CN100535938C - 一种用于数码式计量器具的预付费方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于数码式计量器具的预付费方法和系统。所述方法包括如下步骤：用户通过购买金融交易数据中心发行的预定额度的预付费卡获得序列号和密码；用户使用获得的预付费卡序列号和密码、以及用户的计量器具号在金融交易数据中心进行注册；金融交易数据中心根据所述计量器具号、预付费卡序列号和密码，生成只能在该用户的计量器具使用的操作码，并将该操作码发送给用户；用户将获得的操作码输入到计量器具中。根据本发明，用户可以方便地实现预付费目的，而且运营商可以降低运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于数码式计量器具的预付费方法和系统，尤其涉及一种用于实现电表、水表、燃气表和热能表等数码式计量器具的预付费方法和系统。
背景技术
在采用数码式预付费方式运营的计量器具中，传统的金融交易方法是在需要交易时由用户在计量终端上获取一随机数，然后将其记住，并前往有关管理部门或其所属机构，将该随机数和期望购买的量告诉有关工作人员，工作人员使用一种特定的方法将该随机数和期望购买的量转换成特定计量器具可以识别的密码。
图1是传统的用于数码式计量器具的预付费方法的基本流程图。如图1所示，用户在计量器具端上选择生成随机数的功能(S101)，计量器具生成随机数并显示(S102)。用户记住生成的随机数，然后用户前往数据中心，将生成的随机数，相应计量器具的器具号以及预付费额告诉数据中心的工作人员(S103)。数据中心的工作人员采用预定的方法将所述随机数、器具号和预付费额或期望购买的量转换成相应计量器具可以识别的密码并存储所述密码(S104)。用户携带所述密码返回计量器具端，并将所述密码输入相应计量器具(S105)，从而实现预付费交易。
然而，采用这种传统的预付费方法具有以下固有的缺陷：(a)为了使用户能够得到便利的服务，需要有关管理部门建设更多数量的服务网络，然而实际上由于建设投入所限，往往给用户带来很多不便；(b)为了使用户便于记住密码，在传统的数码式预付费系统加密与解密过程中一般不使用符合国际标准的DES算法，其安全度极低；(c)传统的数码式预付费系统主要是以人工的方式传输金融交易信息，随着有线和无线通信技术的普及应用，将难以实现系统的平滑过渡和技术升级。
因此，需要一种能够方便用户、安全性高、运营成本低的数码式预付费万法和系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于通信网的用于数码式计量器具的预付费方法和系统，根据所述方法和系统，可预先集中、统一、批量发行预付费卡，由用户通过人工或自动的方式获取注册信息，并实现预付费。与传统的预付费方法和系统相比，可以减少用户必须去金融交易中心办理交费的不便，并且使得系统运营商降低建设和运行费用，提高系统的安全性，并实现标准化生产。
根据本发明的一方面，提供了了一种用于数码式计量器具的预付费方法，所述方法包括：用户通过购买金融交易数据中心发行的预定额度的预付费卡获得序列号和密码；用户将获得的预付费卡序列号和密码、以及用户的计量器具号发送给金融交易数据中心；金融交易数据中心根据用户提供的卡序列号和密码获得预付费额和用量信息，并由金融交易数据中心的计算机中的PSAM卡根据其中存储的与计量器具号对应的系统识别码，使用预定加密算法生成包含计量器具号、预付费额、用量信息的操作码，并将该操作码发送给用户；用户将获得的操作码输入到计量器具中；计量器具采用其所包含的ESAM卡中预先存储的计量器具识别码和相应的解密算法对所述操作码进行解密，获得预付费额和用量信息，所述计量器具识别码与所述系统识别码相一致；金融交易数据中心在生成所述操作码之后，由PSAM卡使用其中存储的预定的识别码动态变化算法更新所述系统识别码，并存储更新的系统识别码；计量器具在对所述操作码进行解密之后，使用ESAM卡中存储的与金融交易中心使用的识别码动态变化算法相应的动态变化算法更新计量器具识别码，并将更新的计量器具识别码存储在ESAM卡中。
所述预付费卡序列号是由所述PSAM卡自动生成的随机数，所述密码是所述PSAM卡采用DES算法对所述序列号进行加密而生成的。
在所述注册的步骤中，用户通过电话、Web服务、短信和自助终端中的任意一种方式，将卡序列号和密码以及用户的计量器具号发送给金融交易数据中心。
金融交易数据中心根据用户需要，通过声讯、Web服务、短信中的任意一种方式将所述操作码发送给用户。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于通信网的数码式计量器具的预付费系统，包括金融交易数据中心和计量器具，所述金融交易数据中心包括：数据库服务器，用于建立用户档案，计量器具档案，以及存储交易过程中的有关信息；计算机，用于显示、查询以及打印用户信息和计量器具档案，并且包括存储系统识别码和预定的识别码动态变化算法的PSAM卡；Web服务器、短信服务器和声讯服务器中的至少一种，用于实现金融交易数据中心和用户之间的信息交换；所述计量器具有存储计量器具识别码和与金融交易数据中心相应的识别码动态变化算法的ESAM卡；金融交易数据中心接收用户发送来的计量器具号、卡序列号和密码，根据卡序列号和密码获得预付费额和用量信息，并由PSAM卡根据与计量器具号对应的系统识别码，使用预定的加密算法生成包含计量器具号、预付费额和用量信息的操作码，并将该操作码发送给用户；计量器具接收用户输入的操作码，采用ESAM卡中预先存储的计量器具识别码和相应的解密算法对所述操作码进行解密，获得预付费额和用量信息，所述计量器具识别码与所述系统识别码相一致；金融交易数据中心在生成所述操作码之后，由PSAM卡使用预定的识别码动态变化算法更新所述系统识别码，并存储更新的系统识别码；计量器具在对所述操作码进行解密之后，使用ESAM卡中存储的与金融交易中心使用的识别码动态变化算法相应的动态变化算法更新所述计量器具识别码，并将更新的计量器具识别码存储在ESAM卡中。
所述PSAM卡自动生成随机数作为预付费卡序列号，并采用DES算法对随机数进行加密以生成预付费卡密码。
金融交易数据中心将所述随机数和密码制作成对应不同额度的预付费卡。
所述用户和金融交易中心实现通信的通信终端为固定电话、移动电话、联网的计算机、自助终端等中的至少一种。
附图说明
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是传统的用于数码式计量器具的预付费方法的基本流程图；
图2示出了根据本发明的基于通信网的数码式预付费系统中的计量器具的基本结构框图；
图3是根据本发明的预付费方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
根据本发明的基于通信网的用于数码式计量器具的预付费系统包括实现金融交易的数据中心以及安放在千家万户的数码式预付费计量器具，所述通信网可以是固定电话网、移动电话网、互联网等。其中，金融交易数据中心主要具备以下功能：具备使用全国或地区性发行预付费卡密钥，并使用该密钥批量生产预付费卡的功能；具备存储各个数码式预付费计量器具识别码及其动态变化算法的功能；具备使用固定电话、移动电话、Web服务和支持自助终端根据用户提供的注册信息，按对应计量器具识别码提供预付费应用信息的功能。在这样的系统中，数码式预付费计量器具只是需要具备将预付费应用信息转化为所需应用数据的功能。
表1是根据本发明的预付费系统中的金融交易数据中心的基本配置。下面将参照表1描述本发明的金融交易数据中心的基本配置及其功能。
参照表1，金融交易数据中心的基本配置包括至少一台数据库服务器、至少一台计算机、Web服务器、短信服务器和声讯服务器。所述数据库服务器用于建立用户档案和用户器具档案，并存储预付费卡制作、发行和使用过程的有关信息。所述用户档案可以包括用户的住址、用户的姓名、用户的身份证号等关于用户的信息。用户器具档案可以包括用户的计量器具号等识别计量器具的信息。在用户不能提供识别计量器具的信息时，也可以采用用户的住址和用户的姓名、身份证号等作为计量器具的识别信息。所述计算机能够显示、查询和打印用户信息以及计量器具档案、根据用户提供的识别计量器具的信息以及预付费卡信息(例如，预付费卡序列号和密码)按照预定的加密算法生成只能在计量器具上使用的操作码、并且能够提供人工服务。所述Web服务器可以提供Web服务，使得用户也可以通过因特网来实现预付费交易。所述短信服务器可以提供以短信方式实现交易的服务，使得用户可以通过发送短信的方式来实现预付费。此外，声讯服务器用于提供电话服务，使得用户可以通过拔打固定电话的方式来实现预付费。例如，用户在购买预付费卡后，通过电话将其序列号和密码，以及计量器具识别信息告知客服人员，将有关信息输入计算机，通过序列号查询相应预付费卡的金额，然后根据预定加密算法，使用系统存储的计量器具识别码、预付费额等信息生成操作码，并再次通过电话的方式告知用户，由此完成整个注册过程。
表1
| 序号 | 设备名称 | 用途 |
| 1 | 数据库服务器 | 建立用户档案建立计量器具档案存储预付费卡制作、发行和使用过程的有关信息 |
| 2 | 计算机 | 显示、查询和打印用户信息显示、查询和打印计量器具信息根据用户提供的计量器具信息、预付额和用量按照预定的加密算法生成操作码提供人工服务 |
| 3 | Web服务器 | 提供Web服务 |
| 4 | 短信服务器 | 提供短信服务 |
| 5 | 声讯服务器 | 提供电话服务 |
下面对金融交易数据中心的运行进行详细的描述。首先，金融交易数据中心可以预先制作预付费卡，并集中、统一、批量发行预付费卡。预付费卡上可包括序列号、密码、卡的额度、客服电话以及使用方法等信息。所述序列号是金融交易数据中心的系统自动生成的随机数，密码是使用系统统一的发行密钥借助DES算法对序列号进行加密而生成的，并采用有效的防伪办法。为了方便用户使用，可根据系统规模设置序列号的长度。金融交易数据中心可以根据系统规模大小选配。
可以通过金融交易数据中心的计算机来生成随机数，并执行DES算法对所述序列号进行加密。然而，为了保证整个系统的安全性，计算机可以采用能够自动生成随机数、存储系统发行密钥、采用硬件方式实现DES算法的PSAM卡及其读写装置。
当用户使用预付费卡序列号、密码以及计量器具号在金融交易数据中心进行注册时，金融交易数据中心的计算机可根据存储的与用户的计量器具对应的当前的系统识别码执行预定的加密算法，生成只能在该用户的计量器具上使用的包含计量器具信息、金额和用量信息的操作码。之后，计算机使用预定的识别码动态变化算法将当前的系统识别码改变为新的系统识别码，并存储新的系统识别码。同样地，为了保证系统的安全性，可使用PSAM卡存储系统识别码和识别码动态变化算法，当输入预付费卡序列号、密码以及计量器具号时，通过PSAM卡执行生成操作码、改变系统识别码和存储新的系统识别码的操作。
本发明的数码式预付费计量器具可以根据国家有关标准设计。图2示出了根据本发明的数码式预付费系统中的计量器具的基本结构框图。下面，将参照图2，对根据本发明的数码式预付费系统中的计量器具进行详细说明。
如图2所示，本发明中的计量器具包括：计量电路、看门狗、时钟电路、ESAM(安全管理模块)、单片机、显示电路、电源电路和通信电路。其中计量电路完成对电、水、燃气、热能的计量，其具体实现方式取决于所采用的测量体制和使用的芯片。单片机、看门狗、时钟电路、电源电路和通信电路是一种常规的单片机监控系统。本发明中的计量器具最重要的是使用了安全管理模块ESAM，ESAM最大的特点是有一个全球唯一的识别号，内置硬件DES算法，可以存储和修改识别码，并不会被他人截取。由此，我们可以在ESAM发行与制作过程中由金融交易中心生成一个或多个识别码，同时一一对应地存储在金融交易中心的数据库和计量器具的ESAM中。用户在注册时，金融交易中心将根据当前的系统识别码执行预定的加密方法生成一个操作码供用户使用，并使用预定的识别码动态变化算法将当前的系统识别码修改为新的系统识别码。由于各个计量器具的识别码完全不同，因此该操作码只能在指定的计量器具上使用。当计量器具接收到该操作码时，使用当前的计量器具识别码执行预定的解密算法，获得金额和用量等信息，其中，计量器具中的当前的识别码与金融交易中心生成该操作码时使用的系统识别码相同。在对该操作码解密后，计量器具使用与金融交易的数据中心使用的动态变化算法相应的识别码动态变化算法将当前的计量器具识别码修改为新的计量器具识别码。由于识别码及其动态改变方法可存储在ESAM中，并且操作码的使用只限定在一个计量器具，因此即使缩短操作码的长度，也能保证系统的安全性。
图3是根据本发明的预付费方法的流程图。下面，将参照图3描述根据本发明的预付费方法的操作。首先，用户可以在商铺、报厅、烟摊和自动售货机等处购买预定额度的所述预付费卡，刮开覆盖在密码上的防伪层，获得序列号和密码(S301)。然后，用户可以通过电话、Web服务、短信和自助终端等方式将计量器具号、预付费卡序列号和密码等信息发送到系统运营商所属的金融交易数据中心来进行注册(S302)。金融交易数据中心在确认该注册合法时，根据所述计量器具号、预付费卡序列号和密码，生成只能在该用户处安装的计量器具上使用的包含计量器具信息、金额和用量信息的操作码，并将该操作码发送给用户(S303)。金融交易数据中心可根据当前的系统识别码，通过执行预定的加密方法来产生操作码，并且在产生操作码后，可使用预定的识别码动态变化算法将当前的系统识别码改变为新的系统识别码并存储新的系统识别码。在完成上述信息交换后，金融交易数据中心将有关信息存储下来，以便用户发生记忆错误时进行系统维护和提供服务。用户在获得金融交易数据中心生成的操作码后，将注册获取的操作码输入到计量器具中(S304)，计量器具使用与金融交易数据中心生成操作码时使用的系统识别码相同的计量器具识别码和预定的解密算法对所述操作码进行解密，获得金额和用量信息，从而实现预付费目的。此外，计量器具在对所述操作码进行解密之后，使用相应的识别码变化算法将当前的计量器具识别码改变为新的计量器具识别码，以用于下次预付费操作。
根据本发明的用于数码式计量器具的预付费方法与传统的数码式预付费方法相比，可以利用商铺、报亭烟摊和自动售货机等现有网点销售预付费卡，用户可使用固定电话、移动电话、Web服务、自助终端等设施向系统运营商的管理中心申请注册，并将在注册时获得的操作码输入数码式预付费计量器具即可完成整个交易行为。其最大的优点是不仅为用户提供了便利，而且解决了传统计量器具不采用DES算法则安全性低，而采用DES算法则输入码太长，且用户不方便的矛盾，还帮助系统运营商降低了建设和运行费用，此外使用符合国际标准的DES算法以及其它安全性更高的技术手段，为生产厂家实现标准化和规模化生产提供了可能。
尽管在这里以将预付费卡制作成有形产品的形式予以销售为例，但是也可以通过制作成电子预付费卡通过因特网商进行销售，此时用户可以通过电子银行转帐进行购买。
虽然已经说明了本发明的优选实施例，本领域的技术人员可以理解，本发明不限于所述的优选实施例，在所附的权利要求中限定的本发明的精神和范围内可以作出各种改进和改变。
Claims (8)
1、一种用于数码式计量器具的预付费方法，所述方法包括：
用户通过购买金融交易数据中心发行的预定额度的预付费卡获得序列号和密码；
用户将获得的预付费卡序列号和密码、以及用户的计量器具号发送给金融交易数据中心；
金融交易数据中心根据用户提供的卡序列号和密码获得预付费额和用量信息，并由金融交易数据中心的计算机中的PSAM卡根据其中存储的与计量器具号对应的系统识别码，使用预定加密算法生成包含计量器具号、预付费额、用量信息的操作码，并将该操作码发送给用户；
用户将获得的操作码输入到计量器具中；
计量器具采用其所包含的ESAM卡中预先存储的计量器具识别码和相应的解密算法对所述操作码进行解密，获得预付费额和用量信息，所述计量器具识别码与所述系统识别码相一致；
金融交易数据中心在生成所述操作码之后，由PSAM卡使用其中存储的预定的识别码动态变化算法更新所述系统识别码，并存储更新的系统识别码；
计量器具在对所述操作码进行解密之后，使用ESAM卡中存储的与金融交易中心使用的识别码动态变化算法相应的动态变化算法更新计量器具识别码，并将更新的计量器具识别码存储在ESAM卡中。
2、如权利要求1所述的预付费方法，其中，所述预付费卡序列号是由所述PSAM卡自动生成的随机数，所述密码是所述PSAM卡采用DES算法对所述序列号进行加密而生成的。
3、如权利要求1所述的预付费方法，其中，在所述注册的步骤中，用户通过电话、Web服务、短信和自助终端中的任意一种方式，将卡序列号和密码以及用户的计量器具号发送给金融交易数据中心。
4、如权利要求1所述的预付费方法，其中，金融交易数据中心根据用户需要，通过声讯、Web服务、短信中的任意一种方式将所述操作码发送给用户。
5、一种基于通信网的数码式计量器具的预付费系统，包括金融交易数据中心和计量器具，
所述金融交易数据中心包括：
数据库服务器，用于建立用户档案，计量器具档案，以及存储交易过程中的有关信息；
计算机，用于显示、查询以及打印用户信息和计量器具档案，并且包括存储系统识别码和预定的识别码动态变化算法的PSAM卡；
Web服务器、短信服务器和声讯服务器中的至少一种，用于实现金融交易数据中心和用户之间的信息交换；
所述计量器具有存储计量器具识别码和与金融交易数据中心相应的识别码动态变化算法的ESAM卡；
金融交易数据中心接收用户发送来的计量器具号、卡序列号和密码，根据卡序列号和密码获得预付费额和用量信息，并由PSAM卡根据与计量器具号对应的系统识别码，使用预定的加密算法生成包含计量器具号、预付费额和用量信息的操作码，并将该操作码发送给用户；
计量器具接收用户输入的操作码，采用ESAM卡中预先存储的计量器具识别码和相应的解密算法对所述操作码进行解密，获得预付费额和用量信息，所述计量器具识别码与所述系统识别码相一致；
金融交易数据中心在生成所述操作码之后，由PSAM卡使用预定的识别码动态变化算法更新所述系统识别码，并存储更新的系统识别码；
计量器具在对所述操作码进行解密之后，使用ESAM卡中存储的与金融交易中心使用的识别码动态变化算法相应的动态变化算法更新所述计量器具识别码，并将更新的计量器具识别码存储在ESAM卡中。
6、如权利要求5所述的预付费系统，其中，所述PSAM卡自动生成随机数作为预付费卡序列号，并采用DES算法对随机数进行加密以生成预付费卡密码。
7、如权利要求6所述的预付费系统，金融交易数据中心将所述随机数和密码制作成对应不同额度的预付费卡。
8、如权利要求5所述的系统，其中，所述用户和金融交易中心实现通信的通信终端为固定电话、移动电话、联网的计算机、自助终端等中的至少一种。
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| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Pre-payment method and system used for digital measuring instrument Effective date of registration: 20101029 Granted publication date: 20090902 Pledgee: China Development Bank Co. Pledgor: BEIJING SANGRY SCIENCE INDUSTRY & TRADE CO.,LTD. Registration number: 2010990000946 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Pre-payment method and system used for digital measuring instrument Effective date of registration: 20101029 Granted publication date: 20090902 Pledgee: China Development Bank Co. Pledgor: BEIJING SANGRY SCIENCE INDUSTRY & TRADE CO.,LTD. Registration number: 2010990000946 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20171026 Granted publication date: 20090902 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20191026 Granted publication date: 20090902 |
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20230213 Granted publication date: 20090902 |