一种用于计量量收费系统的信息安全方法
【专利摘要】本发明通过对系统数据的设计，利用在智能计量终端内计量量费用金额不能在短期中消费和转移的原始属性，同时通过对数据互相制约设计，实现了系统信息传输的安全。可以广泛用于物联网中信息安全传输场合使用。
【专利说明】一种用于计量量收费系统的信息安全方法
【技术领域】
[0001]一种用于计量量收费系统的信息安全方法，特别是用于电、水、气、热力计量量收费的信息安全方法。
【背景技术】
[0002]现在，很多地方建立了基于物联网建设的电、水、气、热力等安装在用户侧的计量装置的智能管理系统。这个系统通常由主站、集中器(区域管理站)、中继、计量终端等设备组成。而集中器、中继、计量终端这样一些设备通常都安装在非内部人员可以接触的部位。当主站和计量终端间要发送涉及费用的重要信息时，通常的做法是使用复杂的加密技术。由于主站与计量终端间的信道通常速率低又不太可靠，复杂加密技术应用后往往由于加密使系统信息包的长度大大加长，长度增加降低了通信可靠性和成功率；复杂的加密方案还提高了信息包传输时响应速度的要求，至使通信不可靠，以至无法使用。
【发明内容】
[0003]本发明的任务是要创建一个新的系统和方法，实现主站和计量终端间重要信息传输，达到即使不加密也是安全的目标。
[0004]本发明的系统至少有主站、智能计量终端和互相通信的信道，智能计量终端，是指带信道且能处理信息的计量器具，比如智能电能表、智能水表、智能煤气表等，其特征是:
[0005]a、计量量用户(指使用电、水、气、热力等计量量的用户)的交费信息，不仅存放在主站数据库中，而且也存放在智能计量终端中；智能计量终端每每有计量量的消费，就从该智能计量终端累计交费金额中减扣，余额显示并保存在“剩余计量量交费金额”中；
[0006]b、在主站向计量终端传送计量量费用信息时，信息包中包含相互有制约关系的“本次计量量交费金额”、加上此前向智能计量终端已传“累计计量量费用金额”生成总的“指令累计计量量费用金额”，安装在远方的智能计量终端每次接收交纳计量量费用指令时，内部程序都会验证“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，智能计量终端程序验证上述关系成立后，接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计购电金额”为“智能计量终端内累计计量量费用金额”;
[0007]C、主站设有专门存储“结转累计计量量费用金额”的数据存储单元，智能计量终端因故障、换表、报废等原因拆除时，被拆除终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”，主站程序通过人工或自动结转到“结转累计计量量费用金额”数据单元中保存。
[0008]本发明的主站，设计有负值“计量量费用金额”下传操作程序，程序支持智能计量终端有非正常计量量费用金额进入时，经过批准程序后由系统通过负值操作扣出来。
[0009]本发明的主站，设计有每块智能计量终端每天都上报“智能计量终端内累计计量量交费金额”并由主站自动与数据库中的该智能计量终端累计计量量交费金额进行比较的程序。
[0010]本发明的主站程序，设计了需要改变累计计量量交费金额的特殊操作都必须经过严格的提交、审批程序后才能实施的程序，而且对这类操作设立“特批累计计量量交费金额”专门帐户、进行专门的记录和管理。
[0011]本发明的主站程序，对涉及累计计量量交费金额总量不变的业务，主站程序自动进行一户增和另一户减少的操作。
[0012]一种用于计量量收费系统信息安全的方法，特别是用于电、水、气、热力计量量收费信息安全的方法，至少有如下包括步骤和特征步骤:
[0013]第一特征步骤，本发明将计量量用户的交费信息，不仅存放在主站数据库中，而且也存放在智能计量终端中；智能计量终端每每有计量量的消费，就从智能计量终端累计交费金额中减扣，余额显示并保存在“剩余计量量交费金额”中；
[0014]由于存放在智能计量终端中的金额与现金有一个本质的区别:现金可以在短时间内无踪迹转移，而存放在智能计量终端中的金额则不能在短时间内消费和转移，而且何时、通过何种途径、到达何处都已记在系统日记中，有记录可查。无论何时发现问题都可以实现责任追踪，都可以实施纠错。本发明的这种设计使在该系统通信中的任何不正当行为都是徒劳无益的行为。
[0015]第二特征步骤，在主站向计量终端传送计量量费用信息时将下传费用信息形成相互制约的关系；安装在远方的智能计量终端每次接收交纳计量量费用指令时，都会验证二个数据以及验证二个数据与计量终端内已存数据之间的关系:“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，等式满足时，智能计量终端接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计购电金额”为“智能计量终端内累计计量量费用金额”;互相制约关系数据:第一是“本次计量量交费金额”——即计量量客户在本次交纳的计量量费用金额。第二是“累计计量量交费金额”——即该块智能计量终端自第一次交纳计量量费用以来，累计交纳的计量量费用总金额。它分“指令累计交纳计量量费用金额”(购买计量量费用时由主站下传的)和“智能计量终端内累计交纳计量量费用金额”(智能计量终端内保存的最后一次已验证累计计量量费用金额)。首次给智能计量终端充值时，生成“本次计量量交费金额”和“指令累计计量量费用金额”;本发明系统智能计量终端验证相互关系“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，关系式成立时，智能计量终端接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计计量量费用金额”为“智能计量终端内累计计量量费用金额”。
[0016]第二次及以后再给智能计量终端充值时，主站下传指令为“本次计量量交费金额”、加上此前向智能计量终端已下“累计计量量费用金额”生成总的“指令累计计量量费用金额”；智能计量终端验证:“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，条件满足时接受并保存“智能计量终端内累计计量量费用金额”;
[0017]例如:首次给智能计量终端充值100元，指令为“本次计量量交费金额”100元，“指令累计计量量费用金额” 100元；本发明系统智能计量终端验证相互关系“智能计量终端内累计计量量费用金额”(出厂时为O元)0元+ “本次计量量交费金额” 100元=“指令累计计量量费用金额” 100元，智能计量终端接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计计量量费用金额”” 100元为“智能计量终端内累计计量量费用金额”。
[0018]第二次给智能计量终端充值200元，指令为“本次计量量交费金额” 200元、“指令累计计量量费用金额”300元(加上首次100元)，系统智能计量终端验证:“智能计量终端内累计计量量费用金额” 100元+ “本次计量量交费金额” 200元=“指令累计计量量费用金额”300元，也接受并保存“智能计量终端内累计计量量费用金额”300元。
[0019]上述例子可以确认二点，第一智能计量终端保证不会重复接受同一条指令；第二“表内累计计量量费用金额”是经过验证的正确的总交费计量量费用金额。第三特征步骤，为了保证第四特征步骤关系等式成立，智能计量终端因故障、更换、报废等原因拆除时，被拆除智能计量终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”，通过系统手动或自动结转到“结转累计计量量费用金额”数据库中保存。
[0020]第四特征步骤，本发明通过在相同截止时间，把系统中每一块智能计量终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”全部累加在一起，加上“结转累计计量量费用金额”，一定等于该系统截止时间前收到的累计计量量费用金额的帐面总额。任何可能的漏洞都会破坏这个关系等式:所有可能的不当行为都是增加智能计量终端内累计计量量费用金额，减少帐面的系统收到的累计计量量费用金额的总额。通过本发明系统对本关系式的监控，可以发现任何不正常的行为，系统具备的纠错设计对发现的问题可以进行纠错，从而保证信息即使不加密也安全的目标。
[0021]第五包括步骤，本发明的系统设计了用于纠正不正常行为的技术手段。本发明的系统设计了负值“计量量费用金额”操作，即当有一种管理需要，需从智能计量终端中扣回某量“计量量费用金额”时，可以进行负值“计量量费用金额”下传操作。负值“计量量费用金额”操作，和正值操作一样，第一是“负的本次计量量交费金额”——即本次负值操作应扣除的计量量费用金额。第二是原“累计计量量交费金额”，加上“负的计量量交费金额交费”生成新的“指令累计计量量交费金额”，一起下传到智能计量终端中。当系统发现智能计量终端有非计量量费用金额进入时，经过批准程序后由系统通过负值操作扣出来。
[0022]一种保证计量量收费系统信息安全的系统，特别是保证电、水、气、热力计量量收费信息安全的系统，至少有主站、智能计量终端和互相通信的信道，其特征是:
[0023]a、计量量用户的交费信息，不仅存放在主站数据库中，而且也存放在智能计量终端中；智能计量终端每每有计量量的消费，就从该智能计量终端交费金额中减扣，显示并保存剩余计量量交费金额；
[0024]b、在主站向计量终端传送计量量费用信息时，信息包中包含相互有制约关系的“本次计量量交费金额”、加上此前向智能计量终端已传“累计计量量费用金额”生成总的“指令累计计量量费用金额”，安装在远方的智能计量终端每次接收交纳计量量费用指令时，内部程序都会验证“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，智能计量终端程序验证上述关系成立后，接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计购电金额”为“智能计量终端内累计计量量费用金额”;
[0025]C、主站设有专门存储“结转累计计量量费用金额”的数据存储单元，智能计量终端因故障、换表、报废等原因拆除时，被拆除终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”，主站程序通过手动或自动结转到“结转累计计量量费用金额”数据单元中保存。
[0026]本发明所述的主站，其特征是:设计有负值“计量量费用金额”下传操作程序，程序支持智能计量终端有非正常计量量费用金额进入时，经过批准程序后由系统通过负值操作扣出来。[0027]本发明所述的主站，其特征是:主站设计有每块智能计量终端每天都上报“智能计量终端内累计计量量交费金额”并由主站自动与数据库中的该智能计量终端累计计量量交费金额进行比较的程序。
[0028]本发明所述的主站，其特征是:主站程序已保证凡是需要改变累计计量量交费金额的特殊操作都必须经过严格的提交、审批程序后才能实施，而且对这类操作设立“特批累计计量量交费金额”专门帐户、进行专门记录和管理。
[0029]本发明所述的主站，其特征是:主站程序已保证凡涉及累计计量量交费金额总量不变的业务，系统程序自动进行一户增和另一户减少的操作。
[0030]一种用于计量量收费系统信息安全的方法，特别是用于电、水、气、热力计量量收费信息安全的方法，至少有如下包括步骤和特征步骤:
[0031]第一特征步骤，本发明将计量量用户的交费信息，不仅存放在主站数据库中，而且也存放在智能计量终端中；智能计量终端每每有计量量的消费，就从该智能计量终端累计交费金额中减扣，余额显示并保存在“剩余计量量交费金额”中；
[0032]第二特征步骤，在主站向计量终端传送计量量费用信息时将下传费用信息形成相互制约的关系；安装在远方的智能计量终端每次接收交纳计量量费用指令时，都会验证二个数据以及验证二个数据与计量终端内已存数据之间的关系:“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，等式满足时，智能计量终端接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计购电金额”为“智能计量终端内累计计量量费用金额”;第二次及以后再给智能计量终端充值时，主站下传指令为“本次计量量交费金额”、加上此前向智能计量终端已下“累计计量量费用金额”生成总的“指令累计计量量费用金额”；智能计量终端验证:“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，条件满足时接受并保存“智能计量终端内累计计量量费用金额”；
[0033]第三特征步骤，为了保证第四特征步骤关系等式成立，智能计量终端因故障、更换、报废等原因拆除时，被拆除智能计量终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”，通过系统手动或自动结转到“结转累计计量量费用金额”数据库中保存；
[0034]第四特征步骤，通过在相同截止时间，创建一个数据互相制约的关系等式:把系统中每一块智能计量终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”全部累加在一起，加上“结转累计计量量费用金额”，正常时等于该系统截止时间前收到的累计计量量费用金额的帐面总额，系统通过关系式发现提供异常信息；第五包括步骤，系统设计了用于纠正错误的负值“计量量费用金额”操作，当系统发现智能计量终端有非正常计量量费用金额进入智能计量终端时，经过批准程序后由系统通过负值操作扣出来。
【具体实施方式】
[0035]一个确保信息安全的实施例，其特征步骤是，每块智能计量终端每天都会上报“表内累计计量量交费金额”并由管理中心自动与数据库中的累计计量量交费金额进行比较，发现不一致时生成黑名单。——当“表内累计计量量交费金额”与数据库中“累计计量量交费金额”不一致经确认是非法操作造成时，就可以通过“负的计量量交费金额”操作，将非法充值电费扣回来——这样一来，即使有人费力完成了一次非法充值，最终在系统纠正后仍是一个徒劳的行为，不能达到目的。
[0036]一个确保信息安全的实施例，其特征步骤是，凡是涉及改变累计计量量交费金额总量的操作，都必须是下述方式之一:
[0037]I)任何操作者都不能干预这项业务的操作进程。比如充值卡充值，营业厅交费，银行网上支付业务。
[0038]2)凡是需要改变累计计量量交费金额的特殊操作都必须经过严格的提交、审批程序后才能实施，而且对这类操作设立“特批累计计量量交费金额”专门帐户、进行专门记录和管理。保证它透明公开，可责任追踪。
[0039]一个确保信息安全的实施例，其特征步骤是，凡涉及累计计量量交费金额总量不变的业务，系统自动进行一户增和另一户减少的操作。如充值卡充错用户纠正业务。
[0040]本发明所述信息安全的方法中信息形成相互制约关系的一种方法，其特征步骤是，每块智能计量终端每天都会上报“智能计量终端内累计计量量交费金额”并由管理中心自动与数据库中的累计计量量交费金额进行比较，发现不一致时进行报告，为解决问题提供依据。
[0041]本发明所述信息安全的方法中信息形成相互制约关系的一种方法，其特征步骤是，凡是涉及改变累计计量量交费金额总量的操作，在软件程序都设计为:任何操作者都不能干预这项业务，凡是需要改变累计计量量交费金额的特殊操作都必须经过严格的提交、审批程序后才能实施，而且对这类操作设立“特批累计计量量交费金额”专门帐户、进行专
门和管理。
[0042]本发明所述信息安全的方法中信息形成相互制约关系的一种方法，其特征步骤是，凡涉及累计计量量交费金额总量不变的业务，系统自动进行一户增和另一户减少的操作。
[0043]应当说明的是，以上描述旨在说明本发明的具体实施方案，不能理解为对本发明的限制。本发明所要求保护的范围仅由权利要求书进行限制。
[0044]本发明通过对系统数据的设计，利用在智能计量终端内计量量费用金额不能在短期中消费和转移的原始属性，同时通过对数据互相制约设计，实现了系统信息传输的安全。可以广泛用于物联网中信息安全传输场合使用。
【权利要求】
1.一种保证计量量收费系统信息安全的系统，特别是保证电、水、气、热力计量量收费信息安全的系统，至少有主站、智能计量终端和互相通信的信道，其特征是: a、计量量用户的交费信息，不仅存放在主站数据库中，而且也存放在智能计量终端中；智能计量终端每每有计量量的消费，就从该智能计量终端交费金额中减扣，余额显示并保存在“剩余计量量交费金额”中， b、在主站向计量终端传送计量量费用信息时，信息包中包含相互有制约关系的“本次计量量交费金额”、加上此前向智能计量终端已传“累计计量量费用金额”生成总的“指令累计计量量费用金额”，安装在远方的智能计量终端每次接收交纳计量量费用指令时，内部程序都会验证“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，智能计量终端程序验证上述关系成立后，接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计计量量费用金额”为“智能计量终端内累计计量量费用金额”， C、主站设有专门存储“结转累计计量量费用金额”的数据存储单元，智能计量终端因故障、换表、报废等原因拆除时，被拆除终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”，主站程序通过手动或自动结转到“结转累计计量量费用金额”数据单元中保存。
2.根据权利要求1所述的主站，其特征是:设计有负值“计量量费用金额”下传操作程序，程序支持智能计量终端有非正常计量量费用金额进入时，经过批准程序后由系统通过负值操作扣出来。
3.根据权利要求1所述的主站，其特征是:主站设计有每块智能计量终端每天都上报“智能计量终端内累计计量量交费金额”并由主站自动与数据库中的该智能计量终端累计计量量交费金额进行比较的程序。
4.根据权利要求1所述的主站，其特征是:主站程序已保证凡是需要改变累计计量量交费金额的特殊操作都必`须经过严格的提交、审批程序后才能实施，而且对这类操作设立“特批累计计量量交费金额”专门帐户、进行专门的记录和管理。
5.根据权利要求1所述的主站，其特征是:主站程序已保证凡涉及累计计量量交费金额总量不变的业务，主站程序自动进行一户增和另一户减少的操作。
6.一种用于计量量收费系统信息安全的方法，特别是用于电、水、气、热力计量量收费信息安全的方法，至少有如下包括步骤和特征步骤: 第一特征步骤，本发明将计量量用户的交费信息，不仅存放在主站数据库中，而且也存放在智能计量终端中；智能计量终端每每有计量量的消费，就从智能计量终端累计交费金额中减扣，余额显示并保存在“剩余计量量交费金额”中， 第二特征步骤，在主站向计量终端传送计量量费用信息时将下传费用信息形成相互制约的关系；安装在远方的智能计量终端每次接收交纳计量量费用指令时，都会验证二个数据以及验证二个数据与计量终端内已存数据之间的关系:“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，等式满足时，智能计量终端接受本次计量量交费金额指令并保存“指令累计计量量费用金额”为“智能计量终端内累计计量量费用金额”;第二次及以后再给智能计量终端充值时，主站下传指令为“本次计量量交费金额”、加上此前向智能计量终端已下“累计计量量费用金额”生成总的“指令累计计量量费用金额”；智能计量终端验证:“智能计量终端内累计计量量费用金额”+ “本次计量量交费金额”=“指令累计计量量费用金额”，条件满足时接受并保存“智能计量终端内累计计量量费用金额”， 第三特征步骤，为了保证第四特征步骤关系等式成立，智能计量终端因故障、更换、报废等原因拆除时，被拆除智能计量终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”，通过系统手动或自动结转到“结转累计计量量费用金额”数据库中保存， 第四特征步骤，通过在相同截止时间，创建一个数据互相制约的关系等式:把系统中每一块智能计量终端中的“智能计量终端内累计计量量费用金额”全部累加在一起，加上“结转累计计量量费用金额”，正常时等于该系统截止时间前收到的累计计量量费用金额的帐面总额，系统通过关系式发现提供异常信息， 第五包括步骤，系统设计了用于纠正错误的负值“计量量费用金额”操作，当系统发现智能计量终端有非正常计量量费用金额进入智能计量终端时，经过批准程序后由系统通过负值操作扣出 来。
7.根据权利要求6所述信息安全的方法中信息形成相互制约关系的一种方法，其特征步骤是，每块智能计量终端每天都会上报“智能计量终端内累计计量量交费金额”并由管理中心自动与数据库中的累计计量量交费金额进行比较，发现不一致时进行报告，为解决问题提供依据。
8.根据权利要求6所述信息安全的方法中信息形成相互制约关系的一种方法，其特征步骤是，凡是涉及改变累计计量量交费金额总量的操作，软件程序都设计为:任何操作者都不能干预这项业务，凡是需要改变累计计量量交费金额的特殊操作都必须经过严格的提交、审批程序后才能实施，而且对这类操作设立“特批累计计量量交费金额”专门帐户、进行专门记录和管理。
9.根据权利要求6所述信息安全的方法中信息形成相互制约关系的一种方法，其特征步骤是，凡涉及累计计量量交费金额总量不变的业务，系统自动进行一户增和另一户减少的操作。
【文档编号】G06Q50/06GK103530767SQ201310407946
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】潘之凯 申请人:潘之凯