专利名称：一种电能表的esam模块及cpu卡接口电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种电能表的ESAM模块及CPU卡接ロ电路。
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參数设置、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卡接ロ电 路设计中，卡ロ防攻击保护普遍采用由热敏电阻和嵌位ニ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ロ对电能表实施的恶意攻击。但现有电能表ESAM模块及CPU卡接ロ电路存在两大缺点，如图2所示，ー是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，当卡ロ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相关的參数设置、充值、扣款、信息返写以及远程控制操作等功能失效；ニ是CPU卡的数据IO ロ线的上拉电阻连接在卡保护模块靠单片机侧，卡ロ插入鉄片短路攻击时，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ー种电能表的ESAM模块及CPU卡接ロ电路，能够避免因IC卡ロ攻击而对电能表造成的破坏。ー种电能表的ESAM模块及CPU卡接ロ电路，包括微控制器，和分别与该微控制器相连接的ESAM模块接ロ电路和CPU卡接ロ电路，其中CPU卡接ロ电路包括相互连接的IC卡接ロ插针和卡ロ防攻击保护模块，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，而卡ロ防攻击保护模块的时钟引脚与微控制器上的另外ー个时钟引脚连接。其中CPU卡接ロ电路数据线的上拉电阻连接在IC卡接ロ插针和卡ロ防攻击保护模块之间，并且该上拉电阻的两端分别与卡ロ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，当卡ロ接ロ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模块的正常エ作，同时因CPU卡数据线的上拉电阻接在卡保护模块与卡ロ之间，当卡ロ插入金属片时，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 ロ线状态便可知道卡ロ存在短路故障，进而及时切除卡的电源，避免对电能表造成的破坏。
附图I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) Ul，微控制器Ul采用单片机，和分别与该微控制器Ul相连接的ESAM模块接ロ电路和CPU卡接ロ电路，其中CPU卡接ロ电路包括相互连接的IC卡接ロ插针Jl和卡ロ防攻击保护模块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Ul上的一个时钟引脚EM_CLK连接，而卡ロ防攻击保护模块PTCK的时钟引脚CH_CLK与微控制器Ul上的另外ー个时钟引脚IC_CLK连接。如图I所示，另外CPU卡接ロ电路数据线的上拉电阻R205连接在IC卡接ロ插针Jl和卡ロ防攻击保护模块PTCK之间，并且该上拉电阻R205的两端分别与卡ロ防攻击保护模块PTCK的电源引脚CH_P0W和数据引脚CH_DAT连接。本实用新型包括MCU、ESAM模块接ロ电路、CPU卡接ロ电路、电源VBB、电源VCC。ESAM 模块接 ロ 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卡接ロ电路由IC卡接ロ插针J1、卡ロ防攻击保护模块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Jl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 Jl 的 KZ-RST、KZ-CLK、KZ-CHK、KZ-DAT 引脚相连，Jl 的 KZ-DAT引脚经上拉电阻R205与Jl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VCCl，经限流电阻R204、PTCK的电源通道将电源VCCl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，则判定卡ロ存在短路现象，并立即切断CPU卡的供电退出卡处理流程，并在IXD上显示出错信息，如确认IC_DAT脚状态为高电平，则判定卡ロ工作正常，接着按照IC卡的操作规范及时序要求，MCU对(PU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IXD上显示出来。
权利要求1.一种电能表的ESAM模块及CPU卡接口电路，包括微控制器(Ul)，和分别与该微控制器(Ul)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(Jl)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(Ul)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(Ul)上的另外一个时钟引脚(IC_CLK)连接。
2.如权利要求I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(Jl)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I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(Ul)采用单片机。
专利摘要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。
文档编号G07F15/06GK202422283SQ20122006573
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者于伟, 刘银虎, 田兴美 申请人:银川华能电力仪表有限公司