CN202422283U - 一种电能表的esam模块及cpu卡接口电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路，包括微控制器(U1)，和分别与该微控制器(U1)相连接的ESAM模块接口电路和CPU卡接口电路，其中CPU卡接口电路包括相互连接的IC卡接口插针(J1)和卡口防攻击保护模块(PTCK)，其特点是，其中ESAM模块(U2)的时钟引脚(CLK)与微控制器(U1)上的一个时钟引脚(EM_CLK)连接，而卡口防攻击保护模块(PTCK)的时钟引脚(CH_CLK)与微控制器(U1)上的另外一个时钟引脚(IC_CLK)连接。当卡口接口电路出现故障或卡时钟信号受到骚扰信号攻击时时不会影响ESAM模块的正常工作，同时能及时切除卡的电源，避免破坏电能表。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路。
背景技术
智能电表是智能电网建设的基础，国家针对智能电表制定了一系统的行业标准，智能电表内嵌ESAM安全模块，负责完成安全认证和关键数据的存储，本地CPU卡和远程与电表的关键数据传输和密钥的认证都是通过ESAM模块来进行的，能确保安全地实现电表的参数设置、充值、扣款、信息返写以及远程控制操作。
目前本地费控电能表主要采用接触式CPU卡作为数据传输介质，在CPU卡接口电路设计中，卡口防攻击保护普遍采用由热敏电阻和嵌位二机管组成的模块或分立元件搭建的等效电路，能有效防止大多数通过卡口对电能表实施的恶意攻击。但现有电能表ESAM模块及CPU卡接口电路存在两大缺点，如图2所示，一是CPU卡的时钟和ESAM时钟通过线或的方式连接到公用的时钟源，当卡口时钟信号线注入骚扰信号攻击式，会造成ESAM模块工作不正常，进而造成电表与ESAM相关的参数设置、充值、扣款、信息返写以及远程控制操作等功能失效；二是CPU卡的数据IO口线的上拉电阻连接在卡保护模块靠单片机侧，卡口插入铁片短路攻击时，不能进行及时正确的短路检测，卡电源往往在尝试卡复位失败后才断开，如果进行持续恶意拔插短路攻击，有可能造成卡电源供给电路的损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路，能够避免因IC卡口攻击而对电能表造成的破坏。
一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路，包括微控制器，和分别与该微控制器相连接的ESAM模块接口电路和CPU卡接口电路，其中CPU卡接口电路包括相互连接的IC卡接口插针和卡口防攻击保护模块，其特别之处在于，其中ESAM模块的时钟引脚与微控制器上的一个时钟引脚连接，而卡口防攻击保护模块的时钟引脚与微控制器上的另外一个时钟引脚连接。
其中CPU卡接口电路数据线的上拉电阻连接在IC卡接口插针和卡口防攻击保护模块之间，并且该上拉电阻的两端分别与卡口防攻击保护模块的电源引脚和数据引脚连接。
其中微控制器采用单片机。
本实用新型有益效果是：因ESAM模块和CPU卡的时钟由MCU单片机单独提供，当卡口接口电路出现故障或卡时钟信号受到骚扰信号攻击时时不会影响ESAM模块的正常工作，同时因CPU卡数据线的上拉电阻接在卡保护模块与卡口之间，当卡口插入金属片时，卡上电后IC_DAT数据线的电平状态为低电平，单片机通过判断IC_DAT口线状态便可知道卡口存在短路故障，进而及时切除卡的电源，避免对电能表造成的破坏。
附图说明
附图1为本实用新型的电路原理图；
附图2为本实用新型背景技术的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型包括微控制器(MCU)U1，微控制器U1采用单片机，和分别与该微控制器U1相连接的ESAM模块接口电路和CPU卡接口电路，其中CPU卡接口电路包括相互连接的IC卡接口插针J1和卡口防攻击保护模块PTCK，如图1、2所示，与背景技术相比，其中ESAM模块U2的时钟引脚CLK与微控制器U1上的一个时钟引脚EM_CLK连接，而卡口防攻击保护模块PTCK的时钟引脚CH_CLK与微控制器U1上的另外一个时钟引脚IC_CLK连接。
如图1所示，另外CPU卡接口电路数据线的上拉电阻R205连接在IC卡接口插针J1和卡口防攻击保护模块PTCK之间，并且该上拉电阻R205的两端分别与卡口防攻击保护模块PTCK的电源引脚CH_POW和数据引脚CH_DAT连接。
本实用新型包括MCU、ESAM模块接口电路、CPU卡接口电路、电源VBB、电源VCC。
ESAM模块接口电路由ESAM模块U2，电阻R210、R211、R212，电容C203、C204、电源VBB等组成，ESAM模块的电源引脚VCC与电源VBB相连并接去耦电容C204，ESAM的复位引脚RST与MCU的EM_RST引脚相连并接上拉电阻R211和电容C203，ESAM的时钟CLK引脚通过电阻R210与MCU的EM_CLK引脚相连，ESAM的数据I/O引脚与MCU的EM_DAT引脚相连并接上拉电阻R212。
CPU卡接口电路由IC卡接口插针J1、卡口防攻击保护模块PTCK、开关三极管Q201、电阻R201～R209、电容C201、C202、电源VCC等组成，MCU的IC_VCC引脚一路通过限流电阻R203与Q201的基极相连，另一路经上拉电阻R202与电源VCC相连，Q201的发射极与电源VCC相连，Q201的集电极依次经限流电阻R204、PTCK的电源通道与J1的电源引脚KZ-VCC相连，MCU的IC_RST、IC_CLK、IC_CHK、IC_DAT引脚分别经电阻R206、R207、R208、R209、PTCK的某一信号通道与J1的KZ-RST、KZ-CLK、KZ-CHK、KZ-DAT引脚相连，J1的KZ-DAT引脚经上拉电阻R205与J1的KZ-VCC相连。
本实用新型的工作原理是：当有卡片插入卡座时，卡座内的插卡检测开关SW压合，MCU的IC_CHK引脚的电平变为低电平，MCU检测确认后进入卡处理流程，先将MCU的IC_RST脚置低电平，然后将MCU的IC_VCC脚置低电平，使三极管Q201导通输出电源VCC1，经限流电阻R204、PTCK的电源通道将电源VCC1加到CPU卡的电源触点上对卡片进行上电，随后MCU不断探测IC_DAT脚的电平状态，如确认IC_DAT脚状态为低电平，则判定卡口存在短路现象，并立即切断CPU卡的供电退出卡处理流程，并在LCD上显示出错信息，如确认IC_DAT脚状态为高电平，则判定卡口工作正常，接着按照IC卡的操作规范及时序要求，MCU对CPU卡进行上电复位、安全认证、数据读写等操作，所有数据处理操作结束后，MCU的IC_VCC脚置为高电平，三极管Q201截止切断卡电源，之后MCU以声和光的方式提示用户卡处理已结束，可以取出IC卡了，同时将处理结果在LCD上显示出来。
Claims (3)
1.一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路，包括微控制器(U1)，和分别与该微控制器(U1)相连接的ESAM模块接口电路和CPU卡接口电路，其中CPU卡接口电路包括相互连接的IC卡接口插针(J1)和卡口防攻击保护模块(PTCK)，其特征在于：其中ESAM模块(U2)的时钟引脚(CLK)与微控制器(U1)上的一个时钟引脚(EM_CLK)连接，而卡口防攻击保护模块(PTCK)的时钟引脚(CH_CLK)与微控制器(U1)上的另外一个时钟引脚(IC_CLK)连接。
2.如权利要求1所述的一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路，其特征在于：其中CPU卡接口电路数据线的上拉电阻(R205)连接在IC卡接口插针(J1)和卡口防攻击保护模块(PTCK)之间，并且该上拉电阻(R205)的两端分别与卡口防攻击保护模块(PTCK)的电源引脚(CH_POW)和数据引脚(CH_DAT)连接。
3.如权利要求1或2所述的一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路，其特征在于：其中微控制器(U1)采用单片机。
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| CN2012200657363U CN202422283U (zh) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | 一种电能表的esam模块及cpu卡接口电路 |
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| CN (1) | CN202422283U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105553645A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-04 | 国家电网公司 | 一种用于充电设施的数据保护系统及数据获取方法 |
| CN106952410A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-07-14 | 浙江恒业电子有限公司 | 一种带cpu卡座的电能表 |
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