专利名称：智能电子式防伪表封及管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统系统用电表的管理，特别涉及表封，具体地说 是一种电子表封和它的管理系统。
技术背景-
表封又称之为封印，通常用塑料、金属等材料制作，用于计量设备的防 止开启、破坏等防伪、防窃电和防止作弊的作用。表封是电能计量人员实 施计量法的具体执行手段。它具有一定的法律效力，同时对计量设备的准确 性、可靠性、连续性起着重要的作用。表封的历史悠久、应用广泛，使用简 便，传统的表封因其结构及施封标识简单，容易复制，所以防伪性能较差， 无法从根本上解决被仿冒或被同样品种表封替换的问题。同样品种的表封易 从内部管理人员、生产厂家或市场上获得，也比较容易采用一般工艺手段仿
制达到以假乱真且不易判断。目前，随着射频技术的快速发展，RFID射频 技术在各领域应用的越来越广，电子射频表封的应用也越来越受到关注。射 频识别(RFID)是利用无线方式对电子数据载体(电子标签)进行识别的一种
新兴技术。与接触式和条形码识别等系统比较，它有着巨大的优势。利用射 频识别技术，能有效实现对数量大、分布区域广的信息进行智能化管理，达 到高效快捷运作的目的，特别是在物流、交通航运、自动收费、服务，电力
领域等方面有着广泛的应用前景
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题就是针对以上不足而提供一种智能电 子式防伪表封及管理系统，从根本上解决对表封的私拆、故意损坏、伪造及 被施封物品的非正常开启的识别和验证。并且应用起来很方便和快捷，大大 节省了人力、物力，提高了系统的自动化水平，更重要的是满足了通过电子 手段解决各种器具、物品的安全识别、防拆防盗的安全需求，让反窃电工作的防、查措施更科学有效，真正起到防止破坏/伪造计量表封而造成的窃电 现象的发生而造成的窃电损失，达到反窃电的目标，从而维护电力公司的利 益，保护国家财产安全。
表封管理系统在总体设计时充分考虑了电力公司信息化建设的实际情 况，兼顾了电力公司现有MIS系统的建设进程，该系统既可以以一个相对独
立的操作系统单机运行，也可以作为一个功能菜单镶嵌在己有的基于B/S
系统中操作。
本实用新型采取的技术方案是
一种智能电子式防伪表封，其具有无源RFID，且内嵌有ID数码芯片Al， 当被RFID阅读器扫描时能够感应出电压，从而使自己开始工作，并把自身 的ID号回传到阅读器，阅读器通过ID号检索本表封的相关的信息，并通过 LCD液晶显示屏显示出来，而且还可以通过按键输入ID号査询相关信息。
一种智能电子式防伪表封的管理系统，包括有电子表封和能够对电子表 封射频识别的阅读器，阅读器主要包括主控电路和与主控电路连接的时钟电 路、存储模块、电源管理模块，还包括与主控电路连接的IC卡射频接收和 发送模块、按键模块、RS232通讯模块，IC卡射频接收和发送模块上连接有 第一天线；主控电路还连接LCD显示模块和ID卡射频接收模块，ID卡射频
接收模块上连接有第二天线。
主控电路主要包括有单片机STC89C54。
IC卡射频接收和发送模块主要包括有射频解码模块U2。
第一天线为PCB型13. 56M天线。
ID卡射频接收模块主要包括有芯片U6。
第二天线为漆包线绕制的125K天线。
RS232通讯模块采用MAX232电平转换模块与上位机通信，下载和上传 电子表封的信息和一些控制命令的传输。
本实用新型能够达到的有益效果是1、 智能电子式防伪表封，产品本体内部的防盗结构及嵌入式注塑工艺， 使得安装完毕后的产品本体具有极为可靠的防伪性和防盗性。对于表封本体 的拆卸、盗取和仿制均会造成产品本体非常明显的损坏，同时内部封装的 ID芯片因外力作用而损毁不可重复使用，使得产品的防伪、防盗性性能具 有极高的安全性和可靠性。并且表封的封线也是特制的，具有一定的防破坏 性。简单的施封操作，无须专用施封钳，同类产品无可比性；先进的防伪防 盗结构，防伪就能发现，施封后自动锁死；国际先进的(射频识别)防伪技 术、无重复的唯一编码。
2、 管理系统实现了对电子表封的发放、验证和读写，使表封的管理更
便利，大大节省了人力、物力，提高了系统的自动化水平，更重要的是满足 了通过电子手段解决各种器具、物品的安全识别、防拆防盗的安全需求，让 反窃电工作的防、查措施更科学有效，真正起到防止破坏/伪造计量表封而 造成的窃电现象的发生而造成的窃电损失，达到反窃电的目标，从而维护电 力公司的利益，保护国家财产安全。
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图1为智能电子式防伪表封(A)及阅读器(B)的结构示意图(Al为 ID数码芯片)。
图2为智能电子式防伪表封的管理系统的逻辑框图。
图3为智能电子式防伪表封的管理系统的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述
如图1所示，该智能电子式防伪表封其具有无源RFID，且内嵌有ID 数码芯片，当被RFID阅读器扫描时能够感应出电压，从而使自己开始工作， 并把自身的ID号回传到阅读器，阅读器通过ID号检索本表封的相关的信息， 并通过LCD液晶显示屏显示出来，而且还可以通过按键输入ID号查询相关 信息。智能电子式防伪表封分为两种一种是可擦写的， 一种是只读的。只读的电子表封本体内部封装瑞典原厂制造的ID数码芯片(芯片字符长度64
位)，内核为64位激光可编程R0M，调制方式为曼彻斯特码(Manchester) 调制，位数据传送周期为512 P s， ID号全球唯一。工作频率范围为100kHz 150kHz，主时钟及工作电源取自识读器发射的信号。作为接收天线的线圈和 微芯片已连好并封装在一起。内部电路分模拟模块和数字模块两大部分。模 拟模块包括全波整流电路，时钟提电路，调制电路；数字模块。可读写的 电子表封内核Mifarel是一种智能卡(smart card)，内建有中央微处理机 (MCU)和ASIC等，使卡在安全保密性、认证逻辑、算术运算等微操作控制有
序进行。表封的技术指标工作电源无。ID码长度二进制64位，十 进制16位。工作环境-40°C至85。C。施封工具无。重量3g
另外通过产品本体内部的防盗结构及嵌入式注塑工艺使得安装完毕后 的产品本体具有极为可靠的防伪性和防盗性。对于表封本体的拆卸、盗取和
仿制均会造成产品本体非常明显的损坏，同时内部封装的ID芯片因外力作
用而损毁不可重复使用，使得产品的防伪、防盗性性能具有极高的安全性和 可靠性。并且表封的封线也是特制的，具有一定的防破坏性。简单的施封操
作，无须专用施封钳，同类产品无可比性；先进的防伪防盗结构，防伪就能 发现，施封后自动锁死；国际先进的(射频识别)防伪技术、无重复的唯一 编码。
如图2、图3智能电子式防伪表封的管理系统，包括有电子表封和能够 对电子表封射频识别的阅读器，阅读器主要包括主控电路和与主控电路连接 的时钟电路、存储模块、电源管理模块，还包括与主控电路连接的ic卡射 频接收和发送模块、按键模块、RS232通讯模块，IC卡射频接收和发送模块 上连接有第一天线；主控电路还连接LCD显示模块和ID卡射频接收模块，ID 卡射频接收模块上连接有第二天线。主控电路主要包括有单片机STC89C54。 工C卡射频接收和发送模块主要包括有射频解码模块U2。第一天线为PCB型 13.56M天线。ID卡射频接收模块主要包括有芯片U6。第二天线为漆包线绕制的125K天线。RS232通讯模块采用MAX232电平转换模块与上位机通信， 下载和上传电子表封的信息和一些控制命令的传输。
其中，电源管理模块由充电管理芯片UTC3045和升压芯片KX1301C 以及电池电压检测芯片BL8506和锂电池组成，当电压低于3V的时候系统提 示电池电量不足。本装置有电源输入接口，可在线充电。充电时指示灯LED2 点亮，充电完毕时熄灭。主控电路包括CPUSTC89C54和SPK1、 Yl等。CPU 负责整个系统的控制，内部烧写有嵌入式的系统程序。存储模块采用SPI 接口的串行FLASH。表封的一些相关信息存储在FLASH里面。时钟模块时 钟模块提供时间信息，可以设置和更改。有时钟芯片U5和Y3、 Cl、 C2组成。 Y3晶振提供时32. 768K时钟脉冲，如果偏离32. 768K，可以通过调节Cl、 C2的值使起更精确。RS232通信模块采用MAX232电平转换模块与上位机 通信，本读写器通过RS232与计算机通信，下载和上传RFID表封的信息， 和一些控制命令的传输。
下面主要介绍一下射频模块的实施方法ID卡射频接收模块即125K 模块的射频部分有U6和天线以及周围的电容组成。是读不可写的电子表
封的。主要功能就是l.发射射频信号。信号频率应等于电子表封接收回路
的谐振频率，信号有足够的强度.以启动电子表封工作并满足对作用距离的
要求。2.接收电子表封发射的射频信号，并解调出其中的数据。3.数据解码 及后续处理。CPU负责启动EM4095并接收由EM4095解调的编码数据。采用 STC89C54作为微控制器，其内部集成了 12KB的Flash程序存贮器，256B 的RAM， 具有低功耗工作模式。EM4095的DEMOD OUT端接Pl. 7， EM4095 的SHD接P4. 1。当有RFID表封处于读写器天线的发射范围之内时，RFID 电子表封就感应出电压，从而自己开始工作，把自己的ID号回传读写器， 电子表封中的64bit数据以NRZ形式的波形串行送入编码器，经编码后输出 Manchester码波形。其编码规则为在一个编码时钟周期的中间以一个上 跳变的波形表示二进制数据"1":在一个编码时钟周期的中间以一个下跳变的波形表示二进制数据"0"。编码输出信号作负载调制的控制信号，编 码输出波形中的低电平使标签发射天线线圈工作于高电流，编码输出波形中
的高电平则使标签发射天线线圈工作于低电流。因此，电子表封发给EM4095
的已调信号，经解调输出的波形与标签编码输出的波形为反相关系，S卩时 钟周期中间的下跳变表示二进制数据"1"，时钟周期中间的上跳变波形表
示二进制数据"0"。主控程序根据EM4095发出的Manchester码解码和校 验得到所要的64位ID号，然后根据此ID号在FLASH中检索相关信息并显 示出来。这样，如果此表封被换过读写器就不能查到它相应的信息，从而提 示此表封不存在。而且从读出的信息还可以査出次表封的一些相关信息，有 利于管理的方便。IC卡射频接收和发送模块即13. 56M模块的读写部分， 此模块能够读写13. 56M的可写的电子表封。主要有U2， RC500和Y1及外 围电路组成。读写器工作时，与专用的读卡芯片(MF RC500)相连的天线线圈 不断地向外发出一组固定频率的电磁波(13. 56MHz)，当有卡靠近时，卡片内 有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同，这样在电磁波 的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。在这个电容 另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存 储。当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供 工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器发来的数据与保存。RC500主 要起到调制和解调的作用。RC500与CPU之间采用并行的通信方式。
LCD显示模块采用LCD液晶汉字显示，主要接口部分为J6及其周围 的部分，它与CPU通过模拟的串口进行通信。通过给LCD发送控制和数据， 使其显示相关内容。按键模块12个按键功能各异，通过操作按键来控制 读写器的工作，实现这个系统的功能。键功能表见图3。
总之，整个系统实现了对电子表封的发放、验证和读写，使表封的管 理更便利，大大节省了人力、物力，提高了系统的自动化水平，更重要的是 满足了通过电子手段解决各种器具、物品的安全识别、防拆防盗的安全需求，让反窃电工作的防、查措施更科学有效，真正起到防止破坏/伪造计量表封 而造成的窃电现象的发生而造成的窃电损失，达到反窃电的目标，从而维护 电力公司的利益，保护国家财产安全。
权利要求1、一种智能电子式防伪表封，其特征在于其具有无源RFID，且内嵌有ID数码芯片，当被RFID阅读器扫描时能够感应出电压，从而使自己开始工作，并把自身的ID号回传到阅读器。
2、 一种智能电子式防伪表封的管理系统，包括有电子表封和能够对电子表 封射频识别的阅读器，其特征在于阅读器主要包括主控电路和与主控电路连 接的时钟电路、存储模块、电源管理模块，还包括与主控电路连接的IC卡射频 接收和发送模块、按键模块、RS232通讯模块，IC卡射频接收和发送模块上连 接有第一天线；主控电路还连接LCD显示模块和ID卡射频接收模块，ID卡射频接收模块上连接有第二天线。
3、 如权利要求2所述的智能电子式防伪表封的管理系统，其特征在于主控电路主要包括有单片机STC89C54。
4、 如权利要求2所述的智能电子式防伪表封的管理系统，其特征在于IC卡射频接收和发送模块主要包括有射频解码模块U2。
5、 如权利要求4所述的智能电子式防伪表封的管理系统，其特征在于第 一天线为PCB型13. 56M天线。
6、 如权利要求2所述的智能电子式防伪表封的管理系统，其特征在于ID卡射频接收模块主要包括有芯片U6。
7、 如权利要求6所述的智能电子式防伪表封的管理系统，其特征在于第 二天线为漆包线绕制的125K天线。
8、 如权利要求2所述的智能电子式防伪表封的管理系统，其特征在于:RS232 通讯模块采用MAX232电平转换模块与上位机通信，下载和上传电子表封的信息 和一些控制命令的传输。
专利摘要本实用新型公开一种智能电子式防伪表封，其具有无源RFID，且内嵌有ID数码芯片。本实用新型还公开一种智能电子式防伪表封的管理系统，包括有电子表封和能够对电子表封射频识别的阅读器，阅读器主要包括主控电路和与主控电路连接的时钟电路、存储模块、电源管理模块，还包括与主控电路连接的IC卡射频接收和发送模块、按键模块、RS232通讯模块，IC卡射频接收和发送模块上连接有第一天线；主控电路还连接LCD显示模块和ID卡射频接收模块，ID卡射频接收模块上连接有第二天线。本实用新型具备先进的防伪防盗结构，和国际先进的防伪技术、无重复的唯一编码。管理系统实现使得管理便利，节省了人力、物力，保护国家财产安全。
文档编号G09F3/03GK201315116SQ200820230749
公开日2009年9月23日 申请日期2008年12月11日 优先权日2008年12月11日
发明者雷 叶, 晖 吴, 张海鹏, 张鸿雁, 梁青云, 罡 牛, 睿 赵, 琰 郑 申请人:河南省电力公司郑州供电公司;郑州华力信息技术有限公司