JPH02501513A - エンコード化された購入カードを用いた前払い検針システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 エンコード化され几購入カードを用いた前払い検針システム技術分野 この発明は、需給事業の施設に用いられる前払い方式のメータユニットに関し、 より詳しくは、需給事業から顧客に対し、変造、偽造及び不正使用に感知されな いメツセージのような前払い情報を提供する、安全な方法及び装置に関する。

背景技術 サービスの集金手段として、メータを検針し請求書を差し出すといった方法が歴 史的に用いられている。この方法は、費用及び時間かがかるため、極めて多数の 顧客にとっては不信を抱かせることもあり、しばしば、誤検針、紛争、支払いの 遅れ及び紛失が生じ、需給事業に深刻な負債をもたらすことになる二更に、顧客 は、各自が使用している日々に基づく電気、ガスあるいは水道のコストを知った り、あるいは理解する手段が準備されていない。顧客は、一般に、請求書を受け 取るまで、自分らの使用状態あるいはコストを知らず、しかも、一般にこの請求 書の受領した日より前の１５ないし４５日間の期間に発生した消費量となってい る。

上述した欠点のいくつかを克服するために、従来より、前払い方式の検針システ ムが提案されている。これらの前払いシステムのいくつかは、ガスあるいは電気 の需給事業の事務所のような中央局にて、電気あるいはガスを供給した購入量を 作成し、購入量の合計に関する情報が需給設備を消費する顧客側に伝えられるよ うになっている。顧客側では、前払い通信情報を受信し、中央局での購入量をユ ーザーに対して記入できるように設計された検針装置が設けられる。提案されｌ ここれらのタイプの検針システムは、メータ検針の費用、大きい借金の集金、計 算書の郵送費用及びクレジット部の費用を軽減あるいは排除することによって、 需給事業のコスト全体を減少できる一方、各顧客の消費特性に関してより詳しい 認識を必要とする。

上述した需給事業における検針装置に対する先行技術の一例として、ベーテマン その他による米国特許第４，２４０．０３０号に開示されており、ここでは、メ ータが前払いあるいは郵便支払いのモードかによって、磁気ストライプのカード に前払い情報を受け取る、あるいは磁気ストライプのカードに郵便支払いの情報 を書き込む、マイクロプロセッサ制御の電気の需給施設のメータが述べられてい る。前払いモードでは、メータは、ユーザーの料金を磁気ストライプのクレジッ トカードにドル類を書き込む。この装置は、顧客による需給施設の使用を顧客側 にて日々の利用状況をモニターできるように表示器を備える。

１茄荀施設の購入量を検針するための提案された前払い検針システムは、大きい 利点を宵するが、この提案されたシステムは、より多くの不便さをかかえており 、特に、需給事業と顧客との間の通信媒体に磁気ストライプのカードが使用され たときである。この通信媒体は、確実でなく、メツセージは解読１分析され、書 き替え、あるいは偽造される。更に、磁気ストライプカードは、紛失あるいは盗 難の可能性があり、あるいは、顧客側の需給施設の検針装置に試みた最初は、単 純には動作しないかもしれない。

本発明は、一般に入手できる部品を用い、かつ顧客側へ単純で低コストの方法で 情報を伝送することにより、クレジットカードの安全性に重点をおくことにより 、簡単で低コストの需給施設の検針システムを提供し、従来の需給事業の検針シ ステムにおけるこれら及び他の欠点を克服することにある。本発明は、エンコー ドする形態を用い、システム全体の安全性を支援するために、他の機械的な装置 及びモニターできる装置に対し信頼性を置いている。

図面の簡単な説明 本発明を、添付した図面を例として参照することにより、より詳細に述べる。尚 、各図面において同一の部材には共通の番号を付している。

第１図は、前払い検針システムにおける主な部品を示す図面、第２図は、前払い 磁気ストライプのカードを受け、かつ、利用客の装置への電気供給を制御するた めに、利用客の構内に設置される制御電子装置のブロック図、 第３図は、磁気ストライプのカードにエンコードされたメツセージ量の区分を示 す図、 第４図は、典型的な下降するブロック料金構成を示すグラフ、第５図は、典型的 な使用時間制の料金構成を示すグラフである。

実施例 本発明の好ましい実施例では、一般に利用できる通常の誘導円盤電気の需給施設 用メータが需給施設のメータの延長スリーブに設けられ、又、一般に利用できる 、必須の切り離しスイッチが設けられる。需給施設のメータは、必須のフォトエ レクトリックセルにより、検針円盤のシャフトの回転数を計測できるように設計 される。

切り離しスイッチは、屋内表示器及び制御ボックスによって遠隔的に制御できる ２００アンペアのリレーである。この屋内表示ボックスは、顧客の住居に設けら れ、メータのソケット延長スリーブと誘導円盤の需給施設のメータとの間を細い ４芯ケーブルにより接続する。屋内表示ボックスは、磁気ストライプカードリー ダ、及び表示とシステム制御とのためにマイクロプロセッサ制御のシステムを備 える。

磁気ストライプのカードは、ＡＮＳ　Ｉの標準磁気ストライブのクレジットカー ドを用い、エンコードされ暗号化された値、及び顧客の購入量に対する料金情報 を伝達するために用いられる。これらのカードは、需給事業側にて、顧客の購入 を記録する料金計算用のコンピュータに接続された、一般に利用できる磁気スト ライプのカードライタにより書き込まれる。重要な情報を確実に伝達するために 、この料金計算用のコンピュータ及び、顧客側の屋内表示及び制御ボックスの双 方は、暗号化／暗号後読のための等しいアルゴリズムがプログラムされる。この 磁気ストライプカードは、上記の重要な情報を伝達するために、最小必要限度の 情報が記録され、書き込み情報には、重要な磁気ストライプカードの再利用がで きないように、又、紛失あるいは盗難の磁気ストライプカードが不正の恐れなく 取り替えることかできるように、送信及び受信局にのみ知られた順次的処理番号 によるパスワードを含む。この規則的な系列のパスワードは、ユーザーの番号、 顧客側のＩＤ、及び連続しｆ二処理番号の結合から引き出されにものである。こ の情報は、多様な数学的アルゴリズムを用いてパスワードにエンコードされ、そ して、端数処理により繰り返し性のないユニークなパスワードにされる。

パスワード情報の値に対するエンコード化及び暗号化の技術は、実行するのに単 純で経済的ではあるが、このシステムが利用される環境が、他の安全性の装置及 び測定により既に安全に保たれているために、その安全性において極めて効果的 である。住居及び商業にて用いられる需給施設のメータは、一定期間毎に不正に 対する監視が行なわれるので、不正表示のための器具に対しては既に安全が確立 されている。更に、一般に利用できる需給施設のメータは、この適用基準に基づ き運用されているので、機械的ダイヤル指示の需給施設の使用がまだ存続してお り、需給事業側での記録と検証するために、一定期間毎に需給事業からの検針者 によって読み取られる。

前払い検針システムが第１図のブロック図に示されている。コンピュータ１０１ 及び磁気ストライプカードライタ１０２は、需給事業の建物及び集金事務所に位 置する。コンピュータ１０１は、カードライタ１０２に対して、磁気ストライプ カード１０４の磁気ストライブ上にエンコードされに、規則的な系列のパスワー ドを含むメツセージの値を書き込むようにプログラムされる。好ましい実施例で は、コンピュータ１０１は、ＩＢＭＰＣあるいはこれと同等の小型の事務処理用 のコンピュータシステムであり、需給事業の顧客に関する請求書及び他の料金計 算の情報を扱えるものである。小型の事務処理用コンピュータ１０１は、又、磁 気ストライプカード１０４へのエンコードのために、購入情報を重要なメツセー ジにエンコードできるようにプログラムされる。このエンコード技術は、以下に 詳しく述べるが、需給事業側にて、顧客の需給施設のメータを制御するための必 要な全ての情報を含む。

磁気ストライプカードライタ１０２は、好ましい実施例では、カルフォリア、カ ーソンにあるＭａｇ−Ｔ社のＭａｇ−Ｔｅｋ　ＭＴ−８０カードライタを利用で きる。このカードライタは、カードライタシステム＋０１のシリアルポートに接 続され、好ましいカードライタシステムとしては、１８ＭタイプのＰＣである。

コンピュータｌＯ１にプログラムされたソフトウェアは、磁気ストライプカード ライタを制御し、手での操作により、磁気ストライプカードをカードライタ１０ ２のスロットに通過させたときに、必要な重要情報を磁気ストライプカードに書 き込む。購入情報は、ＰＣのオペレータによってキーボード上からタイプ入力さ れ、重要なメツセージを構成するのに必要な計算は、コンピュータ処理され、コ ンピュータｌＯ１のメモリに格納される。このソフトウェアの働きにより、需給 事業においては、一定の料金、逆の料金、逆勾配のブロック料金、保護されたク レジット、及び時間制料金の幾つかの料金構造の一つあるいはより多くを選択し 利用できるようになっている。

磁気ストライプ１０３に記録されにエンコード化の情報を有する磁気ストライプ カード１０４は、購入者に与えられ、この購入者は、カードリーダ及び表示ボッ クス１０５に挿入するために顧客側へカードを運ぶ。好ましい実施例では、磁気 ストライプカードは、１２ミルのプラスチックコーティングされた、クレジット カードに似たペーパーカードである。この磁気ストライプカードは、クレジット カードに対する磁気ストライプのエンコードに対するＡｓｓ　Ｉの標準規格（Ａ ＮＳＩ　標準Ｘ４．１６−１９７６）を満足する。この標準は、クレジットカー ド上の磁気ストライプのいくつかのトラックの使用の標準及び、各々のトラック で使用されるフォーマットを決めている。本発明の好ましい実施例では、磁気ス トライプのトラック２は、ＡＮＳ　Ｉ標準に基づき使用され、１インチにつき７ ５ビツトの密度で記録される。磁気ストライプの通常の長さは、最小３．１３５ インチなので、奇数パリティとともに２進化１０進法（ＢＣＤ）による４ビツト の部分集合を用いてエンコードされる少なくとも４０個の文字をカードにエンコ ードすることができる。このＢＣＤデータに沿って磁気ストライプは、エンコー ドされたデータの適切な読み出し及び書き込みのために、データ領域の始めと終 わりとに必要なマークを含むべきである。磁気ストライプカードに対してＡＮＳ ｌ標準の形態にエンコードする、磁気ストライプカードデータを構成することに より、Ｍａｇ　−Ｔｅｋ　ＭＴ　−８０のような、入手可能な型の磁気ストライ プカードライタを最低のコストでもって利用することができる。

磁気ストライプカード１０４は、顧客側へ運ばれ、ここでカードリーダ及び表示 ボックス１０５のスロット１０７に挿入される。このボックスは、顧客が決めた 、顧客の家屋の壁のいずれかの場所に装着される。磁気ストライブカードが通過 する上部のスロットには、磁気ストライプ１０３からのエンコードされた情報を 受け取り、そしてマイクロプロセッサをベースとしたシステムに格納する、小型 の磁気ストライプカードリーダが備えられる。ブツシュボタン１０８は、カード リーグ及び表示ボックス１０５上に設けられており、このブツシュボタンは７セ グメントのＬＥＤ表示器１０６に表示された情報を選択するために使用される。

好ましい実施例では、表示器１０６上の表示に対して５個の表示機能が選択可能 であり、表示ボタン１０８を連続的に押すことにより、ｌないし５が連続的に選 択される。好ましい実施例では、表示された機能は、残っているドル金額、現在 の１時間当たりの使用金額、及び最後に購入されたドル金額である。

カードリーグ及び表示ボックス１０５は、マイクロプロセッサをベースとしたシ ステムを備え、このシステムは以下詳しく述べるが、需給施設のボックス１０５ を通して需給施設のラインから顧客の家屋に流れる電力を制御するために用いら れる。これらのタイプの需給施設のボックスは、商業及び住居のすべての建物で 見受けられるものであり、顧客による消費電力の料金を計測しモニタするメータ を挿入するためのメータソケットを有する。６インチのスリーブ１１０は、メー タ１１１とボックス１０９に含まれるメータソケットとの間に設けられる。この スリーブ１１０は、２００アンペアまで定格入力に適合するＡＳＣＯ９１３スイ ツチを備え、このスイッチとしては、ニューシャーシー、フロツケムパークのオ ートマチックスイッチカンパニー社のものを利用できる。もし、電気供給がゼロ に低下したとき、あるいは、電気回路がメータボックス１０９あるいはカードリ ーグ及び表示ボックス１０５において変更されたとき、スイッチは開となり、電 力を遮断する。このスイッチは、電力故障の間は、影響を受けず閉のままに保た れる。

メータ１１１は、回転円盤の底部に黒のストライプのパターンが施された標準の メータである。フォトエレクトリックセンサは、円盤の下に装着され、スリーブ １１０をフォトセンサ及び家屋内表示ボックス１０５に接続するために細いケー ブルが使用される。このケーブルの設備は電話あるいはケーブルテレビジョン設 備と似ている。メータ１１１は、フォトエレクトリックセンサを内部に組込み済 みの、一般に利用できるメータであり、ウエステイングハウスエリクトリック　 コーポレイション社のものを利用できる。このメータは、付加された標準の電気 メータなので、メータの機械的な記録は、支払った電気料金に対するいずれかの 疑問を解決するために、あるいは、電子回路における故障を検出するために、あ るいは、システムの電気的な動作に対して変更した不正を探知するために、販売 記録と比較することができる。このように、メータ１１の機緘的記録は、このシ ステムに対して付随的な安全基準として役立つ。

第２図は、カードリーグ及び表示ボックス１０５．メータスリーブ１１０内の電 子回路、及びメータｊｌｌへの付加の詳細を示している。第２図の左のボックス １１１内に示されｆ二電気メータ１１１は、標準の回転円盤電気メータである。

このロータ２０１は、反射するストライプが設けられており、このストライプが フォトエレクトリック　ピックアップ２０２によって検出されることにより、ロ ータ２０１の回転数を示すパルスが出力される。これらのパルスは、メータスリ ーブ１１０内の電子回路に送出され、メータパルスコンディショナー２０６で受 信される。ロータ２０１の回転数を示すパルスは、メータパルスコンディショナ ー２０６によって、屋内に設置されたマイクロプロセッサ２１２ヘケーブル２５ ０を介して送信するための、送信／受信検出回路２０５へ送出される。マイクロ プロセッサ２１２は、電気使用量を示すパルスを受信して、この情報を、不揮発 性ＲＡＭ２１１に格納されている顧客の料金に対する借方として使用する。ＲＡ Ｍ２１１に記憶された顧客の料金は、カードリーグ２０８を介して磁気ストライ プカード１０４上の重要な情報を受け取ることによって、記入される。この情報 は、マイクロプロセッサ２１２によって取り込まれ、ＲＡＭ２１１に記憶された 料金に記入される。この方法により、小規模の料金計算事務所を顧客の家屋内に 設立すると、需給事務所での記録及び料金計算を行う中央局の建物に対する必要 を排除できる。

このマイクロプロセッサは、状態表示器２０９の手段によって、ＲＡＭ２１１に 記憶されていたユーザーの料金の状態を表示可能としている。前述したように、 状態表示器２０９は、好ましい実施例では、表示選択キー１０８の手段によって ユーザーの料金に関して５個の異なった報告を表示できるようになっている。

このマイクロプロセッサは、カードリーグ２０８を介して磁気ストライプカード １０４から受信した情報に基づいて異なった料金表の選択が可能となっている。

１日の時間は、クロック回路２１３によって一定に保たれ、マイクロプロセッサ ２１２に供給される。このクロック回路は、好ましい実施例では、回路自身に含 まれた不揮発性ＲＡＭ２１１を伴って動作し、このような回路は、テキサス。

ダラーのダラスセミコンダクタ社のものを利用できる。この回路は、電源の故障 時にＲＡＭ２　＋　１及びクロック回路２１３に電気を供給するバックアップ用 のりチウムバッテリを含む。前記の回路の予想寿命はほぼ１０年であり、この間 、マイクロプロセッサメモリは停電に対して補償され、そのメモリを維持し、正 確な時刻を計時する。このマイクロプロセッサは、クロック２１３の正確さを維 持するために、常にクロック２１３よりの時間と、ケーブル２５０を介して受信 される６０Ｈｚの信号とを比較する。６０Ｈｚのラインにおける周波数の制御は 、長期間でみれば極めて正確であり、クロック２１３よりもより正確な記録及び メインテナンス時間ができる。

それ故、マイクロプロセッサ２１２は、クロック２１３と６０Ｈｚのラインとの 比較に基づき常に更新して正確な時間を保つ。

屋内表示ボックス１０５及びメータスリーブ１１０内の電子回路は、電力供給変 圧器２０７により、交流電源ラインがパワーオフされる。この電力は、ケーブル ２５０により、屋内表示ボックス１０５に伝えられ、内部の回路に電源が供給さ れる。停電時には、状態表示器１０６は、ブランクとなり、顧客の住居外のどこ かで電力の故障があったことを知らせる。故障検知回路２１４は、システムにお ける故障を検知するためと、復旧モードを選択するために、交流電源ライン及び マイクロプロセッサの動作の状態をモニターするのに役立つ。ケーブル２５０に 対するいかなる変更であっても、故障検知回路２１４を介して、メータスリーブ １１０あるいは電気メータ１１１がこれを検知する。マイクロプロセッサ２１２ により記録された故障及び変更に対する検出信号は、運転停止回路２０４を介し て主切り離しスイッチ２０３を開放するために、ケーブル２５０を介して送信／ 受信検知回路回路２０５に送出すべき信号を発生する。このスイッチは、好まし い実施例では、１００アンペアないし１６０アンペアであり、このスイッチは、 需給施設のラインから顧客のヒユーズパネルへの電力を制御する。又、主切り離 しスイッチ２０３は、もしＲＡＭ２１１に記憶されている顧客の料金がゼロとな ったとき、需給ラインから顧客のヒユーズパネルを切り離すために用いられる。

この場合、新しい磁気ストライプ１０４がカードリーダ２０８に挿入してＲＡＭ ２１１にユーザーの料金が記入されるまで、マイクロプロセッサ２１２は、顧客 の住居への電源を切り離す。

顧客側での顧客による前払い検針システムの操作は、極めて簡単であり、その操 作は以下のごとくである。顧客は、随時、各自が希望するいくらかの電気の量を 、郵便により、あるいは電気需給事業の料金計算事務所に行って購入する。コー ド化された磁気ストライプカードを各自のユーザーの住居へ持って帰り、そして 、表示ボックス＋０５の頂部にあるスロット１０７内を通過させ、メータへ購入 量をロードする。カードにエンコードされた情報は、後でより詳しく述べるよう に、顧客の料金の数字及び個々の確認番号を用いてエンコードされたものである ので、カードは、メータに対し単なる記録物として作用する。

表示ボックス２０５の項部にあるスロット】０７をカードが速く通過したとき、 音が鳴り、表示器上の番号が変化して購入したドル金額が表示される。もし、音 が鳴らなかったときは、その後、再びスロットにカードを通過させる。磁気スト ライプカードの情報は、スロット１０７にてカードリーダを通過するとき、破壊 されないようになっており、必要な料金情報をロードさせる１こめに、カードを 繰り返してカードリーダに通過させることを試みてもよい。しかし、一旦、磁気 ストライプカード１０４から情報がマイクロプロセッサ２１２にロードされ、Ｒ ＡＭ２１１に格納されると、使用されていたエンコードする構成の部分が、後で 詳しく述べるように、同一のカードを１回以上再使用するのを禁止する、順次的 番号によるパスワードとなっているので、カードは無効となる。もし、カードを 損傷、破壊、紛失あるいは、ある理由のために、顧客の住居でのカードリーダ１ ０５が動作しなかったとき、いかなる不正の恐れもなく、同一の順次的番号によ るパスワードを用いて新しいカードを容易に発行できる。その理由は、一旦、規 則正しい配列のパスワードが使用されると、再度使用できず、又、そのカードに 対する複製もできないからである。

第３図は、磁気ストライプカードにエンコードされたメツセージの値に対するデ ータ領域を表す図である。この情報は、ＡＮＳ　Ｉ標準磁気ストライブカードの トラック２上に記録され、この情報は、顧客の前払い検針システムを制御するｆ コめに必要となる重要な情報のすべてを含む。磁気ストライブ上に記録された情 報をカードリーダ２０８にてデコードするｆこめに、このメツセージの値は、第 ３図に示しにように、スタート及びエンドの情報とともに記録される。

この領域は、以下に述べ、キャラクタのスペースの値を第３図に示している。

電気の需給事業より販売され供給される電気エネルギーは、キロワット・アワー （ｋＷｈ）の単位で測定される。需給事業所により使用される需給施設のメータ は、一般に、消費されたエネルギー量を測定するために回転シャフトに接続され た誘導駆動の円盤からなる。

円盤の回転を検出するために、種々の装置が利用可能であり、メータに、フォト エレクトリック手段を含む他の応用を用いることができる。この能力を備え、一 般に入手できる誘導円盤電気メータの一つとして、ウニスティングハウスエレク トリック　コーボレインヨン社で製造されている。このフォトエレクトリック回 路は、円盤の回転を検知するために使用され、円盤１回転につき１個あるいはよ り多くのデジタルパルスを出力する。これらのパルスが計数されると、これらの パルスは、数学的に変換され、キロワット・アワーの使用されたエネルギーとな る。典型的な変換ファクターは、円盤１回転につき、７．２ワツト・アワー（０ 、００７２ｋＷｈ）であり、工業標準メータには、Ｋｈ＝７．２と表記される。

この発明の好ましい実施例では、購入したドル額を等価な円盤回転数に変換する のが最も都合がよい。この変換は以下ように行なわれる。

ドル額　Ｄ＝８５０．００ 電気料金　Ｒ＝Ｓ０．０６ｋＷｈ メータＫｈ　Ｋ＝０．００７２ｋＷｈ／円盤１回転回転数　Ｎ＝Ｄ／（ＲＸＫ） 数値が上式に代入され、計算が行なわれたとき、３５０．００に等価な円盤回転 数は１１５，７４１（回転）となる。この数値は購入量を表す。この値は、デジ タル的にエンコードされ、第３図に示された、ＲＥＶＳと表記された領域に対す るメツセージの値の一部を構成する。この情報が屋内表示ボックス＋０５により 受信されたとき、この値は、不揮発性ＲＡＭ２１　＋内の“残り合計”メモリレ ジスタに格納されていた値に加算される。このメモリは、ＲＡＭ２１１内に含ま れる記入レジスタであり、顧客によって電気が消費されたとき、メモリ内のデー タが差し引かれる。

第３図に示したメツセージの値で２番目に重要な要素は、４文字のＢＡＳＥ領域 で示された基本料金である。この部分のメツセージの値は、円盤１回転当たりの ドルで表した、１ｋＷｈ当たりの料金である。この基本料金は、次式を用い、与 えられた上記のファクターから容易に計算できる。

Ｂ＝ＲＸＫ 上式を用い、値を代入して計算を行うと、円盤１回転当たりのドル額は０．００ ４３２となることがわかる。この値は、重要なメツセージの値の一部を構成し、 磁気ストライプ１０４上に記録される。

次的番号のパスワードは、需給事業の事務所にてコンピュータ１０１によりエン コードされる。マイクロプロセッサ２１２は、順次的番号のパスワードをデコー ドし、その有効性を検知するための同一のアルゴリズムを含む。使用された要素 の数値及び形式の構成は、ユーザー間で異なるが、一般には様式の中に少なくと も３個の要素があり、ｌ）顧客の勘定番号、２）メータが設けられ、需給事業の 事務所での中央局のコンピュータ１０１によって不規則に生じ自動的に割り当て られる確認用番号、３）行なわれる処理及び通信の順次的な番号のパスワードで ある。各々の要素は、ファクターあるいは指数の項として形式に１回あるいは複 数回用いられる。

形式は、一連の数値あるいは文字を発生させ、それらのいくつか、あるいは全部 がパスワードに用いられる。一般には、要求される安全性に応じて５個ないし１ ０個の数字あるいは文字が用いられる。

好ましい実施例では、数字のみが用いられ、６個の文字のパスワードは第３図で 示したように最初の領域に格納される。パスワードのために選択された特殊な番 号あるいは文字は、発生した一連の数字あるいは文字からの１個のセグメントで あってもよく、あるいは２個あるいはより多くのつながったセグメントであって もよい。更に、数字あるいは文字は、−貫した数字あるいは文字の１個のグルー プとして伝達されるメツセージに現れてもよく、メツセージにおける異なった所 定の位置に埋め込まれた、個々のあるいは小さいグループの数字あるいは文字と して現れてもよい。例えば、パスワードは、分割して、２個の文字がＲＥＶＳ及 びＦＩＸＥＤ領域の間に、２個の文字がＦ　Ｉ　ＸＥＤとＢＡＳＥ領域の間に見 出だされ、残りの文字がＲ１，Ｓｌ、Ｒ２，Ｓ２の領域に分配されるようにして もよい。この発明の好ましい実施例では、第３図に示したメツセージの値のスタ ート文字の後に、隣接する一つのグループの文字として現れる。

順次的番号のパスワードは、管理者が元のメツセージが実際に受信され用いられ たかに拘わらず、複製のメツセージを送信するのを可能にする。一旦、確実なメ ツセージが受信され、その値がカードリーグ及び表示ボックス１０５にロードさ れると、同一のパスワードは２回目には受領されなくなる。元のメツセージ及び 複製メツセージの双方が正確で同一のパスワードを持っているので、どちらか一 方が使用されたとき、他方は、無効となり、メツセージは拒絶される。その結果 、システムをだますための全ての企ては成功しない。

下記は、順次的番号のパスワードの発生を簡略的に示している。

不正あるいは偽造のメツセージから通信システムを保護するために用いられる、 このような形態及び要素における数字は、事実上限定されない。しかしながら、 この発明の好ましい実施例では、現在の環境下で十分な安全性を与える、後述の 簡単なアルゴリズムが使用され、このアルゴリズムは、不正防止するために需給 事業の事業所によって既に行なわれている他の安全性を回復させることにより、 バックアップの安全システムあるいは付加的な安全基準を得ている。

この発明の好ましい実施例では、次の形態が使用される。

計算番号　Ａ＝１２４３１６００１１ １Ｄ（ランダム）　Ｒ＝２８７４ 処理番号　Ｔ＝可変の整数 パス’７−ド構成　５＝（Ａ＋Ｒ＋（ＴＸＲ））／Ｔパスワード　Ｐ＝最も近い 全体番号に丸め処理した後の最後の６個の重要な数字 同一の料金番号、ＩＤランダム番号及び形態が二つの需給事業事務所のコンピュ ータ１０１及び顧客側のマイクロプロセッサ２１２に設定され、そして各々が処 理番号ノドラックをカウントして保ったとき、各々は次の処理で使用される同一 のパスワードを発生する。

カードリーグ及び表示ボックス１０５は、設定された形態により発生した次のパ スワードと共にいずれかの受信したメツセージを比較する。もしパスワードが一 致しないとき、メツセージにより運ばれたデータは拒絶され、“無効のパスワー ド”のエラーメツセージがでる。

り返される。各２４時間の期間の始まり時に、マイクロプロセッサのプログラム は、最初のブロック料金へ進み、そして、各々のブロックを通って下降し、終わ りの料金あるいは基本料金に至るまで下降する。この手法の全体は、次の新しい 日の始まりでリセットされる。

時間使用側料金が適用されたとき、ピークの値、肩の部分、及びピークオフの料 金レベルが計算され、上述したと同様に格納され、下降するブロック及び逆料金 が記述される。しかしながら、内部のカレンダークロックは、マイクロプロセッ サに対して、“合計残り”レジスタ内の値を減じるのに使用される、適した値を 指示する。それ故、第３図に示したＳｌ及びＳ２の段階は、時間使用料料金構造 にて段階を決定するために、回転数よりも、時間値を含む。

第４図及び第５図は、それぞれ下降するブロック及び時間使用料の異なった料金 構造の例である。第４図に示した下降するブロックの料金構造では、料金ｌが段 階ｌに対応し、これは顧客によって消費されたキロワット・アワーの値によって 決定される。例えば、最初の９００ＫＷＨの使用に対しては、段階ｌの料金は、 後に続く基本料金の１１４％となり、２番目の９００ＫＷＨに対しては、第２の 段階の料金は、後に続く基本料金の１０６％である。付加的なキロワット・アワ ーの全てに対しては、基本料金がつけられる。この結果、下降するブロック料金 構造は、使用量の大きい顧客を優遇するものである。逆のブロックの料金構造は 、最初の消費の段階に対して基準料金を下回る顧客を保護するというこが理解さ れよう。

表示ボックス１０５内に含まれる制御回路のマイクロプロセッサをベースとした システムは、第５図に示したタイプに似た時間使用料料金構造をプログラムでき る。異なった料金を適用する異なった段階は、顧客が電気を消費する時間に基づ いてなされる。例えば、第５図にて、基準料金はＡＭ６：００まで。ＡＭ６：０ ０からＡＭ１１＝００までは料金ｌが適用され、この段階ｌは４時間の期間で表 される。料金２は、ＡＭＩＯ：００からＰＭ２：００までで、１日の間でピーク の消費時間としている。段階２は、前記の時間帯に設定され、料金２はこの時間 帯に適用される。料金ｌは、ＰＭ２：００で再び始まりＰＭ６：００まで続き、 段階ｌの時間帯で表される。

ＰＭ６：００以降の夜の時間は、基準料金が適用される。

第３図で示された磁気ストライプのメツセージの値への格納及びエンコードのた めに上述した領域に加えて、特別な電気需給料金構造のために、種々の、固□定 月料金を格納し記録するために固定料金の領域が使用される。これらの固定刃料 金は、エネルギーの使用の多少に関係しないすべての顧客に適用される。これら の料金（よ、一般に、メータの取り付けがない照明器具に関連があり、ある場合 １こ（よ、固定されたクレジットが正規の料金構造の一定部分となり、特（こ、 システムが要求するピークの期間にある顧客の器具を需給事業力（遠隔的に制御 可能とする。

固定料金を変換し、第３図の領域に格納するために、固定料金に割り当てられた １力月のドル額は、３０で割ることにより、１日のドル額に変換される。その後 、次の公式を用いて固定料金に対応する回転数が計算される。

１日の固定料金　Ｆ＝Ｓ　０．２０ 基本電気料金　Ｒ＝Ｓ０．０６／ＫＷＨメータＫｈ　Ｋ＝０．００７２ＫＷＨ／ 円板１回転回転数　Ｎ＝Ｆ／（ＲＸＫ） 値が入力され計算が行なわれると、１日の固定料金に等しい、円盤の回転数（Ｎ ）は、４６３（回転）となる。この値は、デジタル的にエンコードされ、第３図 の°Ｆ　Ｉ　ＸＥＤ”として描かれたメツセージの値の指定されたセグメントの 中に入力され、４文字のＢＣＤ数値として格納される。

第３図に示された磁気ストライプのメツセージの値の中で最後で最も重要な領域 は、６文字領域として示された順次的なパスワードである。遠隔の検針側へ送給 される各々のメツセージの有効性は、後の処理及び伝達を変える順次的番号のパ スワードによる有効判定による。次の有効な順次的番号のパスワードは、送信装 置及び受信装置によってのみ判明している暗号化されｆこコードである。この順 次的番号のパスワードは、需給事業の事務所にてコンピュータ１０１によりエン コードされる。マイクロプロセッサ２１２は、順次的番号のパスワードをデコー ドし、その有効性を検知するための同一のアルゴリズムを含む。使用された要素 の数値及び形式の構成は、ユーザー間で異なるが、一般には様式の中に少なくと も３個の要素があり、ｌ）顧客の勘定番号、２）メータが設けられ、需給事業の 事務所での中央局のコンピュータ１０１によって不規則に生じ自動的に割り当て られる確認用番号、３）行なわれる処理及び通信の順次的な番号のパスワードで ある。各々の要素は、ファクターあるいは指数の項として形式に１回あるいは複 数回用いられる。

形式は、一連の数値あるいは文字を発生させ、それらのいくつか、あるいは全部 がパスワードに用いられる。一般には、要求される安全性に応じて５個ないし１ ０個の数字あるいは文字が用いられる。

好ましい実施例では、数字のみが用いられ、６個の文字のパスワードは第３図で 示したように最初の領域に格納される。パスワードのために選択された特殊な番 号あるいは文字は、発生した一連の数字あるいは文字からの１個のセグメントで あってもよく、あるいは２個あるいはより多くのつながったセグメントであって もよい。更に、数字あるいは文字は、−貫した数字あるいは文字の１個のグルー プとして伝達されるメツセージに現れてもよく、メツセージにおける異なった所 定の位置に埋め込まれた、個々のあるいは小さいグループの数字あるいは文字と して現れてもよい。例えば、パスワードは、分割して、２個の文字がＲＥＶＳ及 びＦ　Ｉ　ＸＥＤ領域の間に、２個の文字がＦ　Ｉ　ＸＥＤとＢＡＳＥ領域の間 に見出だされ、残りの文字がＲ１，Ｓ　１．Ｒ２，Ｓ２の領域に分配されるよう にしてもよい。この発明の好ましい実施例では、第３図に示したメツセージの値 のスタート文字の後に、隣接する一つのグループの文字として現れる。

順次的番号のパスワードは、管理者が元のメツセージが実際に受信され用いられ たかに拘わらず、複製のメツセージを送信するのを可能にする。一旦、確実なメ ツセージが受信され、その値がカードリーグ及び表示ボックス１０５にロードさ れると、同一のパスワードは２回目には受領されなくなる。元のメツセージ及び 複製メツセージの双方が正確で同一のパスワードを持っているので、どちらか一 方が使用されたとき、他方は、無効となり、メツセージは拒絶される。その結果 、システムをだますための全ての企ては成功しない。

下記は、順次的番号のパスワードの発生を簡略的に示している。

不正あるいは偽造のメツセージから通信システムを保護するために用いられる、 このような形態及び要素における数字は、事実上限定されない。しかしながら、 この発明の好ましい実施例では、現在の環境下で十分な安全性を与える、後述の 簡単なアルゴリズムが使用され、このアルゴリズムは、不正防止するために需給 事業の事業所によって既に行なわれている他の安全性を回復させることにより、 バックアップの安全システムあるいは付加的な安全基準を得ている。

この発明の好ましい実施例では、次の形態が使用される。

計算番号　Ａ＝１２４３１６００１１ １Ｄ（ランダム）　Ｒ＝２８７４ 処理番号　Ｔ＝可変の整数 ハスワード構成　５＝（Ａ＋Ｒ＋（ＴＸＲ））／Ｔパスワード　Ｐ−最も近い全 体番号に丸め処理した後の最後の６個の重要な数字 同一の料金番号、ＩＤランダム番号及び形態が二つの需給事業事務所のコンピュ ータ１０１及び顧客側のマイクロプロセッサ２１２に設定され、そして各々が処 理番号ノドラックをカウントして保ったとき、各々は次の処理で使用される同一 のパスワードを発生する。

カードリーダ及び表示ボックス＋０５は、設定された形態により発生した次のパ スワードと共にいずれかの受信したメツセージを比較する。もしパスワードが一 致しないとき、メツセージにより運ばれたデータは拒絶され、“無効のパスワー ド”のエラーメツセージがでる。

このシステムの応用は、ｌカ月の需給施設の処理に特に適しており、単純なコー ドを解読あるいは壊すのに異常な努力が必要であるからである。簡単なフオーム によるこの完べきなメツセージの形態を次に示す。

数字セグメントの桁あるいは領域は、システムによって変わり、しかし、一旦、 フォーマットがカードリーグ及び表示ボックス１０５のような遠隔検針装置に設 定されたとき、一般に単純さのために固定されたものが残る。もしより安全性を 望むなら、パスワードを個々に分割し、あるいは小さいグループの数値Ｊこ分割 してメツセージの異なった所定の位置に設けるか、桁をシフトさせる、反転させ る、相互に交換する、あるいは変形させて、分析及び解読を複雑化させる。

上述しんシステムは、一般に緊急用あるいは予備のカードは、確実なパスワード を持っていないのでその使用を排除する。この問題は、カードリーダ及び表示ボ ックス１０５のマイクロプロセッサ２１２をプログラムし、供給されるカードに エンコードされた次のパスワードあるいは特別な別のパスワードを受け入れ可能 とすることにより、解決できる。もし、予備のカードから別のパスワードが検知 されたとき、マイクロプロセッサ２１２は、次のパスワードを有する正規の購入 カードが使用されるまで別のパスワードの受け入れを不許可にする、“ブロッキ ングフラグをセットする。次の正規の購入の値が予備カードの値より大きいとき は、受信用の遠隔メータには正味の値しかロードできないので、新しい購入の値 は減じられ等しくされる。

この手順は、ユーザーに緊急用クレジットカードあるいは予備カードの使用を許 可させる効果がある。購入したカードの後のパスワードの使用は、予備カードを 再び利用できるように再有効化させるという効果を有する。予備カードは、各使 用の後有効である限り何回でね使用することができる。計算番号における数字あ るいは文字のいくつかあるいはすべてから別のパスワードが構成されるが、数字 あるいは文字の並びは、異なった様式を使用するのではなく、パスワードに似に 方法で引き出される。

この発明の好ましい実施例は、電気需給施設のメータの形態として述べられてい るが、この発明は、天然ガス需給事業、水道システムあるいは他の共同需給事業 に対しても用語を適当に変えることにより、同様な概要を適用することができる 。これにより、当業者は、この発明の要旨及び範囲内で、エンコードされた購入 カードを用いることにより、他の需給事業に対しても応用可能であることを理解 できるであろう。

特定したコンピュータ構成及び電気構成が図示され、この発明の好ましい実施例 に対して述べたが、当業者にとっては、同一目的を達成するために組まれた、い ずれかの通常のコンピュータ装置、ロジックあるいは電気的構成を図示した特定 の形態に変更できるということが理解されるであろう。例えば、プログラマブル ロジックアレイ（ＰＬＡ）のようなハードによる制御シーケンスは、この発明の 要旨から外れることなく、コンピュータあるいはマイクロプロセッサに取り替え ることができる。又、当業者にとって、バーコードあるいはＬＩＰＣ型のカード を、ここで述べた磁気ストライプカードの替わりに取り替え可能であることも理 解できよう。又、当業者にとって、この装置に対するいくつかの変形例も容易に 構成できるということも明白である。それ故、この発明は、請求の範囲及びこれ と等価なものによってのみ限定されるものであることが明白に意図されている。

補正音の翻訳文提出書

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ストライプカードを用いた、分配需給事業用前払い検針システムであ って、 メッセージの値を暗号化するための第１のコントロール手段と；磁気ストライプ カードに対して前記暗号化されたメッセージの値を書さ込むために、前記第１の コントロール手段に電気的に接続された磁気ストライプカードライター手段と； 磁気ストライプカードから前記暗号化されたメッセージの値を読み出すための磁 気ストライプカードリーダー手段と；需給施設の使用を検知するための手段と； 需給施設を接続したり切り離したりするための需給施設切り離し手段と； 前記磁気ストライプカードリーダー，需給施設の利用を検知する前記手段、及び 前記需給施設切り離し手段に電気的に接続された第２のコントロール手段であっ て、（１）前記メッセージの値を復読し、（２）前記値のメッセージをメモリに 格納し、（３）需給施設の利用を監視し、そして（４）需給施設の利用及び前記 メッセージの値に応答して公共施設を切り離したり接続したりする、第２のコン トロール手段と；を備え、 前記暗号化されたメッセージの値は； 金額の値を有する購入された値の要素と；購入された需給施設のコストに対応す る値を有する料金要素；及び顧客の勘定番号，確認用番号及び順次的業務処理番 号の結合で構成されたパスワードを有することを特徴とする前払い検針システム 。
2. （２）上記メッセージの値が、上記料金要素と異なった料金構造に対応する、１ つあるいはより多くの付加的な料金要素；及び、前記付加的な料金を適用したと き、指定するための１つあるいはより多くの段階要素； を含む請求の範囲第１項記載のシステム。
3. （３）需給施設の販売方法であって、 ａ）顧客における需給施設の使用と引き替えに販売側にて前払いの支払いを受け 取り； ｂ）購入者の料金の番号，順次購入番号、及び識別用番号を数学的なアルゴリズ ムでもって結合させることにより、暗号化したパスワードを構成し； ｃ）販売側にて、支払い，需給施設の料金の明細、及び暗号化されたパスワード の値を磁気ストライプカードに書き込み；ｄ）磁気ストライプカードを消費者側 へ運び、該カードを公共施設制御装置へ挿入し； ｅ）前記磁気ストライプカードを読み出し、上記パスワードをデコードし；そし て、 ｆ）上記磁気ストライプカードに記録されていた情報に基づき、需給施設制御装 置を介して需給施設の消費を制御する；ことを特徴とする方法。
4. （４） ｇ）販売側にて、緊急用の磁気ストライプカードにクレジット購入の値を書ぎ込 み； ｈ）緊急用の磁気ストライプカードを消費者側へ運び、該緊急用のカードを需給 施設制御装置へ挿入し；ｉ）上記緊急用の磁気ストライプカードを読み出し、デ コードし；ｊ）上記磁気ストライプカードの再読み出しを防止するためのロック アウトフラグを設定し； ｋ）上記緊急用の磁気ストライプカードに記録されていたクレジット情報に基づ き、需給施設制御装置を介して需給施設の消費を制御し； ｌ）上記緊急用磁気ストライプカード上の値の超過する、支払いの値を含む上記 磁気ストライプを読み出したとき、上記緊急用の磁気ストライプカードの再使用 を許可するために上記ロックアウトフラグを解除する； ステップを更に含む請求の範囲第３項記載の方法。