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仪表常识

智能IC卡水表的防攻击和防干扰设计(2)
发表时间:2014/4/30 14:09:20  来源:泰安奇正电子科技有限公司  浏览次数:1850 次

    二、对水表的物理性攻击的防范办法
  1、对机械结构的攻击处理措施
  在水表的机械结构设计中合理地安排计量部分和阀体部分的关系结构是一个关键,例如研究干簧管、磁钢和阀体控制部分的电机的关系,使之结构紧凑,这是一款水表的振震性的关键。
  在实际应用中有绝大的多数的用户在使用中发现的不计量的故障多是由于振动导致磁钢同干簧的位置和距离发生了变化而引起,近了或是远了。如果近了,那么干簧管该断开的时候弹不开;远了会不吸合,所以表现在水表上 直接的现象是不能计量,在水表的设计中如果定义成攻击,那么这种情况水表会关阀,导致用户不能用水。
  这样的故障现象在IC卡水表生产过程中一般不会体现出来,而是经过运输,安装的过程中出现。如有的水表在用户初装后不开阀、显示攻击、液晶不显示等等。很大的一部是由于运输过程式中造成的,进一步说是生产设计不合理造成的。
  所以一般的生产厂家都将采样磁钢直接压铸在齿轮上,尽可能的减速少机械的连接,这不失为一个好办法、好方案。机械的长寿命设计中关键的一项就是结构要简单、尽可能减少传动齿轮的数量,锣钉结构的数量。如果一个水表的阀体部分及控制部的主体结构能够能一次成型,那么它是 成功的。
  那是一个理想状态,实际上是不可能的,但思考的出发点是尽可能将一些部件的功能组合起来,重新设计一款这样的水表,其故障率会大大减少的,也会增加其使用寿命。
  在水表的运行过程中,有一些管道振动形成或是人为的振动会引起水表的指针不转,这种现象从原理上消除它是不可行的,但是改变它的结构,使客观存在的组件减少,那么这种现象的会大大减少的。
  2、对IC卡水表的静电或是大电流攻击及解决措施
  对于用户对IC水水表的静电攻击,不是一个重要指标。居家环境很少遇到高于2000伏静电场这样的状况。一般正常使用的电磁波强度也不可能达到会伤害人和其它电子产品的强度,所以这个指标定在2000伏足够了。对于接触式IC卡水表来说要想完全达到那种抗大电流和静电的攻击是不可能的,只要能达到卡口分坏了,整表除卡通讯部分不能正常工作外,其它部分能都正常工作就行。
  有人认为将金属类具有破坏性的卡片插入卡座时,应不会对水表的正常使用产生影响,包括电量消耗。这时可以通过软件和硬件相结合的办法进行保护处理,使对卡座的攻击意义不大,即便卡座坏了,并不影响IC卡水表其它部分的正常工作。也可以采用关阀警的方案,攻击取消后再开阀。
  但从实际使用情况来看,这个问题不会太严重。因为IC卡水表一般是安装在用户家里,使用对象明确,并且水表是用户的财产,没有特殊的理由,用户并不会进行机械性的方法攻击仪表。
  不能考虑无限制的加强仪表的抗攻击性,而是要对故意施加的破坏行为能够进行认定并进行相应处罚才行。
  3、IC卡水表的防水、防油污及防潮的处理施。
  防止水气攻击只要采用合理的密封技术,一般都能满足要求。而防止油烟污染,只要在IC卡卡座上做一些技术处理比如加防尘罩等就可以解决。
  然而对接触式IC卡水表,八个触点是暴露在外的,这是没法密封的,这样的问题就需要用软硬件结合的方法来解决。硬件上改变上拉电阻、软件上采用巡检的方法,这样即能让卡座在潮温的环境下工作,同时又不增加功耗,只要合理安排巡检的时间就可以了。
  4、IC卡水表的防磁措施
  磁性材料由于有成本低廉的特点,所以被广泛采用。但磁性材料比较容易受干扰,因此应当加以考虑。IC卡水表在遇到磁性物质干扰后,应会将阀门作关闭处理,关闭的时间和开启的时间可以根据需要进行设定。当然也可以通过采用非磁性信号方式来解决这个问题。
  现在一般水表厂家采用无磁传感采样的水表,那么这样的问题就少些了。
  5、IC卡水表的防拆卸措施
  应在表体和接头管件上设置铅封口并可进行防伪铅封处理,以防止随意拆卸水表的行为。在电子部分上可以采取一个触动开关,如果用户进行机械拆装的话可以进行关阀报警。
  当然,对于湿式IC卡水表,防冷冻问题也是一个问题,主要是一个保管和使用方法问题,比如说,在结冰的温度区,要做排水处理,防止冰涨,这显然是个管理问题。温度低于零度不必考虑水表的使用,因为水已经结冰,无法计量。但是在运输和保管过程中,可能会遇到远远低于零度的温度,这就需要考虑。这个合理指标的数值应当是-25度至+50度范围内,在这个范围内水表应当不会被冻坏,当温度恢复到正常温度后,水表应能正常工作。
  三、IC卡水表中干扰的种类。
  在IC卡水表系统中还存在一定的干扰,对水表的系统安全造成一定的威胁,在电子学中对干扰的分类大多分为燥声干扰,电源串扰、静电干扰。
  在电子学中,干扰是这样来定义的,干扰:在接收一所需信号时,非所需能量造成的扰乱效应,包括其它信号的影响、杂散发射、人为燥声等。
  在国际无线电咨询委员会的文件中,干扰的结果被分为三类;允许的干扰、可接受的干扰和有害的干扰。下面在水表中提到的干扰是指电子电路中的干扰,是整个系统统或设备中的一个关键部分。>
  在电子系统设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。形成干扰的基本要素有三个,下面来介绍一下干扰的防范措施:
  1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,描述如下:燥声大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
  2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传 播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
  3)敏感器件,指容易被干扰的对象。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC, 弱信号放大器等。

 

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