和智能卡之间的安全消息传送2。3. 系统软件在进行编程语言时，Microsoft Visual Basic6.0中的编程语言被用于这个设计中，在这个设计中有两个程序被使用。第一个程序是将发行智能卡的ID号。初始化信用和PIN适用于增加或减少智能卡的信用。其他程序将被用来读取智能卡ID来平衡智能卡的信用。在此之后，该程序将被用于增加或减少智能卡的信用。在PIN验证后智能卡的信用会增加或下降。智能卡发行者的算法如图4所示。图4 智能卡发行流程图图5：发行者终端作为为用户发行智能卡的程序被称为发行中端。如图5所示。在发行者终端，会出现文本框发行智能卡的ID，有客户或客户与智能卡的PIN（个人识别码）所需的初始信用。除此之外，在发行终端上有两个按钮和一个状态栏。一旦插入智能卡选择了写卡按钮将写入智能卡的ID，初始信用和PIN。然而，通过选择关闭按钮将关闭该发行人终端。在发行人终端的底部的状态条用于显示所有方案的当前状态。智能卡交易的算法如图6所示。图6 智能卡交易流程图用户用于增加或减少该智能卡内的信用的程序被称为交易终端。如图7所示。图7 交易终端在交易终端，也出现文本框，显示智能卡的ID，用于平衡智能卡的信用和该文本框来增加或减少智能卡的信贷。除此之外，有三个按钮以及在交易终端上同样有状态栏。一旦选择了增加键将增加智能卡的信贷。然而，一旦选择了减少按钮将降低智能卡的。通过选择关闭按钮，这样交易终端将被关闭。在交易终端底部的状态栏用来显示所有程序的当前状态。当选择增加或减少按钮时。验证表单将显示用户在智能卡的PIN键，如图8所示。图8 按下增加或减少按钮之前智能卡的PIN验证当智能卡的PIN验证被增加或减少后在智能卡内的剩余币将在平衡文本框中显示。同时，状态栏会显示金额增加了“或“金额减少了”。存取的智能卡，需要用智能卡的PIN来防止该智能卡被用于未经授权的人。如果错误的用户密钥PIN被连续使用3次，那么智能卡不能再次用于此事务。虽然PIN码被输入，但是状态栏会显示“PIN错误超出”。在此之后，该程序只能读取智能卡的ID和在智能卡中的余额，但不能增加或减少智能卡的信用量。4. 系统硬件智能卡接口设备是通过应用硬件来使计算机和智能卡之间交换数据。它在半双工模式下传输数据。智能卡接口装置由6个部分组成分别是：直流电源，稳压器，振荡器，串行端口，RS 232接口IC，智能卡连接器。智能卡接口装置的框图如图9所示。图9 智能卡接口装置的框图智能卡接口装置内所使用的功率的唯一来源是直流电源。基本上，直流电源将提供7V至15V直流电到智能卡接口装置。该装置将输入的直流电压转换至+5V，此输出电压被用于调节器，RS-232接口IC，振荡器电源和智能卡连接器的能量。在智能卡接口装置使用的串行端口由9个引脚组成。这是连接到个人计算机进行数据传输的COM的端口。从个人计算机发送的数据将被发送到RS232接口的IC。RS-232信号将被转换为TTL电平，以使个人计算机可与智能卡进行通信。在这之后，该数据将通过智能卡连接器传送到智能卡。智能卡接口装置内的振荡器产生时钟信号。所产生的时钟信号将通过智能卡连接器提供给智能卡。时钟信号将确定个人计算机和智能卡之间的数据传输的速度。智能卡连接器是连接在智能卡和智能卡接口设备内的其它部分之间的装置。对于智能卡的数据传输速度的典型值大约为9600比特/秒。5. 结论该项目用于正在开发的电，水或煤气的预付费计量系统。此刻，系统只能一次用于一个应用程序。进一步发展可以做到更多领域的应用，例如水和煤气的一卡通。目前在一些马来西亚的地方用于对用电计量预付费。在不久的将来，预付计量可用于水和煤气。然后用户可以增加对电，水或气计量表的信贷只用一个智能卡。用户可以避开麻烦每个月支付账单的不同。因此，当他们使用预付费计量系统的用户可以节省大量的时间。此外，它是方便用户计划他们每月的开支，因为在电力，煤气及水使用之前进行支付。致 谢笔者想感谢来自TNB之家的研究人员Mr. Rosli B. Mat Lajim和Ms Anisah。以及时代周报的智能卡控制系统的Juergen Mengeling愿意花时间给予宝贵的建议来支持这一项目。参考文献1 Zhiqun Chen, “Java Card TechnoIogy for Smart Cards- Architectureand Programmers Guide ”, Addison-Wesley, 2000.2 W. Ran