智能IC卡水表的防攻擊和防干擾設計

IC卡水表是一種利用現代微電子技術(shù)、現代傳感技術(shù)、IC卡技術(shù)對用水量進(jìn)行計量并進(jìn)行用水數據傳遞及結算交易的新型水表。隨著(zhù)我國能源戰略方案的實(shí)施和小區智能化的要求，傳統的上門(mén)入戶(hù)抄表已不能適應社會(huì )的需要，所以這種新型IC卡水表以不可阻擋的勢頭出現的各個(gè)新建小區中。IC卡水表除了可對用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量自動(dòng)進(jìn)行控制，并且自動(dòng)完成水費計算，同時(shí)可以進(jìn)行用水數據存儲的功能。由于其數據傳遞和交易結算通過(guò)IC卡進(jìn)行，因而可以實(shí)現由工作人員上門(mén)抄表收費到用戶(hù)自己去營(yíng)業(yè)所交費的轉變。

與傳統的用水計量?jì)x表相比，采用IC卡水表技術(shù)可以帶來(lái)許多新變化，給用戶(hù)帶來(lái)很大的益處。隨著(zhù)水資源日益短缺，水價(jià)不斷上漲，水費負擔越來(lái)越重，人們開(kāi)始看重過(guò)去不被重視的自來(lái)水了，節水意識不斷提高。然而，很多用戶(hù)不在“節約用水”上下功夫，卻在“節約費用”上做文章，利用現有一些廠(chǎng)家IC水表的漏洞和弱點(diǎn)進(jìn)行攻擊。再就是一些廠(chǎng)家的IC卡水表在設計上也存在著(zhù)一些缺陷，給用戶(hù)可乘之機。

電路的運行過(guò)程中死機，受潮電路功耗加大而導致電路能量耗盡而不工作等都與產(chǎn)品的防攻擊能力有關(guān)。同時(shí)有些地方用水過(guò)去吃大鍋飯，現在管的嚴了，用戶(hù)有一定的抵觸，所以會(huì )試探性的對其攻擊或是干攏。如果設計產(chǎn)品的時(shí)候，不做充分的考慮，會(huì )使用戶(hù)的攻擊得懲，給管理部門(mén)造成一定的損失。如果用戶(hù)的攻擊未留下任何痕跡，則攻擊是有效的。這樣的攻擊涉及經(jīng)濟的原因，后果是嚴重的。如果解決不善，就可能影響產(chǎn)品的推廣使用，嚴重著(zhù)可以使企業(yè)丟掉市場(chǎng)，也有可能遭用戶(hù)索賠。

所以一款I(lǐng)C卡水表的防攻擊和防干攏的設計如何是成功的關(guān)鍵，探討一下IC卡水表的防攻擊和防干擾有非常重要的意義。

一、對IC卡水表攻擊種類(lèi)

對IC卡水表的攻擊主要分為以下幾種情況:

振動(dòng)：用手敲擊水表，達到水表出現故障，不走或是少計量，一般用戶(hù)用手或是墊一厚墊，那么水表從外觀(guān)上是看不出來(lái)機械攻擊的。

靜電：用電子打火器伸入IC卡口，用打火器產(chǎn)生的靜電攻擊水表的電子部分，使電子部分損失達到竊水的目地。

磁攻擊：用磁石干擾水表的采樣部分及傳動(dòng)部分，使水表不計量或是少計量，從而達到竊水的目的?，F在市面上也時(shí)常出現一些不法的小商販沿街叫賣(mài)竊水器。

水攻擊：往卡座加入少許水，讓卡座受潮，從而使用戶(hù)水表的功耗加大或是損壞。

冷凍：水表的使用環(huán)境溫度不會(huì )低于零下40度，但是水表的運輸過(guò)程中有可能在零下，所以設計過(guò)程中也要考慮這方面的原因。同時(shí)，用戶(hù)的水表還要有防拆卸功能，一旦發(fā)生拆卸，那即關(guān)閥不能用水。

以上幾種情況，我們稱(chēng)之為物理攻擊。在實(shí)際的使用過(guò)程中有可能出現，但是對于這樣的攻擊，很難找到明顯的破壞痕跡，所以處理起來(lái)非常棘手。

同時(shí)現在大家公認的原則是：如果用戶(hù)的攻擊沒(méi)留下任何痕跡而導致水表?yè)p壞，由于無(wú)法取證，這樣的問(wèn)題都歸于產(chǎn)品設計的缺陷，所以在設計的時(shí)候充分考慮，針對各種情況、采取相應的措施，來(lái)不斷完善產(chǎn)品的可靠性。

二、對水表的物理性攻擊的防范辦法

1、對機械結構的攻擊處理措施

在水表的機械結構設計中合理地安排計量部分和閥體部分的關(guān)系結構是一個(gè)關(guān)鍵，例如研究干簧管、磁鋼和閥體控制部分的電機的關(guān)系，使之結構緊湊，這是一款水表的振震性的關(guān)鍵。

在實(shí)際應用中有絕大的多數的用戶(hù)在使用中發(fā)現的不計量的故障多是由于振動(dòng)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(kāi)的時(shí)候彈不開(kāi)；遠了會(huì )不吸合，所以表現在水表上最直接的現象是不能計量，在水表的設計中如果定義成攻擊，那么這種情況水表會(huì )關(guān)閥，導致用戶(hù)不能用水。

這樣的故障現象在IC卡水表生產(chǎn)過(guò)程中一般不會(huì )體現出來(lái)，而是經(jīng)過(guò)運輸，安裝的過(guò)程中出現。如有的水表在用戶(hù)初裝后不開(kāi)閥、顯示攻擊、液晶不顯示等等。很大的一部是由于運輸過(guò)程式中造成的，進(jìn)一步說(shuō)是生產(chǎn)設計不合理造成的。

所以一般的生產(chǎn)廠(chǎng)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(gè)好辦法、好方案。機械的長(cháng)壽命設計中關(guān)鍵的一項就是結構要簡(jiǎn)單、盡可能減少傳動(dòng)齒輪的數量，鑼釘結構的數量。如果一個(gè)水表的閥體部分及控制部的主體結構能夠能一次成型，那么它是最成功的。

那是一個(gè)理想狀態(tài)，實(shí)際上是不可能的，但思考的出發(fā)點(diǎn)是盡可能將一些部件的功能組合起來(lái)，重新設計一款這樣的水表，其故障率會(huì )大大減少的，也會(huì )增加其使用壽命。

在水表的運行過(guò)程中，有一些管道振動(dòng)形成或是人為的振動(dòng)會(huì )引起水表的指針不轉，這種現象從原理上消除它是不可行的，但是改變它的結構，使客觀(guān)存在的組件減少，那么這種現象的會(huì )大大減少的。