CN102515077A - 一种增强安全性的加油机防欺骗系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种增强安全性的加油机防欺骗系统和方法，其在加油过程中，监控微处理器或编码器将编码器实时计数的编码器油量脉冲数与从计量微处理器获取的实时油量数据进行实时比对，对超出阀值的情况进行异常处理；监控微处理器和编码器间通过采用动态密钥来进行信息加密传输。同时其编码器包括非易失性存储器，其特征在于所述编码器将每次计数的实时油量脉冲数或换算后的加油量数据保存在非易失性存储器中，即使编码器重新复位、断电或监控微处理器和编码器通讯失败，非易失性存储器中记录的油量数据仍然会存在，从而在系统恢复后，动态比对方法继续有效执行。

Description

一种增强安全性的加油机防欺骗系统和方法

技术领域

本发明涉及一种加油机防欺骗系统，具体讲涉及一种增强安全性的加油机防欺骗系统和方法。

背景技术

JJG443《燃油加油机检定规程》和GB/T 9081《机动车燃油加油机》要求加油机防欺骗系统进行加油数据的比对，这是通过加油机监控微处理器和编码器相互配合来共同完成的。这是一种静态的比对方法，其中，编码器对加油机加油的油量脉冲数进行计数，并将脉冲数(或脉冲数换算后的加油量数据)发送给监控微处理器；监控微处理器接收编码器的油量脉冲数，同时获取加油机计量微处理器的油量数据，并将两者数据进行比对(往往需要换算为同一单位)，对超出阀值范围的情况进行作弊报警。

现有的加油机编码器，因为编码器不含有非易失性存储器，而且即使含有其它的存储器，业不进行加油过程中油量脉冲数的实时存储；现有的加油机编码器，一旦编码器复位或掉电，则编码器内部实时记录的油量脉冲数等关键信息就会丢失。重新复位或上电后，编码器就不能正确输出本次加油的脉冲数，从而给作弊者造成可乘之机。作弊者可通过电子装置，在加油过程中制造异常(如：切断通讯线路、复位编码器、断电等)，从而使监控微处理器不能进行加油数据比对。

此外现有技术中采取的是静态的比对方法。在加油过程中，监控微处理器并不进行本次加油量的实时比对。仅在加油结束时，编码器才输出计数的加油脉冲数，而监控微处理器仅在加油结束时，才能进行加油数据的比对。以上导致本次加油作弊只有加油完成后才能发现，还存在作弊上的漏洞。作弊者可以在加油过程中进行作弊，多显示少出油；也可以在加油结束时，通过一些方法绕过静态比对。加油结束时，通过电子装置制造异常，例如：切断通讯线路、复位编码器将编码器重新复位等，从而让监控微处理器接收不到编码器计数的油量脉冲数，不能够进行加油数据的比对。

此外，现有技术中当加油机产生加油动作时，所述的编码微处理器和所述的监控微处理器之间是进行双向验证的，但双向验证是不安全的；而且现有技术采用固定密钥进行通讯加密或通讯不进行加密，导致安全强度低。

为了增强加油机防欺骗系统的防欺骗功能，特设计了加油机防欺骗系统的动态比对方法和在编码器中增加非易失性存储器，编码器将加油过程中每次计数的油量脉冲数或脉冲数换算后的加油量数据保存在非易失性存储器中。一旦编码器重新复位、断电或与监控微处理器通讯失败，非易失性存储器中记录的油量脉冲数仍然会保存，不会丢失。编码器重新复位、上电或与监控微处理器通讯正常后，能够有效读取非易失性存储器中的加油脉冲数，令动态比对方法继续有效执行。动态比对方法还要求编码器实时输出计数的油量脉冲数；监控微处理器实时获取计量微处理器的实时油量数据；监控微处理器或编码器将将计量微处理器的实时油量数据与编码器实时计数的油量脉冲数进行实时比对。这种动态的比对方法，杜绝了作弊者在加油过程中作弊的行为。同时，监控微处理器和编码器之间采用密文进行数据通讯，通过身份认证和过程密钥加密来保证通讯信息的安全性。

发明内容

本发明提供了一种增强安全性的加油机防欺骗系统，其编码器包括非易失性存储器，所述非易失性存储器将编码器每次计数的油量脉冲数或脉冲数换算后的加油量数据保存在非易失性存储器中，即使编码器重新复位、断电或监控微处理器和编码器通讯失败，非易失性存储器中记录的油量脉冲数仍然会保存。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗系统，所述非易失性存储器优选包括FRAM(铁电存储器)、NVRAM(非易失性随机访问存储器)、NVSRAM(非易失性SRAM)等几种类型的非易失性存储器。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗系统，其优选还包括电磁芯片，所述电磁芯片与编码器转轴上的磁体相感应，采集所述转轴的机械转动信号并将其转化为脉冲信号。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗系统，优选所述电磁芯片为电磁编码芯片或电磁感应传感器。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗系统，其优选包括智能芯片，所述智能芯片包括微处理器及相关的外围电路，分别与电磁芯片、非易失性存储器模块相连接，并控制电磁芯片、非易失性存储器和其它模块的工作。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗系统，其优选包括通讯电路模块，该通讯电路模块与编码器外部电缆进行连接，输入和输出编码器的电路信号。

本发明还提供了一种上述增强安全性的加油机防欺骗系统，其用于加油过程中，监控微处理器或编码器进行加油量实时比对的用途。

本发明还提供了一种增强安全性的加油机防欺骗方法，在加油过程中，监控微处理器实时获取编码器实时计数的油量脉冲数或脉冲数换算后的加油量数据；监控微处理器将实时获取的编码器油量脉冲数或加油量数据与来自计量微处理器的实时数据进行实时比对。

本发明还提供了另一种增强安全性的加油机防欺骗方法，在加油过程中，监控微处理器将实时获取的计量微处理器的实时油量数据发送给编码器；编码器将实时计数的油量脉冲数和来自计量微处理器的实时油量数据进行实时比对。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选若实时比对结果超出阀值范围，累计一定次数后，将停止加油。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选在显示屏显示警告信息。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选监控微处理器同时和多个编码器实时通讯并进行实时比对计算。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选当加油机产生加油动作时，监控微处理器和编码器之间进行身份认证，彼此验证对方的身份，只有判定对方身份合法后，才进行后续的加油操作。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选监控微处理器和编码器采用密码算法，通过密钥协商机制进行通讯数据加密。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选每次加油时，监控微处理器和编码器采用动态密钥作为双方之间身份认证、通讯加解密计算的密钥。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选动态密钥的频率是一次一密、一段时间或一个特定的过程进行一次密钥变换。

本发明提供的增强安全性的加油机防欺骗方法，优选动态密钥的频率是每加油一次进行一次密钥变换。

本发明由于其编码器包括非易失性存储器，编码器将每次计数的油量脉冲数或脉冲数换算后的加油量数据保存在非易失性存储器中。一旦编码器重新复位、断电或与监控微处理器通讯失败，非易失性存储器中记录的脉冲数仍然会保存，不会丢失。编码器重新复位、上电或与监控微处理器通讯正常后，能够有效读取非易失性存储器中的加油脉冲数，令动态比对方法继续有效执行。

此外，由于采用了加油过程中的实时比对，随时可以发现加油作弊行为，同时规避了作弊者设计的多种针对加油结束比对的攻击手段。本发明进一步在监控微处理器和编码器之间采用密文和动态密钥的机制进行数据通讯，通过身份认证和过程密钥加密来保证通讯信息的安全性。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明在加油过程中，实时比对可以通过两种方法任选其一来进行。方法一是监控微处理器实时获取编码器实时计数的油量脉冲数或脉冲数换算后的加油量数据，监控微处理器将实时获取的编码器脉冲数或加油量数据与来自计量微处理器的实时油量数据进行实时比对；方法二是监控微处理器将实时获取的计量微处理器的实时油量数据发送给编码器，编码器将实时计数的油量脉冲数和来自计量微处理器的实时油量数据进行实时比对。

实时比对时，如果超出阀值范围，累计一定次数后，将停止加油，并可在显示屏显示警告信息。

实时比对时，监控微处理器可以同时和多个编码器实时通讯和进行比对计算。同时本发明的加油机防欺骗系统采用了非易失性存储器的编码器控制电路，其包括：智能芯片、电磁芯片、非易失性存储器和通讯电路模块，其中所述智能芯片包括微处理器及相关的外围电路，分别与电磁芯片、非易失性存储器和通讯电路模块相连接，用来控制电磁芯片、非易失性存储器和通讯电路模块的工作；所述电磁芯片与编码器转轴上的磁体相感应，采集所述转轴的机械转动信号并将其转化为脉冲信号；所述非易失性存储器与智能芯片相连接，存储智能芯片处理后的数据；所述通讯电路模块与编码器外部电缆进行连接，输入和输出编码器的电路信号。

所述编码器控制电路在编码器转轴旋转时，电磁芯片将转轴的机械转动信号转化为脉冲信号输出；然后所述智能芯片实时采集所述电磁芯片的输出脉冲信号，并进行脉冲计数，形成脉冲数。所述智能芯片通过所述通讯电路模块将脉冲数输出给加油机监控微处理器和其他电路(如加油机计量微处理器)，这种信号输出可以采取密文方式输出。加油机监控微处理器同时从计量微处理器处实时获取油量数据，并将之与编码器脉冲数进行实时比对(往往需要换算为同一单位)，对超出阀值范围的情况进行作弊报警。同时所述智能芯片将所述的脉冲数实时存储到所述非易失性存储器中；这样即使编码器复位、掉电或与监控微处理器通讯失败，则编码器内部实时记录的油量脉冲数等关键信息也不会丢失。重新复位、上电或与通讯微处理器通讯正常后，编码器仍然能正确输出本次加油的脉冲数，从而令动态比对功能能够有效执行。

其中非易失性存储器可以是FRAM(铁电存储器)、NVRAM(非易失性随机访问存储器)、NVSRAM(非易失性SRAM)等几种类型的非易失性存储器。而电磁芯片可以是电磁编码芯片或电磁感应传感器。

本发明采用非易失性存储器的编码器，将每次计数的脉冲数保存在非易失性存储器中。一旦编码器重新复位、断电或与监控微处理器通讯失败，非易失性存储器中记录的脉冲数仍然会保存，不会丢失。编码器重新复位、上电或与通讯微处理器通讯正常后，能够有效读取非易失性存储器中的加油脉冲数，令动态比对方法继续有效执行。

本发明的监控微处理器和编码器之间采用密文进行数据通讯，通过过程密钥加密来保证通讯信息的安全性。同时，监控微处理器和编码器之间进行身份认证，彼此用来验证对方的身份，只有判定对方身份合法后，才能进行后续的加油操作。身份认证是通过安全的协议来实现的，身份认证信息为密文，采用动态密钥对身份认证信息进行传输加密。监控微处理器和编码器通过密钥协商机制，形成动态密钥。每次加油时，双方采用动态密钥作为监控微处理器和编码器之间信息传输加解密计算的密钥，从而增强系统的安全性。动态密钥可以是一次一密(传输一次，密钥变换一次)，也可以是一段时间或一个特定的过程进行一次密钥变换，如每加油一次进行一次密钥变换。

最后应该说明的是：结合上述实施例说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (17)

1.一种增强安全性的加油机防欺骗系统，其编码器包括非易失性存储器，其特征在于所述非易失性存储器将编码器每次计数的油量脉冲数或脉冲数换算后的加油量数据保存在非易失性存储器中，即使编码器重新复位、断电或监控微处理器和编码器通讯失败，非易失性存储器中记录的油量脉冲数仍然会保存。

2.如权利要求1的增强安全性的加油机防欺骗系统，其特征在于所述非易失性存储器包括FRAM(铁电存储器)、NVRAM(非易失性随机访问存储器)、NVSRAM(非易失性SRAM)等几种类型的非易失性存储器。

3.如权利要求1或2的增强安全性的加油机防欺骗系统，其特征在于还包括电磁芯片，所述电磁芯片与编码器转轴上的磁体相感应，采集所述转轴的机械转动信号并将其转化为脉冲信号。

4.如权利要求3的增强安全性的加油机防欺骗系统，其特征在于所述电磁芯片为电磁编码芯片或电磁感应传感器。

5.如权利要求1-4任一的增强安全性的加油机防欺骗系统，其包括智能芯片，所述智能芯片包括微处理器及相关的外围电路，分别与电磁芯片、非易失性存储器模块相连接，并控制电磁芯片、非易失性存储器和其它模块的工作。

6.如权利要求1-5任一的增强安全性的加油机防欺骗系统，其包括通讯电路模块，该通讯电路模块与编码器外部电缆进行连接，输入和输出编码器的电路信号。

7.如权利要求1-6任一的增强安全性的加油机防欺骗系统，其用于加油过程中，监控微处理器或编码器进行加油量实时比对的用途。

8.一种增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，在加油过程中，监控微处理器实时获取编码器实时计数的油量脉冲数或脉冲数换算后的加油量数据；监控微处理器将实时获取的编码器油量脉冲数或加油量数据与来自计量微处理器的实时数据进行实时比对。

9.一种增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，在加油过程中，监控微处理器将实时获取的计量微处理器的实时油量数据发送给编码器；编码器将实时计数的油量脉冲数和来自计量微处理器的实时油量数据进行实时比对。

10.如权利要求8或9的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，若实时比对结果超出阀值范围，累计一定次数后，将停止加油。

11.如权利要求8、9或10的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，在显示屏显示警告信息。

12.如权利要求8-11之一的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，监控微处理器同时和多个编码器实时通讯并进行实时比对计算。

13.如权利要求8-12之一的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，当加油机产生加油动作时，监控微处理器和编码器之间进行身份认证，彼此验证对方的身份，只有判定对方身份合法后，才进行后续的加油操作。

14.如权利要求8-13之一的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，监控微处理器和编码器采用密码算法，通过密钥协商机制进行通讯数据加密。

15.如权利要求8-13之一的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，每次加油时，监控微处理器和编码器采用动态密钥作为双方之间身份认证、通讯加解密计算的密钥。

16.如权利要求14或15的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，动态密钥的频率是一次一密、一段时间或一个特定的过程进行一次密钥变换。

17.如权利要求16的增强安全性的加油机防欺骗方法，其特征在于，动态密钥的频率是每加油一次进行一次密钥变换。