专利名称：：发送和存储数值的方法以及使用该方法的数值存储电表的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种新概念的数值存储电表，更具体地说，涉及一种数值存储的方法，用这种方法，电力供应商和电力转售商的服务器通过输电线调制解调器传送数值，并把这个数值储存在存储数值模块(SVM)或IC卡以及预付款和直接付款的电表中，而不需要统计。
背景技术：
：读表者测量一定时间内每小时消耗电量所用的传统瓦/小时测量表到目前为止在诸如家庭，办公室以及公共建筑物之类的消耗电力的各种场所里一直被沿用。这样的第一代电表管理起来复杂而且昂贵，其中读表者走访那些安置有电表的家庭和单位，并且检查前一次测量的耗电量与眼下测量的耗电量的差值即为一个月或某一段时间内的消耗量。在执行完诸如数据输入，消耗量计算之类的计算过程，消费者要求付帐单和付款，以及处理这些要求之后，供应商完成供应计算和消耗结果，打印帐单并且邮寄给消费者。为了处理欠款和没有付款，必须再邮寄帐单。由于冒充读表者的盗贼已经出现，并且由于读表者的人力费用增高，测量成本占了电力供应成本的一大部分，因此，人们正在考虑作为一种新测量方法的第二代产品的远程测量电表，当前还没有广泛地应用。通过远程测量电表能够减少读表的人力费用。但是，必须计算处理每月的消耗量，必须邮寄帐单，必须处理欠款。特别是，相对于煤气表和水表，它需要附加电源的远程测量电表的管理，以及通讯线路例如电话线路或无线电设备，这些是供应者和消费者所回避的。这是由于在煤气和水表之间操作、根据远程测量附加通讯功能来安装和操作远程测量中心的服务器和通讯设备，这些会引起成本上升。因此，能够考虑不需要任何可视测量的第三代IC卡付费电表。在某种程度上，IC卡付费电表能够解决第一代和第二代电表的问题。然而，IC卡付费电表的有效性依赖于在IC卡中如何执行重新收费和计算数值信息的过程。特别是，当由于在IC卡中的数值信息完全消耗而断电时，可能出现料想不到的意外情况。本发明的公开本发明的第一个目的是提供数值传送和存储方法，用该方法，电力供应者或电力再售者的服务器与各用户的数值存储电表进行通讯、在本发明的数值存储电表内的储存数值模块(SVM)中存储数值、以及将增加的存款数值信息传送到IC卡并在IC卡中存储增加的存款数值信息。因此，通过增加管理的有效性和显著地减少电的价格，供给者和再售者为用户创造了一个高增加数值。本发明的第二个目的是提供一种在IC卡中存储数值的数值存储方法，通过这种方法，能够使用与家庭和工厂中诸如煤气表和水表以及测量热能的卡路里表之类的所有表一起调制解调、通过输电线调制解调器而传送的存款数值信息，所述的所有表在离线基础上(onanoff-linebasis)安装和操作。本发明的第三个目的是提供一种数值存储电表，通过这种电表，电力供应者或电力再售者能够通过输电线调制解调器同授权机构的主机通讯以及把存款数值信息传送到IC卡并在IC卡中存储存款数值信息来提高管理效率。因此，能够通过显著地减少与电力供应有关的杂费而降低消费的电力价格，能够省去通过打印帐单服务器的使用而输入和计算某段时间内所消耗的电量，并省去邮寄和计算帐单。本发明的第四个目的是提供一种数值存储电表，通过这种电表，可以完全解决第一，第二，第三代电表的所有问题，可以快速而容易地重新加入数值，并利用数值加入通道在IC卡上加入增加的数值。因此，数值存储电表能够用作各种测量表，例如煤气表，水表和卡路里表。因此，可以使各种业务具有最大的效率。因此，为了达到上述目的，提供了一种数值存储电表，用于通过电表中的电力线路调制解调器与电力供应者的服务器进行通讯，将数值信息存储在电表中的数值储存模板(SVM)中，根据电的消耗量计算数值，并且当存款数值完全耗尽后，停止电力供应。根据本发明的一个方面，提供了一种方法，该方法通过终端的数值存储电表内的电力调制解调器，利用主机和每个终端之间的通讯，来把存款信息存储在数值存储电表内的数值存储模块中，该方法包括以下步骤(a)主机产生第一个随机数据，将第一个随机数据发送到终端，使用终端内部密码键、通过产生算法键生成通话键，在终端确认期间通过确认产生算法而产生第一个特征值，用于比较，以及终端接受第一个随机数据，并用与主机相同的方法产生通话键，(b)终端通过确认产生算法和第二个随机数据来产生第二个特征值，并将第二个随机数据发送到主机，(c)主机比较第一个和第二个特征值并确认终端，当终端被确认时，主机产生第三个特征值，并将第三个特征值发送到具有钱数信息的终端，该终端接受来自主机的第三个特征值和钱数信息，产生第四个特征值，以及通过彼此比较第三个和第四个特征值来确认主机，和(d)终端通过对钱数信息进行解码而增加数值，并将通过使用加密算法对余额和的终端ID进行加密获得的数值发送到主机，主机接受加密的数值，对加密数值进行解密，将所存储的终端ID与解密的终端ID进行比较，再一次确认终端，当完成确认时，将余额备份在记录文件中。根据本发明的另一个方面，提供一种用于测量所用电量的数值存储电表，该电表具有电线输入端和输出端，该电表包括电耗操作部分，用于测量输电线的电压和电流并计算所使用的电量；电力调制解调器，用于通过输电线、安全存储部分和存储值模块(SVM)来执行主机和终端之间的数据通信；安全存储部分，包括安全存取模块(SAM)和加密算法，安全存取模块(SAM)具有CPU和密码键，加密算法用于存储数值，存储值模块(SVM)用于存储数值、用于避免数值信息的欺骗性使用和袭击，排除秘密袭击，并且在要求SVM的标志(token)时要求对SAM的确认过程；通/断锁存延时开关，用于根据SVM的余额结果中断供电；以及标志(token)交换器，用于根据单位时间所消耗的电量来减少标志，该标志来自于SVM输入的数值信息，当内部标志耗尽时，SVM要求新的标志到标志箱。最好，数值存储电表进一步包括IC卡阅读和记录部分，以通过将IC卡插入到电表中而允许诸如水、气和卡里路表之类的其它表使用，接受在线主机的数值，在所插入的IC卡中记录所接受的数值，并阅读IC卡中所接受的数值。最好，IC卡阅读和记录部分应用于水、气、和热量表，这些表采用以离线(off-line)状态操作的IC卡方法，通过电力调制解调器在IC卡上记录如气、水之类所增加的数值，利用IC卡的阅读和记录部分，能够通过包括由国际标准7816第二部分(ISO7816Part2)所定义的八个端子组成的通信部分，在IC卡中存储电的数值，八个端子中有Vcc、Clk、DIO、Reset和Gnd，用于与IC卡同步和异步通信。最好，数值存储电表进一步包括AC/DC转换器，用于提供电表需要的工作电压；电耗传感器，用于检测用电情况，当传感器的输出是“0”时，为正常用电，而当传感器的输出是“1”时，则终端被旁路，为盗用电；以及蜂鸣器，用于在标志交换器的余额耗尽之后，向SVM要求新标志而收到最后一个标志时，产生可听到的报警，并指导使用者进行数值转换和存储。最好，电消耗操作部分包括旁路(shunt)电阻，用于检测交流电流量；分压器，用于串联连接两个电阻，并且在两个电阻之比所给定的电压范围中进行选择，以便在电压表的输入电压范围内调节电线的交流电压；模拟量转换成数字量的转换器，用于将流过旁路电阻的交流电流信号转换成16位或20位的数字信号；模拟量转换成数字量的转换器，用于将交流电压转换成16位的数字信号；其中电压的相位与电流的相位相比较，并计算两个相位彼此不同的相位角，作为应用不同价格(rate)的信号输出。最好，数值存储电表进一步包括电消耗表(table)，该电消耗表是电费模式表，用于根据电源和基于包括年、月、时、分和秒的实时时钟要求的状态，有区别地给定诸如50％，75％，100％和200％等多级用电价格。最好，数值存储电表包括非易失存储器，存储特别的3字节ID数字，并在时、天、或月的一定时期内记录用电状态，用于远程监视盗用电或异常用电，并实现电子封闭功能(sealingfunction)。最好，数值存储电表包括液晶显示(LCD)的显示器，用于可视地显示数值的余额、数值的传送状态、实时电消耗状态、和累积用电状态。数值存储电表能够通过SET电子商务交易过程而用于简单的语音付费装置，在SET电子商务交易过程中使用与IC卡阅读器和记录器混合的EMV’96下一代存款和直接付费卡，该数值存储电表进一步包括诸如电话、因特网、P-ATM(EMV’96)和数字对讲机之类的装置，用于与负责主机服务器的人进行声音通讯或传送声音信息以帮助使用者处理诸如存储之类的事务；以及辅助键，用于使用户直接请求要存储的数值。最好，电表的电输入和输出端包括外壳，并进行物理(physical)密封，以防止物理引线(physicaltapping)，防止盗电，以及防止异常使用。最好，数字存储电表进一步包括过压保护电路，用于吸收供给器输电线上的雷电或脉冲电压。最好，电表能够通过扬声器和数字内部通话设备的辅助键开关而要求与服务有关的个人语音信息。通过与将语音信息传送给用户有关的个人，使传送和存储存款数值的过程更为方便。附图的简要说明通过参考附图对优选实施例进行详细描述，本发明的上述目的和优点将会变得更加清楚。附图中图1是流程图，表示本发明的传送和存储数值的方法；图2是流程图，表示根据本发明、按照作用到数值存储电表上的时、天、月和季来修正指令(电收费系统交换)的多级收费模式的流程；图3是流程图，表示通过将单位时间，如天、星期、或月，本发明的电表用户所使用的总电量与单位时间电消耗总数进行比较，从而监视诸如导电(conductance)之类的异常电消耗，并避免非法消耗过程；图4示意性表示用于本发明的特征产生方法和加密方法；图5是方框图，表示本发明的数值存储电表的内部结构；图6表示本发明的系统结构，用来说明数值信息的流程；图7是分解透视图，表示本发明的数值存储电表的外观。实现本发明的最好方式下面将详细描述根据本发明传送和存储数值的方法以及使用该方法、不需要对电表进行可视测量的数值存储电表的结构和操作过程。本发明能够应用于电表，气表，水表和卡路里表，采用与电子钱包方法混合的、直接付费和预先付费的计算方法。这里，为方便起见，本发明将限于电表。另外，在根据本发明传送和存储数值的所有通讯过程中，应用了基本加密算法的三-DES(数据编码标准)。服务器主机和电表终端之间的通讯如下进行。首先，在服务器和终端中完成制作通话键(sessionkey)(Ks)的任务。通过通话键提供加密算法的三数据编码标准。另外，当必须制作特征任务时，使用采用三-DES的MACCBC。当在电表终端存储数值时，对数值的储存，用电计算模式表、单位费用、以及要修改的时间进行存储。当从电表终端读取数值时，读取存款余额、数据、月和年的使用明细、用电计算模式表、单位费用、记时器的时间，从而提供信息，以检测异常使用。首先，在描述根据本发明传送和存储数值的方法之前，参考图4，举例说明特征的产生和所应用的加密算法。通过服务器和数值存储电表之间的通讯，在服务器和终端中完成制作通话键(Ks)的任务之后，通过通话键(Ks)输入加密算法三-DES。使用三-DES的MACCBC能够用于特征产生的任务。下面将参考图4更详细描述特征的产生和加密算法。为了特征的产生，在步骤1中，通过填充(padding)，将原始数据值形成多个64位。它们是图4中的D1，…，和Dn。在步骤2中，根据输入键(inputkey)(K)，应用三-DES，对64位的数据数值(Dn)进行F加密。步骤3的特征数值是O1，…，On。同时，对将各个数据数值加到除第一个特征数值O1之外的特征数值(On-1)所获得的数值进行F加密。为了加密，通过步骤1中的填充，将原始数据值形成多个64位。它们是D1，…，和Dn。在步骤2中，将三-DES算法用于F加密。加密的信息是步骤3的O1+…+On。使用在通讯过程中使用的主机总电键(masterkey)(KH)、每个终端的内部密码键(intrinsickey)(KT)、和秘密通话键(secretsessionkey)(Ks)，每一个键都具有128位的值。由主机的总电键(KH)产生终端内部键(KT)。由终端内部键(KT)产生通话键(Ks)。根据各种不同的设定，来任意选择主机的总电键(KH)和终端内部键(KT)。通过使用主机的总电键(KH)，用三-DES算法，对终端的ID进行加密而产生终端内部键(KT)。在产生步骤中，在终端存储内部键，并在通讯的初始阶段在主机中产生内部键。即，KT=Encrypt(ID,KH)。无论何时进行通讯，通过终端内部键(KT)，用三-DES算法，对主机中产生的随机数字R进行加密而产生通话键(Ks)。在通讯过程中使用通话键(Ks)进行所有的加密。即，Ks=Encrypt(R,KT)。在本发明中，采用(1)数值存储命令，(2)基于时、天、月或季的不同收费标准模式控制命令，和(3)天、星期或月期间使用和记时器信息检查命令(监视异常情况)。将参考图1到3描述上述这些。首先，参考图1描述数值存储指令的流程。STEP10主机产生第一个随机数据(R1,R2和n)并将第一个随机数据发送到终端。使用终端内部密码键(KT[n])，通过键产生算法，产生预约键。即，Ks=Encrypt(R1,KT[n])。为了在终端确认期间进行比较，通过特征产生算法而产生第一个特征值S1h=Sig(R2,Ks)。终端接受第一个随机数据(R1,R2和n)，并产生通话键，与在主机中使用终端内部密码键(KT[n])所进行的相同。即，Ks=Encrypt(R1,KT[n])。步骤12通过特征产生算法，终端产生第二个特征值S1t=Sig(R2,Ks)，生成第二个随机数据R3，并向主机发送S1t和R3。步骤14通过将S1h与S1t进行比较，主机能够确认终端。当终端被确认时，主机产生第三个特征值S2h=Sig(H+R3+EnAmnt,Ks)，并将S2h发送到具有钱信息总数(EnAmnt)的终端。这里，H是表示数值存储指令的标题。终端产生第四个特征数值S2t=Sig(H+R3+EnAmnt,Ks)，并通过将S2h与S2t进行比较来确认主机。步骤16当确认主机时，终端增加数值，将Balance+ID加密成M=Encrypt(Balance+ID,Ks)，并将加密的M发送到主机。通过将加密的数值M解密成Balance’+ID’=Decrypt(M,Ks)，并将ID’与ID进行比较，主机再一次确认终端。当终端被确认时，在记录文件上存储余额。下面参考图2，描述基于时、天、月和季节(付费系统)的不同付费模式的控制指令流程。步骤20主机产生第一个随机数据(R1,R2，和n)并将第一个随机数据发送到终端。使用密码键(KT[n])，通过键产生算法，产生通话键。即，Ks=Encrypt(R1,KT[n])。为了在终端确认期间进行比较，通过特征产生算法，产生第一个特征数值S1h=Sig(R2,Ks)。终端接受第一个随机数据(R1,R2，和n)，并与主机使用终端内部密码键(KT[n])相同的方法产生通话键。即，Ks=Encrypt(R1,KT[n])。步骤22通过特征产生算法，终端产生第二个特征数值S1t=Sig(R2,Ks)，终端还产生第二个随机数据(R3)，并将S1t和R3发送到主机。步骤24通过将S1h与S1t相比较主机能够确认终端。当确认终端时，主机产生第三个特征数值S2h=Sig(H+R3+Mode+Unit,Ks)并将第三个特征数值同模式信息和单位付费信息一起发送到终端。终端产生第四个特征数值S2t=Sig(H+R3+Mode+Unit,Ks)并通过将S2h与S2t相比较而确认主机。步骤26当确认主机时，终端转换付费系统，将Balance+ID加密成M=Encrypt(Balance+ID,Ks)，并将加密的数值M发送到主机。通过将加密的数值M解密成Balance’+ID’=Decrypt(M,Ks)并将ID’与ID进行比较，主机再一次确认终端。当终端被确认时，在记录文件上存储余额。最后参考图3详细描述在若干天、星期、或月期间使用的流程，以及记时器信息检查指令(用于监视异常使用的)。步骤30主机产生第一个随机数据(R1,R2,和n)并将第一个随机数据发送到终端。使用终端内部密码键(KT[n])，通过键产生算法，产生通话键。即，Ks=Encrypt(R1,KT[n])。为了在终端确认期间进行比较，利用特征产生算法，产生第一个特征数值S1h=Sig(R2,Ks)。终端接受第一个随机数据(R1,R2,和n)，并如在主机使用终端内部密码键(KT[n])中所进行的那样，产生通话键。即，Ks=Encrypt(R1,KT[n])。步骤32利用特征产生算法，终端产生第二个特征数值S1t=Sig(R2,Ks)，产生第二个随机数据(R3)，并将S1t和R3发送到主机。步骤34通过将S1h与S1t相比较，主机能够确认终端。当确认终端时，主机产生第三个特征数值S2h=Sig(H+R3+Time,Ks)，并将第三个特征数值与时间一起发送到终端。终端产生第四个特征数值S2t=Sig(H+R3+Time,Ks)，并通过将S2h与S2t相比较确认主机。步骤36当主机被确认时，终端对包括使用详细说明(Log)的信息文件(Info)、不同付费模式表(ModeTB)、终端时间(Timer)、余额和ID进行加密。即，终端根据M=Encrypt(Ibfo,Ks)对Info进行加密，并将加密的数值M发送到主机。其中Info=Log+ModeTB+Balance+ID。通过将加密的数值M用Info’=Decrypt(M,Ks)进行解密，并将ID’与ID进行比较，主机再一次确认终端。当确认终端时，在记录文件上对天、星期、或月期间的使用和记时器信息进行备份，并进行检查。如上所述，描述了应用于本发明的数值传送和存储加密算法。为了应用于实际电表中，必须考虑下列事项。能够连接到架杆式变压器的数字存储电表的最大数字限制为256。在将3.3KV转换成220V电源电压的架杆式变压器中，一个本地服务和监督单位(LS)管理250个数值存储电表。具有不同序列号(serialnumber)的LS连接到不同架杆式变压器的次级。连接到最大256个LS的一个地区服务和监督单位(AS)能够管理65536个数值存储电表。在管理256个LS中，在树干结构中的一个本地服务器能够管理多达16,000,000个AS。然而，考虑到服务器的运行和效率，最好限制本地服务器管理的数值存储电表的最大量。对信号越过架杆式变压器到220V的另一侧的情况，向一般输电线调制解调器用户和电表调制解调器供给3字节的ID。具有总线编码功能的微型计算机保护加密运算和密码键，避免盗用，或能够有选择地使用作为用户识别模块(SIM)型ID卡的安全存取模块(SAM)。使用另外的微控制器，能够执行电量计算、标记箱和显示器。同时，当电表与主机通讯时，检查LCD显示器的控制和电功率计算是否受到妨碍。考虑了在向电表提供时间信息时，有时间限制。即，当假定花1秒钟将时间信息传递到一个家庭时，则花1小时将时间信息传递到3,600个家庭。在电表中装入实时时钟，并根据时间使用不同的收费标准。随时修正和监视时钟的时间。对执行分接和偷袭(hacking)的情况来说，通过将电力线调制解调器连接到PC上，来监视电的异常使用或使用数字密封(digitalsealing)。通过软件和硬件相结合，系统地实现了数字密封。用于监视电异常使用的数字密封通过一种方法得到了实现，在该方法中，按照2.44千比特信息终端将在时、天、星期或年期间的时间点上所使用电量的详细记录发送给服务器。该服务器将信息记录在数据库中，并将所记录的信息与下一个时间点要发送的信息进行比较，并将比较结果与相同时间段所用的总电量进行比较。在锁存继电器切断电源的状态下，当电压被加到输出端时，则确定为偷窃用电。因此，紧急信息发送给服务器。通过基于时、天、月、季节期间所使用的总电量来估计天、月或季节期间的用电量，通过在购买电力期间给定预定价格，服务器的电力使用全部详细说明能够用来作为以优于重订契约价格来签定协议的基础。当由于所存储的存款数值正在耗尽，电路断路器切断电源的供给时，通过检查负载电压存在的方法来检测由于过流而导致的切断、在特殊情况下的切断、或通过在表的前端分接电源的用电、异常用电。经过输电线调制解调器将存款数值传送并存储在电表、气表、水表和卡路里表中。电力存款数值存储在SVM中，剩余值存储在IC卡电子钱包的各自区域中。考虑上面的事项，下面将参考图5到7，详细描述电表的结构和工作过程。图5表示通过电力线调制解调器发送和存储数值信息的电表。在图5中，锁存继电器1是一个用于切断电源供应的通/断锁存类继电器开关。旁路电阻2通过一个0.1mΩ的锰(Mn)电阻来测量交流电流(AC)。当锁存继电器1断开时，当传感器的输出为“0”时，电耗传感器3检测为正常使用，当传感器的输出是“1”时，测定端子1S和1L被旁通，并且电正在被偷用。在标记交换器10的余额消耗之后，蜂鸣器4向SVM要求新存款数值标记，并产生可听到的报警，因此指导电力用户传送和存储存款数值。存款数值/所增加的数值存储IC卡5通过根据本发明管理存款数值存储电表的电力再售者的总电键在管理数据库上注册用户IC卡的卡序号(CSN)，当要求服务器传送存款数值时，检测所注册的合法的CSN的存在，因而防止非法使用电。分压器6将117,220和240V交流电压调整到一定的范围内，该范围是电压模拟量转化为数字量的转换器(V-ADC)的输入电压范围。利用串联连接的两个电阻比例来选择电压范围。V-ADC7是用于将AC电压模拟信号转换成16位数字信号的电路。电流模拟量转化为数字量的转换器8是用于将流经旁路电阻2的AC电流信号转换成16位或20位数字信号的电路。电功率消耗操作电路9通过将V-ADC7的数字信号与I-ADC8的数字信号相乘来计算电功率(瓦)，并将相乘的结果转换成脉冲数和宽度信号。电功率消耗操作电路9将电压相位与电流相位相比较，根据两个相位的不同计算一个角度，并输出相位差作为一个信号，因此将不同的收费标准应用到暂时使用感性负载的情况。标记交换器10根据单位时间内电功率的消耗量(瓦/小时)来减少标记，当标记交换器中的标记耗尽时，从10整数的标记箱中要求新标记，并根据电功率的消耗来减少新标记。如果10整数标记箱被耗尽，后面将描述的SVM则要求100整数的标记，并且10整数的标记箱会再次充满。SVM166要求的标记能够通过SAM164的确认过程被接受。实时钟(RTC)和电功率消耗表11基于一个包括年、月、日、分和秒(YYMMDDHHMMSS)的实际时钟，根据供电电源和50％、75％、100％、150％、及200％的需求情况来执行多级电力收费标准的不同操作。符合ISO7816的IC卡阅读器和记录仪12是一种包括用于同步和异步与IC卡进行通讯的八个端子的通讯口，该八个端子由包括Vcc,CiK,、DIO、Reset、和Gnd的ISO7816第2部分来定义。通过在线/离线状态下将通常发行的IC卡插入到电表中，在一个IC卡上记录诸如电功率、气、水、热水、热能和支付TV费之类事情的多用途的存款数值。经过数值传送和存储电表在IC卡上记录由气服务器传送的数值之后，拔出卡，插入气表中，该数值信息传递到气表，因而根据气使用量减少卡上的数值信息。因此，在离线状态下能够操作数值传送和存储电表。传输线调制解调器13经过传输线进行数据通讯。用256个传输线调制解调器ID地址(PLMID)当中的一个地址设置每一个调制解调器。根据本发明，按照数值存储电表的要求，AD/DC电源14提供工作电压。在产生期间，将数值存储电表内部数字的3字节ID记录在ROM上。在一定时间内，包括快速存储器的非易失性存储器15记录电功率消耗的情况，也就是说，通过16位信息的数值存储电表，每隔60秒就记录耗电量，可以发现24小时电功率消耗的详细情况。通过将7个日耗电总量加在一起，而得到每周耗电的详细情况，通过将30个日耗电总量彼此加在一起，而得到每个月耗电的详细情况，远距离监视电的盗用或电的异常消耗，并进行电子密封。加密总线16包括中央处理单元(CPU)162；安全存储模块(SAM)164，用于保持加密键和加密运算，以存储存款数值；以及存储数值模块166(SVM)，用于存储存款数值。总线16避免存款数值的伪造和使用、以及剽窃、排除了秘密袭击。液晶显示器LCD17显示存款数值的余额、传送状态、实际电功率消耗情况、以及累积电量消耗情况，以便用户直观地识别。输电线的输入端和输出端18包括用于将输电线的输入和输出彼此相连的1s,2s,2L和1L，和用于防止物理分接的外壳。避雷器19是用于吸收闪电或浪涌电压的电路。以上描述了用于测量特殊电功率的电表。然而，由于本发明的电表包括分压器6、V-ADC7、I-ADC8、锁存继电器1和旁路电阻2，因此能够根据电的种类测量至少两种电功率。即，将分压器、V-ADC、I-ADC、锁存继电器和旁路电阻组合，以便能有选择地或同时使用不同电压的至少两种电源时，另外检测和操作各个电流量。下面描述以上结构的数值存储电表的工作过程。如电力供应者或电力再售者所提到的，使用存款数值存储方法，通过输电线调制解调器13，将来自主机的存款数值存储在每个终端的SVM166中，每个电表根据由电功率消耗操作电路9操作的电功率消耗量计算费用，将所计算的费用与存储在SVM166中的存款数值余额进行比较，通过标记交换器10计算费用。当在SVM166中剩余不多于某数量的余额时，通过使蜂鸣器鸣叫，将余额状态通知给用户。当余额不够时，通过上述存款数值存储方法，将来自主机的存款数值传送到SVM166中或通过操作锁存继电器1而中断电源。通过在主机与本发明的数值存储电表的终端之间进行通讯，能够在SVM166中存储存款数值信息。然而，能够将存储在IC卡5中的电功率数值信息传送到SVM，并通过将家庭或机构的电、气、水和卡路里IC卡5插入本发明的数值存储电表中，将所传送的信息存储在SVM中，在IC卡5上记录了合法发行的一定钱数。那就是说，通过使用在SVM中所记录的数值范围内的一定电功率数，本发明的电表在所安装的LCD17上显示诸如每月消耗量和卡余额之类的信息，当卡中的剩余不多于某个量时，使蜂鸣器4发出声音。由此，用户要求服务器传送存款数值。该存款数值信息自动地将费用记入以前有协议的银行帐户或通过信用卡结帐。通过输电线，在线接受电功率数值，并存储在SVM166中。根据用电量来减少这个数值。因此，通过省去读表、输入和计算用量以及打印和邮寄帐单的手续，电力供给者和电力再售者能够节约成本。由于预先支付电费帐单。因此，省去了到期未付费的重新收费过程。另外，由于预付费会有利息、根据用电实际情况而采用不同的收费标准、以及在电购电价格和售电价格之间存在差异会节约成本，这些都会带来利益，从而，能够降低电费帐单的费用。电销售者能够管理增值更高的生意。为了防止除电供应者或电再售者合法发行IC卡之外伪造卡的使用，将用于确认卡的SAM164装入到电表中。当卡插入终端时，终端和卡彼此确认。当卡上的钱信息量被终端作为存款数值传送时，终端根据图1所示的加密过程进行操作。因此防止了伪造卡的使用。在拆卸表期间，能够考虑使加密键易失而使终端无效的方法，来防止电脑黑客的秘密袭击，例如，防止为伪造终端或卡而拆卸数值存储电表。然而，在终端内部的加密运算和加密键只有一个根据耗电量而减少存款数值的数量减少键。因此，不可能增加钱数或存款数值信息。特别是，在本发明中，当使用者/用户为了要求传送存款数值，通过电话或数字对讲机与ARS服务器联系时，使用信用卡或银行存款有选择地设定使用量。在保证付费的范围内，开始数值传送过程。该过程也能够通过因特网进行。特别是，当电销售者/电转售者和金融机构之间的帐目自动传送联系所存储的数值减少到某一数值范围时，对从来没有使用过计算机或信息通讯网络的人来说，能够自动传送数值。特别是，在通过具有直接付费卡的SET电子交易过程而进行付费请求交易的情况下，作为计算机购物商场(cybermall)的服务器可以将交易的详细情况放入数字信封(DE)中，该数字信封具有确认(sign)交易详细情况的作用。因此，不能否定或伪造交易过程。下面将详细描述上述提到的本发明的实现过程和条件。1)产生、传送和存储存款数值的过程使用电销售者或电转售者的总电键(Mk)，通过与用户管理数据库通讯和操作而产生存款数值信息。通过区域服务与监督(AS)和本地服务与监督(LS)，选择由输电线LAN调制解调器要求的用户ID序号。当要求用户ID序号和通讯完成时，通过上述提到的确认过程来确认服务器和终端的合法性。当确认完成时，传送需要的存款数值信息。经过输电线传送的存款数值信息存储在存储数值模块(SVM)中。2)传送和存储所增加数值的过程通过增加一个增加数值传送功能来提高本发明的效果，该功能能够与IC卡离线操作的电、气、水、卡路里和热水表一同使用，而不需要单独的通讯线。通过上述提到的产生和传送数值的过程来执行增加数值的产生和传送。所增加的数值存储在IC卡中，而不是电表中。存储在IC卡中的诸如气、水、热水、和热能之类的增加数值信息可以引入IC卡离线水表和气表中，并在IC卡离线水表和气表中操作，该IC卡离线水表和气表与相同申请人提交的、申请号为98-6947和98-6948韩国专利申请所提供的IC卡兼容。因此，使管理效率最优化。3)存款数值信息的消耗根据耗电量在标记交换器(TE)10中减少存储在SVM166中的存款数值信息。按照单位时间内几毫瓦、几瓦、或几千瓦来减少标记。当最小单位的标记耗尽时，通过要求新的标记过程来减少存款数值信息。4)电消耗率的不同应用通过程序来选择电力使用模式，并自动应用该电力使用模式，电力使用模式能够根据工作日、周末、季节、和月份的时间区段，有差别地应用多级用电价格，其中使用一定的存款数量。在电功率消耗模式表11中，根据供电的时间区段和特性、以及对电功率和电源的要求及使用，能够采用各种不同的收费标准，例如，利用实时时钟(RTC)，工作日白天采用100％的费率，工作日日常工作时间之前和之后采用75％的折扣，夜间采用50％的折扣，日常工作时间涨价200％，在夏天空调使用快速增加期间下午2到4点涨价300％。由于对相同的用电量应用单独的标志交换器(TE)10，因此，有差别地应用存储的存款数值。从而，电功率的消耗在每个时间区段期间变得最优。这样，使供给效率和电功率的需求最大化。所以，减少了电费帐单。5)余额检查和自动切断在诸如液晶显示器之类的显示装置上显示SVM166的存款数值信息，以便用户能够在任何时候检查余额。当存款数值耗尽时，标记交换器发出具有声频的声音报警，通知用户最后的标记正在被使用。当最后标记被消耗之前存款数值没有重新支付时，通过向串联连接到输电线的锁存继电器发送切断信号来切断电的供给。为了满足上述提到的各种实现过程和条件，本发明能够与各种不同的气表和水表一同使用，这些表能够在基于下列结构和原理而不必读表的数值传送和数值存储电表的基础上，通过IC卡传送增加数值。根据本发明的数值存储电表的实时检测电压(V)和电流(A)，使用电功率消耗电路计算电量(W)，检测单位时间的电消耗，将所存储的数值信息转换成标记，在标记交换器10中根据单位时间的耗电量来减少标记，当标记耗尽时，要求新的存款数值信息。另外，用户应当知道的诸如剩余存款数值信息量和电消耗状态之类的所有信息都通过液晶显示屏幕17进行显示。当最后的存款数值信息转换成标记形式时，通过发出具有声频的声音报警，由此通知用户。因此，再存入(re-charge)存款数值。当内部存款数值信息耗尽时，通过切断锁存继电器1来切断电的供给。在能够用至少五级不同的电收费标准的模式表(MT)11中，实时时钟(RTC)根据时间区段有差别地应用诸如10％，75％，100％，200％，和300％之类的各种不同级别的电费，并减少存款数值信息。即，尽管单位时间内所使用的电相同，但是由于TE10根据MT存款中定义的时间程序应用多级电收费标准，有差别地减少SVM的存款数值。因此，使每个时间区段的电消耗变得最优。因此，较好地平衡了电的供给和需求。多级电收费标准的系统给出了根据用户选择使用的折扣好处。例如，过度供电的夜间折扣能够降低电供给者的供电储备率。当夏天办公室集中使用空调时，支付高价电费，并产生热存储系统。因此，能够将折扣的好处给诸如家庭或机构之类的电消耗者。本发明的数值存储电表具有加密数字总线结构，在该结构中，为了防止所存储的数值被伪造和秘密袭击，外人不能读取CPU162和内部存储器。数值存储电表包括能够加入秘密内部键(KT[n])和加密运算的安全存取模块(SAM)164，和存储数值模块(SVM)166。如果电脑黑客或加密袭击者为了伪造存款数值信息拆卸电表，则不会看到SAM和SVM的密码键和加密运算。主机的SAM、SVM和总电键(Mk)相互确认。因此，SAM和SVM使用总电键通过上面提到的过程能够传送和存储存款数值信息。SAM和SVM使用总电键能够在IC卡中存储存款数值信息和增加的数值信息。当IC卡插入电表中时，通过将复位信号发送到卡中接受复位信号的应答，IC卡和终端相互确认，经过SVM和SAM交换存款数值信息，对IC卡的合法使用计算存款数值信息。通过发行者单独的加密键(Mk)记录存款数值信息。因此，不能增加存款数值。遵循国际标准(ISO)7816第1部分、第2部分、第3部分、第4部分、第8部分和第10部分执行这样的过程，这样的过程包括实际标准、电信号、通讯协议和加密过程。根据管理者的需要存储至少两个加密键。根据某一时间段修改一个加密键。有选择地使用加密键。因此，防止了存款数值的欺诈性使用。通过电功率调制解调器执行存款数值和增加数值的传送，并监视数值的合法使用。为了监视电的盗用和惩罚非法使用，设置一个电消耗检测电路，并在非易失存储器(NVM)15中记录用电信息，而不必走访电表所安装的地方及检查铅封或酒石(tartar)密封。通过LS和AS能够定期监视这样的电路，以实现电子密封功能，而不必检查实际铅封。数值存储电表具有3字节的数值存储电表序号(SVPMSN)。通过调制解调器识别1/256数字(M-ID)地址，电调制解调器13与LS通讯。当电销售者或电转售者的服务器看见传送数值的要求时，它根据用于选择用户M-ID的寻址过程开始与用户的数值存储电表短距离通讯。用户通过电话或数字对讲机20或辅助键盘(keypad)21与电销售者或电转售者的ARS联系、选择通过信用卡或银行帐号结算，选择所传送的电存款数值的付费，由此要求传送存款数值。然后，通过由信用卡公司服务器给出的AN要求存款数值管理服务器传送存款数值。通过AS和LS，电销售者的存款数值管理服务器呼叫M-ID，将存款数值传送到SVPM，利用上述数值存储过程存储所传送的存款数值。通过最远3千米的距离连接到117V/220V输电线上的电调制解调器，LS顺序地监视多达256个数值存储电用户的电消耗状态。LS顺序地呼叫地址1/256…n/256的SVPM、检查和重新控制SVPM内部实时时钟的变化状态、控制等级系统模式、检查卡的CSN、备份存款数值的余额、检查盗电和异常使用的存在、以及根据天、星期、或月期间电的消耗下载报表，因此总计和估计电的需求。总计和估计结果用于指导协调购买电价格和重新控制的供电价格。在存款传送和存储过程中，由于它们的安装环境差，线路结构复杂，因此，除了电表之外，气、水、热和热水表都是用IC卡离线操作的，没有单独的通讯线。当通过数值存储电表传送的增加数值信息存储在IC卡中，并且IC卡插入水、气和热表中时，在每个表中存储增加的数值信息。通过同样的存款数值减少过程来减少标记。当存款数值信息耗尽时，用于停止气、水、热和热水供给的阀门关闭。在增加数值传送的功能中，数值传送和存储电表能够与增加数值服务一同使用，利用增加数值传送的功能，本发明的效率得到了提高。利用与产生和传送存款数值相同的过程，来产生和传送所增加的数值。在IC卡上而不是电表上存储所增加的数值。通过执行上述过程，在IC卡上存储诸如气、水、热水和热之类的增加数值信息，并能够将这些信息传送给IC卡离线水表和气表，该IC卡离线水表和气表能够保持(hold)在98-6947号和98-6948号韩国专利申请所提供的IC卡中。下面，将参考图6描述在电调制解调器中存款数值传送要求和过程。在电转售者50中，使用系统管理器的总电键IC卡51，给希望接受IC卡的那些人发行用户IC卡。在以现金或信用卡当场支付诸如电、气、水、热水、和热能之类的存款数值之后，在IC卡中存储第一个存款数值。通过将IC卡插入到用户55的数值存储电表中，在电表中存储电存款数值。当IC卡插入到用户55的气、水、热水和热能表中时，在每个表中存储存款数值。第一个存款数值存储之后，使用电调制解调器，通过数值传送过程，对进一步的存款数值/增加数值进行存储。可以用电话、因特网、P-ATM(EMV96)、和数值存储电表来传送和存储数值。用上面提到的加密运算形式来传送和存储数值。存款数值/增加数值的传送通道如下。从电转售者50的主服务器的用户数据库中获取用户记录信息。通过使用者在信用卡序号、直接支付卡序号、和银行帐号中选择一个，保证给银行或VAN公司的支付。通过SAM的总电键来解密存款数值信息。通过AS和LS网络呼叫用户数值存储电表的ID。SAM和总电键相互确认。然后，传送存款数值/增加数值信息。本地监督单位(LS)从数值存储电表中下载时、天、星期、或月期间电的使用记录，监视电的使用状态和以小时和天为基础的存款数值余额，使时间复位，下载电的使用模式和程序，监视电的盗用和异常使用。另外，利用类似于上面提到的方法，在电销售者53的钱数计算系统54和电转售者50之间进行钱数的计算。图7是分解透视图，表示本发明的数值存储电表的外形。本发明的数值存储电表包括前表面上部的LCD显示器17和前表面下部的输入、输出端66。输入、输出端66连接到输电线上，用于输入和输出电力，并且输入、输出端66用防盗用外壳64覆盖。在防盗用外壳的上表面设置数字对讲机20和数值传送要求辅助键21。另外，在电表的一侧形成IC卡插入槽60，以便IC卡插入其中。当IC卡插入到IC卡插入槽60中时，存款数值存储在IC卡中，并从IC卡中读取。另外，盗用/拆卸检查密封单元62是电表的一部分，用于密封电表，以使电不能被盗用。如上所述，只通过输电线调制解调器，结合数值存储电表对本发明进行了描述。通过输电线调制解调器在服务器和终端之间进行通讯，能够交换共同的必要信息。可以用一般的电话线、无线频率转播通讯线、和有线电视线路来代替输电线。如上所述，根据本发明，通过省去对诸如电、气、水、和热能用量之类的读表过程、省去计算处理费用、省去打印和邮寄帐单、和省去邮寄费用的帐单，可以减少走访的人力费用。另外，能够减少由于没有收集电帐单和欠款而造成的损失，并且由于通过信用卡或从银行帐户中预先支付存款数值，而能够给出增加的数值。因此，电供给者能够给出高的增加数值。工业实用性本发明描述了一种复杂的电表，用该电表能够解决不得不走访和用眼睛检查传统的远程电表的经济和安全问题。权利要求1.一种用于存储存款信息的方法，该方法通过终端的数值存储电表内的电力调制解调器，利用主机和每个终端之间的通讯，来把存款信息存储在数值存储电表内的数值存储模块中，该方法包括以下步骤(a)主机产生第一个随机数据，将第一个随机数据发送到终端，使用终端内部密码键、通过产生算法键生成通话键，在终端确认期间通过确认产生算法而产生第一个特征值，用于比较，以及终端接受第一个随机数据，并用与主机相同的方法产生通话键；(b)终端通过确认产生算法和第二个随机数据来产生第二个特征值，并将第二个随机数据发送到主机；(c)主机比较第一个和第二个特征值并确认终端，当终端被确认时，主机产生第三个特征值，并将第三个特征值发送到具有钱数信息的终端，该终端接受来自主机的第三个特征值和钱数信息，产生第四个特征值，以及通过彼此比较第三个和第四个特征值来确认主机，和(d)终端通过对钱数信息进行解码而增加数值，并将通过使用加密算法对余额和的终端ID进行加密获得的数值发送到主机，主机接受加密的数值，对加密数值进行解密，将所存储的终端ID与解密的终端ID进行比较，再一次确认终端，当完成确认时，将余额备份在记录文件中。2.权利要求1所述的方法，进一步包括电费系统转换步骤，该步骤包括以下分步骤(a1)主机产生第一个随机数据，将第一个随机数据发送到终端，使用终端特征密码键、通过键产生算法生成通话键，在终端确认期间，通过确认产生算法而产生第一个特征值，用于比较，以及终端接受第一个随机数据，并用与主机相同的方法产生通话键；(b1)终端通过确认产生算法和第二个随机数据而产生第二个特征值，并将第二个随机数据发送到主机；(c1)主机比较第一个和第二个特征值并确认终端，当终端被确认时，主机产生第三个特征值，并将第三个特征值发送到具有模式信息的终端，该终端接受来自主机的第三个特征值和模式信息，并产生第四个特征值；和(d1)通过将第三个和第四个特征数值彼此进行比较，终端确认主机，并且终端转换费率系统，利用加密运算，产生通过对模式信息和终端ID进行加密获得的加密数值，并将加密数值发送到主机，主机接受加密数值，对加密数值进行解密，将所存储的终端ID与解密的终端ID进行比较，再一次确认终端，当完成确认时，在记录文件中备份余额。3.权利要求2所述的方法，进一步包括应用信息检测指令的步骤，该步骤包括以下分步骤(a2)主机产生第一个随机数据，将第一个随机数据发送到终端，使用终端特征密码键、通过产生算法键生成通话键，在终端确认期间，通过特征产生算法产生第一个特征值，用于比较，终端接受第一个随机数据，并用与主机相同的方法产生通话键；(b2)终端通过确认产生算法和第二个随机数据产生第二个特征值，并将第二个随机数据发送到主机；(c2)主机比较第一个和第二个特征值并确认终端，当终端被确认时，主机产生第三个特征值，并将第三个特征值发送到具有时间信息的终端，该终端接受来自主机的第三个特征值和时间信息，产生第四个特征值；和(d2)通过将第三个和第四个特征数值进行相互比较，终端确认主机，利用加密运算对使用详细说明的记录文件进行加密，终端发送这种加密所获得的数值，将加密的数值发送到主机，主机接受加密的数值，对加密的数值进行解密，将所存储的终端ID与解密的终端ID比较，再一次确认终端，当完成确认时，在记录文件中备份有关在几天，几星期和几个月期间所使用的信息以及记时器的信息。4.一种用于测量用电量的数值存储电表，包括输电线的输入和输出端，该数值存储电表包括电耗操作部分，用于测量输电线的电压和电流，并计算所用的电量；电力调制解调器，用于经过输电线在主机和终端之间进行数据通信；安全存储部分，包括安全存取模块(SAM)和加密算法，安全存取模块(SAM)具有CPU和密码键，加密算法用于存储数值，存储值模块(SVM)用于存储数值、用于避免数值信息的欺骗性使用和袭击，排除秘密袭击，并且在要求SVM的标志(token)时要求对SAM的确认过程；通/断锁存延时开关，用于根据SVM的余额结果中断供电；以及标志(token)交换器，用于根据单位时间所消耗的电量来减少标志，该标志来自于SVM输入的数值信息，当内部标志耗尽时，SVM要求新的标志到标志箱。5.权利要求4所述的数值存储电表，进一步包括IC卡阅读和记录部分，以通过将IC卡插入到电表中而允许诸如水、气和卡里路表之类的其它表使用，接受在线主机的数值，在所插入的IC卡中记录所接受的数值，并阅读IC卡中所接受的数值。6.权利要求5所述的数值存储电表，其中IC卡阅读和记录部分应用于水、气、和热量表，这些表采用以离线(off-line)状态操作的IC卡方法，通过电力调制解调器在IC卡上记录如气、水之类所增加的数值，利用IC卡的阅读和记录部分，能够通过包括由国际标准7816第二部分(ISO7816Part2)所定义的八个端子组成的通信部分，在IC卡中存储电的数值，八个端子中有Vcc、Clk、DIO、Reset和Gnd，用于与IC卡同步和异步通信。7.权利要求4所述的数值存储电表，进一步包括AC/DC转换器，用于提供电表需要的工作电压；电耗传感器，用于检测用电情况，当传感器的输出是“0”时，为正常用电，而当传感器的输出是“1”时，则终端被旁路，为盗用电；以及蜂鸣器，用于在标志交换器的余额耗尽之后，向SVM要求新标志而收到最后一个标志时，产生可听到的报警，并指导使用者进行数值转换和存储。8.权利要求4所述的数值存储电表，其中电消耗操作部分包括旁路电阻，用于检测交流电流量；分压器，用于串联连接两个电阻，并且在两个电阻之比所给定的电压范围中进行选择，以便在电压表的输入电压范围内调节电线的交流电压；模拟量转换成数字量的转换器，用于将流过旁路电阻的交流电流信号转换成16位或20位的数字信号；以及模拟量转换成数字量的转换器，用于将交流电压转换成16位的数字信号；其中，电压的相位与电流的相位相比较，并计算两个相位彼此不同的相位角，作为应用不同价格的信号输出。9.权利要求4所述的数值存储电表，进一步包括电消耗表，该电消耗表是电费模式表，用于根据电源和基于包括年、月、时、分和秒的实时时钟要求的状态，有区别地给定诸如50％，75％，100％和200％等多级用电价格。10.权利要求4所述的数值存储电表，包括非易失存储器，存储特别的3字节ID数字，并在时、天、或月的一定时期内记录用电状态，用于远程监视盗用电或异常用电，并实现电子封闭功能。11.权利要求4所述的数值存储电表，包括液晶显示(LCD)的显示器，用于可视地显示数值的余额、数值的传送状态、实时电消耗状态、和累积用电状态。12.权利要求5所述的数值存储电表，其中，该数值存储电表能够通过SET电子商务交易过程而用于简单的语音付费装置，在SET电子商务交易过程中使用与IC卡阅读器和记录器混合的EMV’96下一代存款和直接付费卡，该数值存储电表进一步包括诸如电话、因特网、P-ATM(EMV’96)和数字对讲机之类的装置，用于与负责主机服务器的人进行声音通讯或传送声音信息以帮助使用者处理诸如存储之类的事务；以及辅助键，用于使用户直接请求要存储的数值。13.权利要求4所述的数值存储电表，其中，该电表的电输入和输出端包括外壳，并进行物理密封，以防止物理引线，防止盗电，以及防止异常使用。14.权利要求4所述的数值存储电表，进一步包括过压保护电路，用于吸收供给器输电线上的雷电或脉冲电压。15.权利要求4所述的数值存储电表，其中，变压器将3.3KV的电压降低到通常使用的电压110/220/240V，该变压器的输电线进一步包括用于检测电流总量的电流互感器，其中，电表通过网络连接到本地服务和监督单位(LS)上，本地服务和监督单位(LS)具有电调制解调器，用于与输电线上的最多256个数值存储电表和用于管理最多256个LS的区域服务和监督单位(AS)进行通讯。16.权利要求15所述的数值存储电表，其中主机进一步包括电销售者和电转售者的服务器，用于向具有总电键、使用IC卡的用户发行IC卡，当用户要求存储的数值时，自动传送数值，监视和管理用户数值的合法使用，总计和分析详述的用户用电状态，因此在购买电时重新确定价格，其中，连接到多个AS的每个服务器管理和监视数值传送和存储电表，并在数值传送和存储电表中存储数值，该电表能够以树结构形式与AS和LS连接。17.权利要求15所述的数值存储电表，进一步包括分压器、电压模拟量转化为数字量的转换器、电流模拟量转化为数字量的转换器、锁存继电器、和旁路电阻，以便如果至少两种电源选择性地使用其它电压或同步使用至少两种电压，则能够单独测量和操作各个电流量。全文摘要一种数值存储电表。电供给者,电销售者,或电转售者的服务器经过安装在内的电调制解调器、通过输电线传送数值,在数值存储模块中存储经过数值存储电表内的电调制解调器所接受的数值,根据电的消耗量减少数值,省去了用眼睛读表、计算使用量、打印和邮寄帐单、支付未收集的用量和支付欠款等过程。因此,能够节省供电成本,减少用户的电费,使供电者得到最大的益处。电表用于IC卡支付型气表和水表,其中,具有存款数值的IC卡在离线状态下传送和存储。因此,容易和快速地检测电数值和增加数值。因此,方便了使用者,显著地降低了所有的成本。文档编号G06Q20/00GK1302378SQ99806101公开日2001年7月4日申请日期1999年5月12日优先权日1998年5月12日发明者卓胜镐申请人:卓胜镐