CN101661647B - 机卡分离数码网络计量器具 - Google Patents
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Abstract
提供了一种机卡分离数码网络计量器具，包括：计量单元，用于执行计量操作；输入单元，用于用户输入各种数据；执行单元，用于打开或关闭计量器具的阀门；控制单元，用于接收计量结果和用户输入的数据，并控制执行单元的操作；交易通信模块，用于从控制单元接收计量结果和用户输入的数据以与智能卡一起执行充值操作和扣费操作，并执行无线通信；智能卡，可拆卸地连接到交易通信模块，用于存储用户的可用余额，并且具有用于接入无线通信网络的标识号、用于解密数据的系统密钥、用于启用/停用智能卡的智能卡密码、唯一标识号以及价格表；液晶显示模块，用于显示用户输入的数据、智能卡中存储的可用余额以及交易通信模块中存储的计量器具的状态信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种计量器具，更具体地讲，涉及一种用于对用户的水、电、天然气、热能等用量进行计量的能够进行无线通信的机卡分离数码网络计量器具。
背景技术
传统的计量器(例如，水表、电表、燃气表等)具有成本低廉、安全耐用等特点，但是由于不具备通信功能和预付费功能，因此只能入户抄表，先使用后付费。因此就存在着众所周知的抄表难、收费难、管理难等问题。现在看来，普通膜式计量器具已经不能适应各方面的管理要求。
为了解决普通膜式计量器具存在的问题，许多厂家先后开发出IC卡式新型计量器具，其中，“IC卡智能燃气表”是比较成功的产品，并在应用中得到推广。IC卡智能燃气表是指用IC卡实现充值的电子式智能燃气表。用户持IC卡到指定网点购买燃气，燃气信息写入IC卡中，用户回家将IC卡插入燃气表，燃气表将IC卡中的燃气信息读取到表具内部，然后表具开启阀门供气，同时开始计量。当表具中的燃气存量不足时自动关阀切断供气。
IC卡式计量器具技术成熟、成本低廉、支持预付费，并且具有一定的管理功能。因为采用预付费方式，杜绝了庞大的用户群欠费现象，从根本上解决了抄表难、收费难的问题，现已被有关部门广泛使用。
然而，IC卡式计量器具的推广应用又带来了许多新的问题：(1)交费难，IC卡收、付费方式要求用户必须持卡到指定的收费站或银行去缴费；(2)运营成本高，为了解决收费问题，就需要布设更多的收费点和代收点，增加收费人员和管理人员；(3)无法监控，由于IC卡式计量器具没有通信功能，后台管理系统无法监控其运行状态，运营商无法了解表具是否正常工作，一旦出现故障，不易及时发现，及时处理；(4)无法了解用量信息，由于IC卡式计量器具没有通信功能，入户抄表又很困难，造成运营商无法及时准确的了解居民用气情况；(5)价格变动无法适应，如果实施阶梯计价，IC卡式计量器具无法在线升级，需更换表具才能适应这种价格变动；(6)不适用流动人口，由于用户可用的剩余量是保存在表具内部存储器上，因此当租户搬家无法带走表具内的剩余量时，只有和另外的租户或房东私下交易，过程复杂容易产生纠纷；(7)安全性问题，大多数IC卡式计量器具采用非加密型IC卡或逻辑加密卡作为用户卡，易解密，不安全，容易形成黑市交易和营私舞弊现象；(8)IC卡式计量器具投资费用较高，产权归属及实际管理权限难以统一，给实际工作带来不便。
因此，需要开发一种具有通信功能、缴费方式多样、安全性能更强的计量器具。
发明内容
在下面的描述中将部分地阐明本发明另外的方面和/或优点，通过描述，其会变得更加清楚，或者通过实施本发明可以了解。
根据本发明的一方面，提供了一种机卡分离数码网络计量器具，包括：计量单元，用于执行计量操作；输入单元，用于用户输入各种数据；执行单元，用于打开或关闭计量器具的阀门；控制单元，用于接收计量结果和用户输入的数据，并控制执行单元的操作；交易通信模块，用于从控制单元接收计量结果和用户输入的数据以与智能卡一起执行充值操作和扣费操作，并执行无线通信；智能卡，可拆卸地连接到交易通信模块，用于存储用户的可用余额，并且具有用于接入无线通信网络的标识号、用于解密数据的系统密钥、用于启用/停用智能卡的智能卡密码、唯一标识号以及价格表；液晶显示模块，用于显示用户输入的数据、智能卡中存储的可用余额以及交易通信模块中存储的计量器具的状态信息。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1示出了根据本发明实施例的机卡分离数码网络计量器具的结构框图；
图2示出了根据本发明实施例的图1中的交易通信模块的结构框图；
具体实施方式
现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。
图1示出了根据本发明实施例的机卡分离数码网络计量器具的结构框图。如图1所示，所述机卡分离数码网络计量器具可包括计量单元、输入单元、执行单元、控制单元、交易(WiPay)模块、液晶显示模块以及可拆卸地连接到交易通信模块的智能卡。此外，所述机卡分离数码网络计量器具还可包括用于向计量器具内的各个单元供电的电池或电源适配器。
以下对机卡分离数码网络计量器具的各个部件及其功能进行详细描述。
计量单元用于执行计量操作，即，对通过计量器具的水、电、天然气、热能等进行计量。具体地讲，计量单元可以将关于用户用量的计量结果转换成电子数据，并且将电子数据形式的计量结果发送到控制单元。计量单元可以采用本领域技术人员常用的检测电路和传感器来实现。
输入单元用于用户输入各种数据。输入单元可以采用键盘来实现。键盘使用触摸式按键，表面覆盖亚克力材料，便于表具密封，具有防尘、防砂砾、防潮、耐磨、使用寿命长等特点。当用户触摸按键时，相应的键输入信号可以被发送到控制单元。然而，本发明不限于此，可通过液晶触摸屏来实现输入单元。
执行单元用于根据控制命令打开或关闭计量器具的阀门。当打开计量器具的阀门时，用户可以正常使用通过计量器具的水、电、天然气、热能等，并且计量单元可对其进行计量。然而，当关闭计量器具的阀门时，水、电、天然气、热能等不能通过计量器具。可通过常用的H桥控制电路来实现执行单元。根据本发明的实施例，在将智能卡插入到交易通信模块之前，执行单元关闭计量器具的阀门。
控制单元用于接收计量单元的计量结果和用户通过输入单元输入的各种数据，并且控制执行单元的操作。此外，控制单元还可以控制液晶显示模块显示各种数据。可以通过单片机(例如，德州仪器的MSP430F413单片机)来实现控制单元。MSP430F413单片机是一种16位的单片机。它具有集成度高(集成液晶驱动电路)、外围设备丰富、超低功耗等优点。特别是它的超低功耗特性，是目前其他单片机不可比拟的。
WiPay模块用于从控制单元接收计量结果和用户输入的数据，并与连接到该模块的智能卡互相交换数据以便一起执行充值操作和扣费操作。在接收到数据时，WiPay模块可以对接收的数据进行验证和解析，以确保计量器具正常运行。WiPay模块还可以执行无线通信，支持GSM、CDMA、3G、WiFi、Zigbee等各种无线通信协议。此外，WiPay模块可以监测计量器具的运行状态，并存储除了用户可用余额外的计量器具的状态信息。当计量器具通电之后，WiPay模块将被初始化。根据本发明的实施例，WiPay模块包括中心处理器、无线通信模块、外部接口和智能卡接口。稍后将对WiPay模块进行详细描述。
智能卡(CT卡)可以通过集成符合无线通信标准的SIM卡和符合PBOC标准的ESAM卡来制作。所述无线通信标准包括GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、WiFi、WiMAX标准等，但不限于此。CT卡可拆卸地连接到WiPay模块，用于存储用户的可用余额，并与WiPay模块互相交换数据以便一起执行充值操作和扣费操作。此外，CT卡存储有用于接入无线通信网络的标识号、用于解密数据的系统密钥、用于启用/停用CT卡的CT卡密码、用于识别CT卡的唯一标识号以及关于用户使用的水、电、天然气或热能的价格表。
当CT卡没有连接到计量器具时，即，当CT卡没有连接到WiPay模块时，计量器具只是一块裸表，不具有交易和通信功能。在将CT卡连接到WiPay模块之后，用户可以通过输入单元输入CT卡密码。例如，用户可首先插入CT卡，按下键盘上的“启动/确认”键，然后输入CT卡密码，再按“启动/确认”键，完成CT卡密码的输入。用户输入的CT卡密码被依次传送到控制单元、WiPay模块和CT卡，并与CT卡中存储的CT卡密码相比较。如果用户输入的CT卡密码与CT卡中存储的CT卡密码相同，则CT卡自动执行初始化操作。其后，如果CT卡中存储的用户可用余额大于预定阈值(例如，0)，则控制单元可控制执行单元打开计量器具的阀门，并且WiPay模块根据CT卡中存储的用于接入无线通信网络的标识号连接到无线通信网络，从无线网络服务器下载相关信息，例如，价格表。此后，计量器具可以执行交易和通信操作。然而，如果用户输入的CT卡密码与CT卡中存储的CT卡密码不同，则CT卡将错误信号经由WiPay模块发送到控制单元。此时，控制单元可控制液晶显示模块显示错误信息，从而用户可重新输入CT卡密码。根据本发明的实施例，如果用户连续输入CT卡密码错误超过预定次数(例如，3次)，则键盘可以被自动锁死。此时，用户按任何按键都没有反应，也无法拔出CT卡。预定时间(例如，1小时)过后，键盘锁定自动解除，用户可重新输入CT卡密码。此功能可以防止他人暴力破解CT卡密码。
当CT卡与WiPay模块相连接时，如果用户想要取出CT卡，则可以通过输入单元输入智能卡密码。例如，用户可连续三次按下键盘上的“启动/确认”键，然后输入CT卡密码，再按“启动/确认”键，完成CT卡密码的输入。如上所述，如果用户输入的CT卡密码与CT卡中存储的CT卡密码相同，则CT卡将正确信号经由WiPay模块发送到控制单元。此时，控制单元控制执行单元关闭计量器具的阀门。其后，用户可取出CT卡。当用户将CT卡与WiPay模块分离时，WiPay模块自动断开与无线通信网络的连接。如上所述，在用户取出CT卡的操作中也可以设置相应的锁死/解锁功能。
根据本发明的实施例，CT卡具有9个触点，以便连接到WiPay模块。CT卡的9个触点的定义及其说明如表1所示。
表1
| 编号 | 定义 | 说明 |
| 1 | GND | 地电源 |
| 2 | SIM_VCC | SIM卡电源 |
| 3 | SIM_CLK | SIM卡时钟 |
| 4 | SIM_DATA | SIM卡数据 |
| 5 | SIM_RST | SIM卡复位端口 |
| 6 | ESAM_DATA | ESAM卡数据 |
| 7 | ESAM_RST | ESAM卡复位 |
| 8 | ESAM_CLK | ESAM卡时钟 |
| 9 | ESAM_VCC | ESAM卡电源 |
稍后将结合WiPay模块和CT卡对扣费操作和充值操作进行详细描述。
液晶显示模块可选用TN/HTN液晶屏。液晶显示模块可以在控制单元的控制下显示用户输入的数据、CT卡中存储的可用余额以及WiPay模块中存储的计量器具的状态信息。此外，液晶显示模块还可显示报警信息、错误操作标志等。
所述机卡分离数码网络计量器具可以内置锂电池。另一方面，所述机卡分离数码网络计量器具还可以通过电源适配器连接到城市电网。因此，可以由内置锂电池或城市电网向计量器具内的计量单元、输入单元、执行单元、控制单元、WiPay模块、液晶显示模块以及连接到WiPay模块的CT卡供电。
图2示出了根据本发明实施例的图1中的WiPay模块的结构框图。参照图2，WiPay模块包括：中心处理器，用于验证和解析WiPay模块接收的各种数据，与连接到WiPay模块的CT卡一起执行充值操作和扣费操作，并且存储计量器具的状态信息；无线通信模块，用于根据连接到WiPay模块的CT卡中的用于接入无线通信网络的标识号接入无线通信网络，并与无线网络服务器进行通信；外部接口，连接到控制单元；智能卡接口，连接到CT卡。
根据本发明的实施例，WiPay模块的外部接口可采用2.0间距、单排8pin接口，可安装直头或90度弯头插座，或单排插针，以便进行板对板链接。WiPay模块的外部接口的8个管脚的定义及其说明如表2所示。
表2
| 编号 | 定义 | 说明 |
| 1 | 电源VCC | 5V、2A |
| 2 | 命令通知INTR | 低电平：无待处理命令高电平：有待处理命令 |
| 3 | 通讯RS485+ | 485差分输出A端 |
| 4 | 通讯RS485- | 485差分输出B端 |
| 5 | 开关机ON/OFF | 高电平开机，低电平关机 |
| 6 | NC | |
| 7 | 地GND | 电源地 |
| 8 | 地GND | 电源地 |
根据本发明的实施例，所述无线网络服务器可以是运营公司(例如，自来水公司、电力公司、燃气公司或热能公司)的具有后台管理系统的服务器。无线网络服务器可以管理通过无线通信网络与其相连接的多个计量器具，并且可以具备Web服务器、短信服务器和声讯服务器功能。也就是说，除了通过WiPay模块的无线通信模块与计量器具的用户进行通信之外，无线网络服务器还可以提供Web服务以通过互联网与用户通信，提供短信服务以通过收发短信的方式来与用户通信，并提供电话语音服务以通过拨打电话的方式来与用户通信。如上所述，由于WiPay模块支持多种无线通信协议，因此无线通信模块可以接入GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、WiFi或WiMAX无线通信网络。
根据本发明的实施例，当计量单元对用量的计量达到一个最小计量单位时，计量单元将计量结果发送到控制单元。随后，控制单元将计量结果传送到WiPay模块的中心处理器。中心处理器将计量结果累加到存储在其中的计量器具的累计用量。这里，累计用量是状态信息中的一种。同时，中心处理器读取连接到WiPay模块的CT卡中的价格表，并参考该价格表将计量结果转换为金额数据，并将转换后的金额数据发送到CT卡。CT卡根据接收到的金额数据相应地扣减用户的可用余额。然而，如果CT卡没有成功地扣减可用余额，则CT卡将错误代码返回给中心处理器。随后，中心处理器通过无线通信模块将该错误代码连同存储在中心处理器中的计量器具号一起发送到无线网络服务器。同时，中心处理器还将该错误代码发送到控制单元。控制单元根据该错误代码控制液晶显示模块显示错误信息，并控制执行单元关闭计量器具的阀门。当无线网络服务器接收到错误代码时，运营公司可根据计量器具号派遣工作人员到计量器具所在地及时进行维修。另一方面，当无线网络服务器接收到错误代码时，无线网络服务器也可以通过所述无线通信模块向中心处理器发送关闭阀门命令。此时，中心处理器将接收到的关闭阀门命令发送到控制单元，从而控制单元可根据关闭阀门命令控制执行单元关闭计量器具的阀门。如果在扣减用户的可用余额后，CT卡中存储的可用余额低于预定阈值(例如，30元)，则CT卡可以向中心处理器发送低余额报警信号，中心处理器将接收到的低余额报警信号发送到控制单元，从而控制单元可根据低余额报警信号控制所述液晶显示模块显示低余额报警信息。当用户看到低余额报警信息时，可以及时充值。另一方面，如果在扣减用户的可用余额后，CT卡中存储的可用余额达到零，则CT卡可以向中心处理器发送关闭阀门命令，中心处理器将接收到的关闭阀门命令发送到控制单元，从而控制单元可根据关闭阀门命令控制执行单元关闭计量器具的阀门。
此外，用户可以使用移动通信终端直接向接入无线通信网络的WiPay模块发送控制命令。例如，用户可以通过无线通信模块将打开(关闭)阀门命令发送到中心处理器。然后，中心处理器将接收到的打开(关闭)阀门命令发送到控制单元，从而控制单元可根据打开(关闭)阀门命令控制执行单元打开(关闭)计量器具的阀门。此外，无线网络服务器也可以直接通过无线通信模块将控制命令发送到中心处理器。
根据本发明的实施例，用户可以通过多种方式购买运营公司制作的充值卡。例如，用户可以在运营公司的营业厅、物业公司、报亭、便利店、银行柜台和自助终端机上通过现金交易的方式购买充值卡，也可以通过第三方支付以电子交易方式在互联网上购买充值卡。通过购买充值卡，用户可以获得充值卡密码。充值卡密码是由有关发卡中心使用现有的加密算法根据充值卡的面额加密生成的。此时，用户可以通过多种方式为计量器具进行充值。用户可以通过输入单元按键输入充值卡密码。例如，用户可连续两次按下键盘上的“启动/确认”键，然后输入充值卡密码，再按“启动/确认”键，完成充值卡密码的输入。控制单元将接收到的充值卡密码传送到WiPay模块的中心处理器，中心处理器可通过无线通信模块将充值卡密码和连接到智能卡接口的CT卡(即，连接到WiPay模块的CT卡)的唯一标识号发送到无线网络服务器。接收到充值卡密码和CT卡的唯一标识号的无线网络服务器可以使用预定密钥对充值卡密码解密从而获得充值金额，并且可以使用与CT卡中的系统密钥相应的密钥将充值金额重新加密为与充值卡密码和CT卡的唯一标识号相应的充值码。然后，无线网络服务器可以通过无线网络通信模块将充值码发送到中心处理器，从无线网络服务器接收到充值码的中心处理器将该充值码发送到CT卡。CT卡可以使用其中的系统密钥对充值码进行解密。由于充值码与CT卡的唯一标识号相对应，因此只有相应的CT卡才可以对充值码进行解密，从而获得充值金额。此时，CT卡可以将充值金额累加到用户的可用余额以完成充值操作。这里，解密处理由ESAM卡来执行。可使用申请号为200610162063.2的中国发明专利申请中提出的动态变化算法来进行上述充值码的加密和解密。然而，本发明不限于此，可使用各种现有技术的加密解密算法来进行充值码的加密和解密。
此外，用户可通过移动通信终端向无线网络服务器发送充值卡密码和连接到智能卡接口的CT卡的唯一标识号。其后，中心处理器可通过无线通信模块从无线网络服务器接收与充值卡密码和CT卡的唯一标识号相应的充值码，并将该充值码发送到CT卡。然后，CT卡可以对充值码进行解密以获得充值金额，并将充值金额累加到用户的可用余额。此外，用户可通过特定网站向无线网络服务器发送充值卡密码和连接到智能卡接口的CT卡的唯一标识号。其后，中心处理器可通过无线通信模块从无线网络服务器接收与充值卡密码和CT卡的唯一标识号相应的充值码，并将该充值码发送到CT卡。然后，CT卡可以对充值码进行解密以获得充值金额，并将充值金额累加到用户的可用余额。此外，用户可通过拨打电话以语音通信方式向无线网络服务器发送充值卡密码和连接到智能卡接口的CT卡的唯一标识号。其后，中心处理器可通过无线通信模块从无线网络服务器接收与充值卡密码和CT卡的唯一标识号相应的充值码，并将该充值码发送到CT卡。然后，CT卡可以对充值码进行解密以获得充值金额，并将充值金额累加到用户的可用余额。
根据本发明的实施例，用户和运营公司都可以查询计量器具的状态信息和可用余额。具体地讲，用户可通过输入单元按键输入查询命令。此时，控制单元将接收到的查询命令传送到中心处理器，中心处理器根据该查询命令从CT卡读取可用余额，并将读取的可用余额和存储在中心处理器中的状态信息发送到控制单元，从而控制单元可控制液晶显示模块显示读取的可用余额和状态信息。计量器具的状态信息可包括计量器具号、CT卡的唯一标识号、计量器具的累计用量、计量器具的阀门状态、电池剩余电量、电源适配器状态等。此外，用户也可以使用移动通信终端通过无线通信模块将查询命令发送到中心处理器。另一方面，无线网络服务器可以通过无线通信模块向中心处理器发送查询命令。此时，中心处理器可根据接收到的查询命令从CT卡读取可用余额，并通过无线通信模块将读取的可用余额和存储在中心处理器中的状态信息发送到无线网络服务器。因此，运营商可实时监控用户的使用状态。
中心处理器还能监控计量器具的使用状态。当中心处理器监测到计量器具中发生异常情况时，例如，无线通信网络异常、无线通信模块异常、CT卡异常、外接电源异常、电池电量不足、计量单元异常等，中心处理器向控制单元发送异常报警信号，从而控制单元可根据异常报警信号控制液晶显示模块显示异常报警信息。另一方面，中心处理器还可通过无线通信模块将异常报警信号发送到无线网络服务器。
根据本发明实施例的机卡分离数码网络计量器具还可以实现后付费。具体地讲，CT卡中还可以存储用户的透支额度和透支期限。运营商可以根据与用户达成的协议通过无线通信模块向中心处理器发送命令，以设置透支额度和透支期限。用户不能直接修改透支额度和透支期限。当CT卡中存储的可用余额达到透支额度时，或者当CT卡在透支状态下的使用时间达到透支期限时，CT卡向中心处理器发送关闭阀门命令，中心处理器将接收到的关闭阀门命令发送到控制单元，从而控制单元可根据关闭阀门命令控制执行单元关闭计量器具的阀门。例如，如果透支额度和透支期限分别是300元和20日，则用户可以在CT卡中的可用余额为负数的透支状态下继续使用计量器具。当CT卡中的可用余额达到-300元时，或者当CT卡在透支状态下的使用时间达到20日时，CT卡向中心处理器发送关闭阀门命令。然而，本发明不限于此，CT卡中也可存储透支额度和透支期限之一。
此外，根据本发明实施例的机卡分离数码网络计量器具还可以实现阶梯计价。具体地讲，无线网络服务器可以通过无线通信模块将新制定的价格表发送到中心处理器。接收到新价格表的中心处理器将该价格表发送到CT卡以替换CT卡中原有的价格表。通过如上所述更新价格表，计量器具可以在价格调整时实时更新计价标准。
如上所述，根据本发明实施例的机卡分离数码网络计量器具实现了机卡分离的工作模式，从而有效地去除了运营商和生产商的耦合关系，使用户在更换运营商时不用重新安装计量器具，只需要更换CT卡即可。另外，用户在更换计量器具时，可以从市场上随意购买符合标准的计量器具，只要把原来的CT卡重新插入新计量器具即可，极大方便了用户，并且这种模式也为运营商的管理提供了极大方便，并且为运营商节约了大量成本和资金占压。另外，机卡分离的工作模式可以将计量器具生产和系统运营分离，完善产业结构，统一计量器具的标准。计量器具的生产商将专注于计量器具的研发生产。由于标准统一，使得各地使用的计量器具互相兼容，有利于生产商得到更大的订单，实现规模化生产，从而降低制造成本，扩大市场规模。CT卡将SIM卡和PSAM卡的功能合二为一，从而可以使用一张卡片实现无线通信和加密认证两个功能，并且可以实现通信号码与计量器具号一致，从而为运营商的管理提供极大的方便。由于具有无线通信模块，计量器具可以与后台系统实现双向实时通信，不但用户的在线购买结果可以实时充入计量器具，而且计量器具的状态信息也可以实时发送到后台。用户可以实现足不出户的充值操作，运营商也可以实现对计量器具的实时监控与管理。
虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
Claims (36)
1.一种机卡分离数码网络计量器具，包括：
计量单元，用于执行计量操作；
输入单元，用于用户输入各种数据；
执行单元，用于打开或关闭计量器具的阀门；
控制单元，用于接收计量结果和用户输入的数据，并控制执行单元的操作；
交易通信模块，用于从控制单元接收计量结果和用户输入的数据以与智能卡一起执行充值操作和扣费操作，并执行无线通信；
智能卡，可拆卸地连接到交易通信模块，用于存储用户的可用余额，并且具有用于接入无线通信网络的标识号、用于解密数据的系统密钥、用于启用/停用智能卡的智能卡密码、唯一标识号以及价格表；
液晶显示模块，用于显示用户输入的数据、智能卡中存储的可用余额以及交易通信模块中存储的计量器具的状态信息。
2.如权利要求1所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述智能卡由符合无线通信标准的SIM卡和符合PBOC标准的ESAM卡集成。
3.如权利要求1所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述计量单元对通过计量器具的水、电、天然气或热能进行计量。
4.如权利要求1所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，在用户将所述智能卡连接到所述交易通信模块之后，当用户通过所述输入单元输入智能卡密码时，所述智能卡密码被传送到所述智能卡，并与所述智能卡内存储的智能卡密码相比较，如果用户输入的智能卡密码与所述智能卡中存储的智能卡密码相同，则所述智能卡自动执行初始化操作。
5.根据权利要求4述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当所述智能卡完成初始化操作时，所述控制单元控制所述执行单元打开计量器具的阀门。
6.根据权利要求4述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当所述智能卡完成初始化操作时，所述交易通信模块根据用于接入无线通信网络的标识号连接到无线通信网络。
7.如权利要求6所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，在所述智能卡与所述交易通信模块相连接的情况下，如果用户想要取出所述智能卡，则当用户通过所述输入单元输入智能卡密码时，如果用户输入的智能卡密码与所述智能卡中存储的智能卡密码相同，则所述智能卡将正确信号经由所述交易通信模块发送到所述控制单元，所述控制单元控制所述执行单元关闭计量器具的阀门。
8.如权利要求7所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，在所述执行单元关闭计量器具的阀门之后，当用户将所述智能卡与所述交易通信模块分离时，所述交易通信模块断开与无线通信网络的连接。
9.如权利要求6所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述交易通信模块包括：
中心处理器，用于验证和解析数据，与智能卡一起执行充值操作和扣费操作，并且存储计量器具的状态信息；
无线通信模块，用于根据所述智能卡中的用于接入无线通信网络的标识号接入无线通信网络，并与无线网络服务器进行通信；
外部接口，连接到所述控制单元；
智能卡接口，连接到所述智能卡。
10.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述无线通信网络是GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、WiFi或WiMAX无线通信网络。
11.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述中心处理器参考所述智能卡中的价格表将计量结果转换为金额数据，并将转换后的金额数据发送到所述智能卡。
12.如权利要求11所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述智能卡根据转换后的金额数据扣减用户的可用余额。
13.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当用户通过所述输入单元输入充值卡密码时，所述中心处理器通过所述无线通信模块将充值卡密码和连接到所述智能卡接口的智能卡的唯一标识号发送到无线网络服务器，从所述无线网络服务器接收与充值卡密码和智能卡的唯一标识号相应的充值码，并将充值码发送到所述智能卡。
14.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当用户通过移动通信终端向无线网络服务器发送充值卡密码和连接到所述智能卡接口的智能卡的唯一标识号时，所述中心处理器通过所述无线通信模块从所述无线网络服务器接收与充值卡密码和智能卡的唯一标识号相应的充值码，并将充值码发送到所述智能卡。
15.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当用户通过特定网站向无线网络服务器发送充值卡密码和连接到所述智能卡接口的智能卡的唯一标识号时，所述中心处理器通过所述无线通信模块从所述无线网络服务器接收与充值卡密码和智能卡的唯一标识号相应的充值码，并将充值码发送到所述智能卡。
16.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当用户通过语音通信向无线网络服务器发送充值卡密码和连接到所述智能卡接口的智能卡的唯一标识号时，所述中心处理器通过所述无线通信模块从所述无线网络服务器接收与充值卡密码和智能卡的唯一标识号相应的充值码，并将充值码发送到所述智能卡。
17.如权利要求13-16中任意一项所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，用户通过现金交易、电子交易方式获得所述充值卡密码。
18.如权利要求13-16中任意一项所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述智能卡使用系统密钥对接收的充值码解密以获得充值金额，并将充值金额累加到用户的可用余额。
19.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当用户通过所述输入单元输入查询命令时，所述中心处理器从所述智能卡读取可用余额，并将读取的可用余额和存储在所述中心处理器中的状态信息发送到所述控制单元，所述控制单元控制所述液晶显示模块显示读取的可用余额和状态信息。
20.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当无线网络服务器通过所述无线通信模块向所述中心处理器发送查询命令时，所述中心处理器从所述智能卡读取可用余额，并通过所述无线通信模块将读取的可用余额和存储在所述中心处理器中的状态信息发送到所述无线网络服务器。
21.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当用户或无线网络服务器通过所述无线通信模块向所述中心处理器发送关闭阀门命令时，所述中心处理器将接收到的关闭阀门命令发送到所述控制单元，所述控制单元根据关闭阀门命令控制所述执行单元关闭计量器具的阀门。
22.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当所述智能卡中存储的可用余额低于预定阈值时，所述智能卡向所述中心处理器发送低余额报警信号，所述中心处理器将接收到的低余额报警信号发送到所述控制单元，所述控制单元根据低余额报警信号控制所述液晶显示模块显示低余额报警信息。
23.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当所述智能卡中存储的可用余额为零时，所述智能卡向所述中心处理器发送关闭阀门命令，所述中心处理器将接收到的关闭阀门命令发送到所述控制单元，所述控制单元根据关闭阀门命令控制所述执行单元关闭计量器具的阀门。
24.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当所述中心处理器监测到异常情况时向所述控制单元发送异常报警信号，所述控制单元根据异常报警信号控制所述液晶显示模块显示异常报警信息。
25.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述智能卡还存储用户的透支额度和透支期限。
26.如权利要求25所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当所述智能卡中存储的可用余额达到透支额度时，或者当所述智能卡在透支状态下的使用时间达到透支期限时，所述智能卡向所述中心处理器发送关闭阀门命令，所述中心处理器将接收到的关闭阀门命令发送到所述控制单元，所述控制单元根据关闭阀门命令控制所述执行单元关闭计量器具的阀门。
27.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当无线网络服务器通过所述无线通信模块向所述中心处理器发送新价格表时，所述中心处理器将接收到的新价格表发送到所述智能卡以替换所述智能卡中的价格表。
28.如权利要求1所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述状态信息包括：计量器具号、智能卡的唯一标识号、计量器具的累计用量、计量器具的阀门状态。
29.如权利要求1所述的机卡分离数码网络计量器具，还包括：电池，用于向计量器具的计量单元、输入单元、执行单元、控制单元、交易通信模块、液晶显示模块以及连接到交易通信模块的智能卡供电。
30.如权利要求1所述的机卡分离数码网络计量器具，还包括：电源适配器，用于连接到城市电网以向计量器具的计量单元、输入单元、执行单元、控制单元、交易通信模块、液晶显示模块以及连接到交易通信模块的智能卡供电。
31.如权利要求29所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述状态信息包括：计量器具号、智能卡的唯一标识号、计量器具的累计用量、计量器具的阀门状态、电池剩余电量。
32.如权利要求30所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述状态信息包括：计量器具号、智能卡的唯一标识号、计量器具的累计用量、计量器具的阀门状态、电源适配器状态。
33.如权利要求24所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述异常情况包括无线通信网络异常、智能卡异常、无线通信模块异常、计量单元异常。
34.如权利要求2所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述智能卡具有9个触点，所述9个触点的定义及其说明如下：
。
35.如权利要求9所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，所述外部接口具有8个管脚，所述8个管脚的定义及其说明如下：
36.如权利要求24所述的机卡分离数码网络计量器具，其中，当所述中心处理器监测到异常情况时，还通过所述无线通信模块将异常报警信号发送到无线网络服务器。
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