1 IC卡燃氣表的工作原理
IC卡燃氣表即IC卡膜式智能型燃氣表的簡稱。它是以膜式燃氣表為基表，加裝電子控制器所組成的一種具有預(yù)付費功能的燃氣計量裝置。其控制器一般由計量傳感器電路、微功耗單片機、微功耗閥門、電壓測試電路、防竊氣電路等部分組成(如圖1所示)。具有精確記數(shù)功能、功能卡傳輸媒介功能、閥門自動處理功能、非法操作處理功能、欠壓處理功能、掉電處理功能、數(shù)據(jù)下載功能、數(shù)據(jù)顯示與聲音提示功能等。其工作原理為：用戶交款后，所購氣量數(shù)據(jù)被寫入卡中，用戶再將IC卡插入燃氣表上的控制器內(nèi)，卡即可取出：輸入燃氣表控制器內(nèi)存的氣量，用氣時自動扣減：當表內(nèi)剩余氣量小于事先設(shè)定的報警氣量時，給出聲音報警，提示用戶及時購氣；當剩余氣量為零時，關(guān)閉閥門，用戶重新購氣插卡打開閥門用氣。管理IC卡燃氣表的計算機系統(tǒng)功能主要有：用戶管理、售氣帳務(wù)管理、系統(tǒng)操作員管理、系統(tǒng)維護管理、測試維護管理、售氣查詢、銀行聯(lián)機售氣、POS售氣、手持機維修系統(tǒng)、日志管理。因而能夠生成多種統(tǒng)計報表，便于科學(xué)管理。
圖1 IC卡燃氣表的組成
2 IC卡燃氣表的現(xiàn)狀
2．1 IC卡燃氣表優(yōu)勢
經(jīng)過廣大IC卡生產(chǎn)廠家多年的技術(shù)改進和革新，IC卡技術(shù)日益成熟，應(yīng)用也越來越普及。IC卡燃氣表基本解決了氣費收費難的問題，同時，隨著時代的進步、居民民主意識的增強、生活水平的提高，也要求改變過去落后的上門抄表收費問題，IC卡技術(shù)的推廣應(yīng)用，兼顧了企業(yè)和用戶的利益。從根本上解決了上述問題。對燃氣企業(yè)來說：一是解決了人戶抄表難的問題：二是解決了催費收費難的問題；三是解決了企業(yè)和用戶的糾紛問題。對用戶來說：一是消除了抄表人員的打擾和時間預(yù)約問題：二是用氣自由：三是消除了地方性收費方式的約束限制。既方便了用戶，也減輕了企業(yè)負擔和諸多難題，簡化了操作程序，促進了社會發(fā)展，提高了人民群眾的生活質(zhì)量，降低了企業(yè)的經(jīng)濟成本，IC卡燃氣表是如今燃氣表的主流。
2．2 IC卡燃氣表存在的問題
我公司生產(chǎn)IC卡燃氣表已有6年的時間，到目前為止，已經(jīng)生產(chǎn)了50多萬臺，用戶超過46萬。在使用的初期，由于存在一系列問題，如一i控制器計數(shù)亂碼、電機閥失控、無法輸氣、傳感器存在較大誤差、電池失效、元器件故障率高等問題，以及在管理上存在的一些漏洞，使得IC卡燃氣表技術(shù)應(yīng)用并不順利，為公司工程安裝和燃氣銷售帶來一定的工作負荷和難度。但是，隨著時間的推移，技術(shù)的不斷改進，產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高以及售后服務(wù)的完善，許多問題都已得到解決。根據(jù)研究及多年的實踐經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，以下幾個問題是當前IC卡燃氣表中普遍存在的問題。
(1)干擾問題：IC卡燃氣表的抗干擾能力弱，特別是在環(huán)境較為惡劣的地方，如商業(yè)用戶的飲食業(yè)，潮濕、高溫、油煙、蒸汽等對其腐蝕性大，往往造成IC卡插入表后，表不讀卡現(xiàn)象。
(2)電池問題：由于IC卡燃氣表安裝位置不好，一般處于高溫高濕環(huán)境中，一般電池自然漏電嚴重，常常造成電解液腐蝕電路板和電子元件，影響儀表正常工作。同時也影響用戶的正常用氣。另一方面，IC卡表普遍使用的是堿性電池，這種設(shè)計帶來了使用的不穩(wěn)定性，如果電池供電不穩(wěn)，很容易造成無故關(guān)閥，而欠壓關(guān)閥后電池所提供的電壓無法打開閥門，導(dǎo)致用戶購氣后還是不能正常用氣。
(3)閥門問題：閥門是控制儀表的關(guān)鍵部件，但是，閥門的內(nèi)漏、失靈、功耗大，易引起儀表出現(xiàn)故障，受到外界攻擊，使儀表無法正常工作，這是IC卡燃氣表的一個薄弱環(huán)節(jié)。
(4)卡座問題：卡座是IC卡和燃氣表的接15部件，它負責(zé)把IC卡內(nèi)的信息(用戶信息和氣量等)傳遞給燃氣表，有些卡座因為質(zhì)量問題，時間一長與IC卡接觸不良，導(dǎo)致信息傳遞失敗或者錯誤，給用戶和燃氣公司帶來不必要的麻煩。另一方面，IC卡表的插卡口是完全開放的，用戶可使用多種方式攻擊卡15，造成控制系統(tǒng)失效，難以取證認定，極易發(fā)生用戶糾紛。
(5)系統(tǒng)安全性問題：IC卡表除了抗攻擊性問題的物理安全性之外，還有其他邏輯安全性問題，如偽造智能卡的出現(xiàn)：偽造智能卡與接15設(shè)備之間的信息，使接15設(shè)備無法判斷出是合法的還是偽造的。
(6)一卡多用問題：現(xiàn)在，許多城市都在開展”一卡通”、”金卡工程”等工作，就是希望有一張IC卡就可以辦完所有的事，因此，不但要做到不同廠家IC卡表之間通用。還要做到水、電、氣、暖、公交、電信等等都可以互相通用，真正實現(xiàn)”一卡通”。
2．3 對策
針對以上問題我們提出以下對策：
(1)應(yīng)設(shè)計一體化的IC卡表且閥體全密封，這樣才可解決外界環(huán)境所帶來的干擾。
(2)規(guī)范IC卡燃氣表的安裝位置，在燃氣表內(nèi)增加電池和電路板的密封裝置，保護燃氣表不被腐蝕，保證用戶的正常用氣。在電路中增強電壓檢測電路，隨時監(jiān)測電池電壓，當電壓降至制定值時，自動關(guān)閉并發(fā)出報警提示。
(3)電機是閥門的核心部件，電機的質(zhì)量好壞將直接影響到閥門的可靠性。大多數(shù)閥門故障也來源于電機。因此選用質(zhì)量好的電機，尤其是電機內(nèi)換向片和電刷等部件的鍍層要選用耐磨性強，抗腐蝕的材料。這樣就可以避免絕大多數(shù)的閥門故障。不過這樣也會提高閥門的成本，需要儀表公司綜合考慮。
(4)卡座最主要的部件是與IC卡直接接觸的彈簧片，選用抗變形能力強，耐磨性強，抗腐蝕的材料?？纱蟠筇岣呖ㄗ目煽啃浴Ｈ绻O(shè)計空間允許。最好選用大卡座，因為同等價格的條件下，尺寸大的卡座要比尺寸小的卡座質(zhì)量好?？梢圆捎梅墙佑|式IC卡，這樣沒有了外露觸點，抗攻擊性強，不怕臟污及濕氣，安全可靠。
(5)對持卡人、卡、接口設(shè)備之間的相互認證以及數(shù)據(jù)的加密。均可采用DES和RSA兩種密碼算法中的一種：與加密有關(guān)的還有解密和密鑰管理(密鑰的生成、分配、保管、銷毀等)：對傳輸?shù)男畔⑦M行加密，以防被竊取、更改：對存儲的信息進行加密保護，使得只有掌握密鑰的人才可以讀取信息。
(6)一卡多用要涉及到不同部門、不同行業(yè)之間的合作和利益分配問題，因此協(xié)調(diào)與管理更加重要，實現(xiàn)一卡多用、一卡通用一定要通過國家IC卡辦和各級地方政府主管部門的積極參與和領(lǐng)導(dǎo)，組織協(xié)調(diào)這一宏偉的系統(tǒng)工程，到那時，IC卡燃氣表才會真正得到飛速發(fā)展。
3 IC卡燃氣表的發(fā)展趨勢
目前市場上的燃氣表多種多樣，但是就目前的發(fā)展來看，燃氣表主要朝著以下幾個方向發(fā)展：
3．1 燃氣表的方便性——遠傳表
遠傳表顧名思義就是燃氣公司的電腦服務(wù)器可以隨時了解每一戶燃氣表上的數(shù)據(jù)，也可以遠程控制燃氣表閥門的開啟和關(guān)閉。一方面杜絕了抄表擾民的問題；另一方面也給燃氣公司的管理帶來極大的方便。因此遠傳抄表系統(tǒng)是新一代的具有城市性自動化計量收費管理系統(tǒng)，是提高住宅發(fā)展的必然，合乎人們高品質(zhì)生活的追求，符合國家小康型住宅產(chǎn)業(yè)的精神。
比如中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建遠程抄表系統(tǒng)，燃氣部門可將工業(yè)和民用氣表采集的系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時傳送給遠程服務(wù)器，實現(xiàn)氣表數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸。具有時性強、集抄范圍廣、建設(shè)周期短、建設(shè)成本低而且設(shè)備安裝方便、維護簡單等優(yōu)點。
3．2 燃氣表的智能性一一會說話的燃氣表
今天，數(shù)碼語音技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為了一種時尚化、智能化、人性化的代表技術(shù)，出現(xiàn)在工業(yè)、交通、軍事、教育、娛樂、體育等各個領(lǐng)域。本公司正在研究將數(shù)碼語音技術(shù)應(yīng)用到燃氣表上生產(chǎn)會說話的燃氣表。
通過給IC卡燃氣表控制部分增加語音芯片，就可以實現(xiàn)燃氣表在使用過程中的語音提示。帶語音芯片的燃氣表開發(fā)設(shè)計簡單，只要在原有的IC卡燃氣表中加入語音芯片，揚聲器即可，在控制程序上也只需增加二，三十行指令。其工作電壓為3V一6V，正好與各種IC卡燃氣表的工作電壓一致。功耗方面：靜態(tài)電流幾個微安，工作電流幾十個微安，按照實際使用過程中發(fā)聲次數(shù)推算，一副堿性電池(4節(jié))可供語音系統(tǒng)使用十幾年。目前尚無IC卡燃氣表廠家的燃氣表具有語音提示功能，同時此產(chǎn)品的成本只比原有產(chǎn)品增加5元～10元，因此大大地提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
3．3 燃氣表的安全性和通用性——智能卡
作為IC卡中最高級別的一種智能卡與低級別的存儲卡和邏輯加密卡相比，有以下主要優(yōu)勢：智能卡具有遠高于邏輯加密卡的硬件安全機制：智能卡對網(wǎng)絡(luò)的要求不高，可脫機工作，而存儲卡和邏輯加密卡必須在完善的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下才能使用：可以一卡多用，方便持卡人，同時可分擔智能卡的成本。
現(xiàn)代化家庭中，隨著生活水平和生活質(zhì)量的提高，用戶只需一張智能IC卡就可以辦完所有的事，可以擴充到水、電、氣、暖、公交、電信等等，真正實現(xiàn)“一卡通”，想想會有多方便！
4 結(jié)束語
針對我們?nèi)細鈨x表行業(yè)，IC卡燃氣表的使用時間還不太長，今后還有更找的路要走，我們必須揚長避短，不斷開拓進取，加快科技進步和技術(shù)革新，對目前存在的各種問題，進行分析研究，制定長遠規(guī)劃，堅定不移地支持IC卡新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用推廣工作。相信在未來的時間里，IC卡燃氣表會克服其缺陷，做為生活中必不可少的一個組成部分，進入千家萬戶。
