智能卡应用技术（共12篇）
智能卡应用技术 篇1
1 电信智能卡的发展及趋势
电信智能卡从早期的只能打电话、发短信发展到现在的快速使用网上资源, 电信智能卡在容量、处理能力、支持业务功能、接口多样化上均有巨大发展。
1) 电信智能卡从最初的8 k、16 k低容量逐步发展到128 k、256 k, 甚至高达M级的超大容量卡;从最初的鉴权、个人化、STK业务到目前的多应用、多空间, 已成为身份认证的核心, 安全业务的载体。卡的大容量, 为各种应用存储提供了空间, 将成为手机及其他终端设备的硬盘。以后超大容量存储介质的安全存贮、文件保护将成为发展重点。
2) 多种形式的硬件形态也是电信智能卡发展的必然需求。电信智能卡可划分为接触式智能卡、非接触式智能卡、双界面智能卡、支持USB高速接口卡等。电信智能卡最初是银行卡大小的形态, 随着IPHONE手机的出现, 其卡片越来越小。目前常用的形态主要是2FF、3FF和4FF, 除此有在专用于行业M2M的SMD贴片焊接、SIP内嵌封装, 及浦发联名的贴片卡等。
3) 电信智能卡从最初只支持基本通话和短信功能到支持SP固定菜单业务、菜单可动态下载删除管理的OTA技术实现、远程文件管理、品牌可视化和品牌变更以及支持后期程序下载、业务通用性等逐步发展;业务数据通道从最初单一的短信通道发展到支持BIP通道。
4) 电信智能卡的关键技术是安全性, 最初2G时代采用A3A8算法, 单向鉴权, 3G时代采用MILENAGE算法, 双向鉴权, 4G时代采用AES算法, 安全性能越来越高。以后通过采用更安全可靠的算法、安全架构, 大幅提高防攻击能力, 达到银行应用的安全高度;并且通过多种安全下载应用的机制和渠道, 扩展到不同的应用。
5) 丰富的接口及应用:电信智能卡从SIM发展到USIM、从最初开始支持ISO7816接口, 发展到支持RFID非接触接口、支持IC-USB高速接口、支持e NFC的SWP接口等, 未来将会出现多种接口融合的卡片。多种接口支持多种应用, 如NFC业务应用、M2M业务应用、定位功能应用。
2 智能卡在我公司的应用
电信智能卡是电信运营商可完全掌控的终端产品, 是运营商独有的战略资产。下面介绍我公司各种电信智能卡的技术及应用情况。
1) SIM卡是GSM网络中唯一确认用户身份的设备。它在微型的电路芯片上存储着客户的信息、加密密钥等内容。鉴权密钥Ki即客户身份认证密码, 用以完成用户的身份鉴权, 在鉴权算法A3和密钥生成算法中使用, 通过个人识别码PIN和解锁码PUK保护用户卡不被他人使用。
我公司SIM卡的OTA 2011年在我省月使用量达150万次。后来由于终端上特别是定制终端设置了许多热点业务, SIM卡的业务菜单入口对不同终端位置不同, 限制了对卡的支持, 导致用户对SIM卡能力和业务的知晓度也在下降, 2013年月使用量下降到114万次。为充分发挥SIM卡的优势, 提高用户认知, 需要机卡配合, 在定制终端上将SIM卡入口放置在较明显的位置, 或打通终端应用访问卡的接口。
2) RF-SIM卡是一种带有射频功能的安全SIM卡, 使用微型的RF模块通过内置天线与外部设备通讯, 可实现中近距离的无线通信, 其内部集成金融级的安全芯片和完全独立的射频通道, 可实现身份认证、权限识别等;使用2.4G频段, 通信速率1 M, 实现高可靠性连接与通信;采用独特的安全技术, 空口数据传输自动TDES加密, 防数据窃听, 刷卡时双向认证;支持非对称安全通道, 通信数据被公钥加密、只能被目标卡中的私钥正确解析, 任何监听都无法获得正确的数据, 当发现被攻击时, 卡片将自动锁定。
目前我公司的RF-SIM卡主要用于企业和校园门禁、考勤、食堂等, 2013年全省高校新生入学RF-SIM卡的需求量超过10万张。
3) NFC-SIM卡是一项以手机为载体, 把非接触式IC卡应用结合于手机中, 以卡、阅读器、点对点三种应用模式, 实现手机支付、身份识别等多种应用;NFC芯片和天线内置于手机中, 利用SIM卡作为安全芯片控制NFC芯片的应用操作, NFC芯片和SIM卡间接口采用SWP协议;SIM卡安全兼容GP标准, 将SIM卡空间划分成若干安全域, 每个区域负责管理应用的密钥, 以确保来自不同应用提供方的应用及数据可以在同一个SE共生存;每个安全域间有防火墙进行区隔。每个安全域是逻辑上独立的区域, 完全兼容金融及其他行业通用的GP国际标准, 工作频率为13.56 MHz, 可以出租给行业合作伙伴使用。
我公司的手机钱包业务采用NFC-SWP方案, 于2013年9月开始商用。使用该业务需要更换符合规范的NFC手机终端和NFC-SIM卡, 主要应用在金融、商户、校企一卡通和公交领域, 金融业务前期是与浦发银行合作开展业务。
4) USIM卡手机4G时代的SIM。与SIM卡相比, USIM卡在安全性方面对算法进行了升级, 以AES算法为核心, 基于USIM和HSS共享密钥K的AKA鉴权过程, 实现USIM卡与网络间的双向鉴权, 提高了安全性。与普通的SIM卡相比较, 接口速率高达230 kbps, 每个用户可以有多个号码和昵称;支持更丰富的逻辑通道, 使基于卡主动发起多业务成为可能;可同时支持4个并发逻辑应用, 使得USIM卡更安全, 处理能力更强, 速度更快。
随着4G时代序幕的徐徐拉开, 基于LTE全IP化、高速率、低时延、永远在线的优势特点, 使客户感受到新的通信时代。我公司于2014年开始了4G业务的运营。通过不换号、不登记、快速办理的两部一快方式, 畅享4G的精彩;资费采用4G套餐方案, 由上网流量、语音通话、数据业务三部分组成, 每部分均有多档方案可供选择。应用方面, 面向行业客户, 将推出高清视频监控、即摄即传、智能公交、医疗急救等多种应用。面向大众市场客户, 将提供“I视界”高清视频、高品质音乐、云游戏三大类内容服务, 使客户无障碍、低门槛地领略4G网络的魅力。
3 结束语
电信智能卡发展至今, 已处于技术发展的一个大爆炸时代, 其芯片处理能力、容量、多种接口均有较大发展, 功能更加强大, 应用也更广泛, 多功能、多应用的电信智能卡融合多行业业务将成为主要发展趋势。随着电信智能卡应用的更深入、广阔, 其技术与应用的发展方向越来越广阔。
智能卡应用技术 篇2
2009 China International RFID&Smart Card Technology and Application Forum
2009年4月28-29日中国国际展览中心综合服务楼
April 28-29, 2009Service Building of China International Exhibition Center
4月28日 April 28, 2009
智能电网中智能电表的应用探析 篇3
关键词：智能电网；智能电表应用
科学技术的发展，带动了我国智能电网建设的全面推进，对于电网设备也提出了更高的要求，在这种情况下，传统的电能表暴露出许多的缺陷和问题，智能电表逐渐得到应用和普及。相比于传统电能表，智能电表具有容量大、可靠性强、安全等级高等优势，能够适应智能电网发展的实际需求，具有非常重要的现实和长远意义，应该得到电力技术人员的重视和推广。
一、智能电表的功能与特点
智能电表是智能电网中的智能化终端设备，与传统意义上的电能表存在着很大的区别，在基本的用电计量功能基础上，还增加了双向多种费率计费功能、数据传输和通信功能、用户端控制功能以及防窃电功能等，代表了节能型智能电网中，用户智能化终端设备的发展方向。
智能电表的基本功能主要体现在三个方面：
一是双向计量，这也是智能电表最为突出的功能。对于自备有储能和发电设备的分布式用电大户，智能电表能够结合实时电价，依照最优原则，制定出切实可行的购电计划，引导客户进行消费。同时，还能够将用电情况反馈给客户，鼓励其安装太阳能、风能等清洁储电设备，实现节能降耗的目标，促进企业经济效益的提升。
二是双向通信，通过电能表中的通信模块，能够实现数据中心与通信网络的双向交流，一方面，电力企业能够及时了解用户的用电信息，做好输配电管理，另一方面，可以将用电情况以及电价调整信息传输给用户，使得用户能够了解自身的用电水平，从而养成节约用电的习惯。
三是支持浮动电价，智能电表中的测量和数据储存功能，能够支持实时电价浮动，根据时间差对电量进行测量，对电能信息进行储存，为实时电价计量提供参考依据。
与传统电能表相比，智能电表具有非常显著的特点，首先，不需要进行人工抄表，用户的用电量信息能够自动传输到电力企业的相关系统中，便于实现管理的现代化和智能化；其次，先买电后用电的特点，使得用户能够根据实际需求进行购电和用电，充分体现出了电力资源的商品属性；然后，智能断电功能的存在，解决了电费回收困难的问题；最后，智能电表的低功耗设计，能够有效降低电网线损，提高电能的传输效率。
二、智能电网中智能电表的应用
智能电网，也称电网智能化，是以集成高效的双向通信网络为基础，结合先进的测量技术、设备技术以及控制方法等，实现电网可靠、安全、经济、环境友好的目标，具有激励、自愈、抵御攻击等特征。作为智能电网中的智能终端设备，智能电表在智能电网中，发挥着非常显著的作用，主要体现在以下几个方面：
1.电费结算与信息处理
传统的电能表在电费结算以及相关信息的处理上，流程比较复杂繁琐，很容易出现数据或者信息的错漏及误差，影响了电力企业的工作效率和工作成效。而智能电表的应用，能够对电费的结算过程进行大幅度简化，通过信息的自动化处理，有效减少人工误差，实现电费结算与信息处理的实时性和准确性，提高服务水平，满足电力用户的各种需求。
2.评估配网状态
在当前的发展形势下，对于配网用电信息，通常都是根据网络模型、负载估计值以及变电站高压测量得到，不仅使得配网分布信息的准确性难以保证，而且很容易由于负载过大，引发各种各样的不良影响和后果。智能电表的应用，能够实现对配网状态的准确评估，帮助电力工作人员获取相应的负载信息，及时发现电网中出现的电能下滑，或者电力设备负载过大的情况，采取有效措施进行处理，预防和避免不良后果的产生。
3.强化用电管理
在社会经济发展的带动下，各种各样的电气设备在社会生产和人们的日常生活中得到了广泛应用，社会对于电能的需求不断增加。在这种情况下，强化用电管理，提高电能的利用率，减少不必要的浪费，是非常重要的。应用智能电表，电力企业能够为用户提供相应的用电信息，同时针对其实际用电情况，建立起完善的用电管理系统，对电能的输配进行有效管理，在充分满足电力用户用电需求的同时，减少电能的浪费，促进企业自身经济效益和社会效益的共同提高。不仅如此，还能够通过信息的反馈，使得用户明确自身的阶段用电情况，及时发现电能的异常消耗，引导用户形成良好的用电习惯。电力企业还可以从企业发展的实际出发，积极引进新技术和新设备，开发新产品，提升用电管理水平，实现企业与用户的双赢。
4.分析电网负荷
智能电表的应用，能够帮助电力工作人员获取电网运行中的各种信息，为电网负荷的分析提供依据。根据时间的变化，电力企业能够对各种信息以及电网的负荷特性等进行综合分析，对电网整体的能耗需求和峰值需求进行预测，将相关信息与预测结果反馈给电力用户，使得用户能够根据自身的实际用电需求，对用电量进行调节，减少电能的浪费。
5.检测电网故障
智能电表在智能电网中的应用，还体现在故障检测方面。通过智能电表，系统能够对电能表、配电元件以及用户端设备等进行全面自动检测，从而及时发现设备中存在的异常和故障，向工作人员发出告警信息，提醒其对故障进行处理。不仅如此，智能电表的统一管理还能够实现对于表计的定时访问，对于相关信息库的维护以及对表计存储位置的确认等，能够为表计的安全稳定运行提供有力保障。
综上所述，在经济发展的带动下，社会对于电力的需求不断增加，智能电网逐渐得到发展。在智能电网中应用智能电表，能够拓展电能表的功能，适应了新能源的使用以及智能电网的建设和发展需求。因此，电力企业应该充分重视起来，关注智能电表的应用情况，确保其功能的充分发挥，推动智能电网建设的持续稳定展开。
参考文献：
[1]李晓华.探讨智能电网中智能电表的作用及应用前景[J].中国新技术新产品，2012，（16）.
[2]姜延战，李冠鹏.关于智能电表在电网中应用的探讨[J].科技致富向导，2013，（26）：159.
[3]田永宁.智能电表在智能电网中的应用[J].电子制作，2014，（3）：43.
智能卡技术 篇4
智能卡(Smart card),通常又被人们称为智慧卡、聪明卡、集成电路卡或IC卡(Integrated Circuit Card),一般是指把集成电路芯片封装成一个独立的模块,然后把这个模块嵌入到一个便携式塑料基片上,封装成卡片的形式。其核心部分是智能卡芯片,可以用它进行数据的写入、存储、导出和一些数据处理工作。
1 智能卡芯片的基本结构
智能卡芯片的基本结构有数据存储单元、逻辑控制单元、输入输出接口单元、中央处理器CPU单元等。
数据存储单元:智能卡用来存储数据的地方。根据数据擦除方式的不同,可以把现在常用的数据存储技术分为两种:一种是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory),另一种是Flash。前者是按照字节的方式来擦除,即写入多少数据就擦除多少,然后再重新写入;而后者是按照页面的方式擦除,并且每个页面大小一般为64byte或者256byte。另外,目前还有一些其他新兴的存储技术,比如铁电存储等。
逻辑控制单元:这部分一般是控制数据的读和写,也可称为数据存储访问单元。当来自外部的数据要求访问智能卡芯片时,该部分会通过不同的时序组合和安全机制来选择许可或者拒绝访问。一般情况下,如果密码比对正确,逻辑加密卡才能获得读写的权限。这里涉及到智能卡数据的安全问题,即数据明文的加密和密文的解密过程。目前常用的逻辑加密卡芯片有美国ATMEL公司出品的AT88SC 06、AT88SC 101/102、AT88SC 200和德国SIEMENS公司出品的SLE 4404、SLE 4406/4436、SLE 4418/4428等。
输入输出接口单元:这部分是与外界发生联系的接口,所有外部的数据和卡内的数据都是通过这个接口来实现传递的。一般有接触式和非接触式两种,现在还发展到兼备有上述两种的接口,即双介面卡。
中央处理器(CPU)单元:这部分是CPU卡才有的单元,具有该单元的卡片才算是严格意义上的智能卡,主要用于复杂的数据处理,执行卡片中的嵌入式程序,完成某种特定的应用功能。如果按照处理能力划分,目前的规格有8位、16位和32位CPU应用在智能卡中。
2 智能卡的分类
根据嵌入的集成电路芯片的不同,智能卡分为三类:存储器卡、逻辑加密卡、CPU卡。
存储器卡:该类卡片中嵌入的集成电路是电可擦除可编程只读存储器EEPROM,以及地址译码电路和指令译码电路。卡片只具有简单的存储功能,不能处理信息,也不具备保密功能,无安全保障,但开发使用简单、价格便宜、存储方便,可以替代磁卡使用。
逻辑加密卡:卡片的集成电路在存储器卡的基础上增加了加密逻辑,每次在读写卡片之前都要进行密码的验证。其存储量相对较小,价格也相对便宜,但其安全控制逻辑为卡内数据提供了保密保障,适应于有一定安全需求的场合,例如电话卡、图书馆借记卡、小额电子钱包、食堂就餐卡等。
CPU卡:是一种嵌有单片机芯片的智能卡。其单片机芯片包括了中央处理器(CPU)、存储单元(RAM、ROM、EEPROM或Flash Memory)和输入/输出(I/O)接口单元。在ROM中固化有片内操作系统COS(Chip Operating System),它是芯片信息资源的管理者,为内部信息保密安全的基础。该类卡不仅能存储信息,还能够对数据进行复杂的处理,进行分区管理,实现一卡多用;另外,可以实现对数据的加密和解密。这使得CPU卡具有良好的处理能力和极好的保密性能,现已成为安全性要求较高场合的最佳选择,如手机SIM卡、金融卡、密令传递卡等。
根据卡与外界数据交换的界面不同又可分为接触式智能卡、非接触式IC卡和兼备接触式与非接触式的双界面卡。非接触式IC卡没有触点,它结合了IC卡技术与射频识别技术,增加了射频收发电路。目前该类卡常用于信息量较少、使用频率高、可靠性要求高的场合,如交通运输行业中的一卡通和航空展览门票等。
3 智能卡的应用
智能卡体积小,重量轻,便于随身携带,操作快捷,可用于快速、高流量场所。智能卡存储容量大,可达几兆字节,甚至更大,这使得它可以对多种数据进行繁琐的应用处理,在不同的系统或场合都可以应用,实现一卡多用;智能卡安全性高,卡内存储器拥有自己的安全密码和访问条件,可以有效地防止冒用和窃取。目前智能卡仍保留磁卡原有的功能,这是为了使得过去的磁卡平稳过渡到智能卡,也是为了兼容[1]。
由于智能卡的这些特点已应用到社会生活的方方面面,但其主要功能有四个方面:①认证,包括身份认证、设备认证、权限管理等;②联机交易的支付和结算;③数字证书和安全管理;④数据载体。
随着智能卡技术的发展,智能卡的功能越来越强大,目前已被广泛应用于移动通信、公用电话、金融、税务、交通管理、政府、社会保险、医疗、企事业内部管理、汽车加油、公用事业、电子钱包、身份认证等领域。关于身份认证,我国的第二代身份证即是智能卡最典型的应用;有些发达国家已经把智能卡系统成熟应用于电子护照系统。
以日本为例,早在2001年[2],日本的智能卡已开始用于地铁交通系统,目前已实现标准化。它能使公共汽车和地铁交通很好地兼容。2004年又推出电子货币,现已成为非常流行的支付方式。现在,交通智能卡能够用作电子货币,信用卡也可以用作交通智能卡。就日本而言,通过地铁,轻轨,高速铁路和新干线的扩展,日本的智能卡系统将会比其他的集成电路卡更加重要。
4 智能卡技术
智能卡是一个塑料卡片,里面嵌入了一个感应线圈和用于发电的冷凝器。其使用性能是在环形天线之间交互式的无线通信[3]。读写器能够识别信息并发送无线电波束[4]。如果卡和终端之间的距离为10cm,无线电波将在塑料卡片的感应线圈中诱导,然后将产生足够的电能并储存在冷凝器中[5]。智能卡使用这种电能,通过无线电波发送存储芯片的信息给阅读器,然后通过嵌入式微处理器来确认[6]。图1所示是一款日本索尼公司出品的Felica多功能系统智能卡,如图2是它的结构配置示意图。
图3是智能卡系统工作流程图。这其中计算机网络系统连接着终端和中继站、能够管理支付功能;通过增值网络连接所有地区,并且提供服务。
智能卡在每个操作中,配置了安全访问模块,交易认证是由加密算法来实现的[7]。智能卡还拥有一个射频模块,用于终端系统的连接和数据传输。随着智能卡技术的发展,智能卡可以在任何地方任何时间利用移动射频识别技术[8]为人们提供各种便利的服务。
4.1 智能卡安全技术
随着智能卡应用范围的扩展,用户对它的安全和保密性能也越来越注重。为了防止对智能卡芯片的攻击,智能卡的安全由三个安全保障环节组成:一是芯片的物理安全技术;二是卡片制造的安全技术;三是软件的安全技术。其中软件的安全技术尤为重要,它可保证卡中数据的保密,免除他人恶意篡改和用户的个人信息被盗用。软件安全技术中,数据的加密又是所有数据安全的基础,数据加密可通过多种加密算法来实现。而加密算法[9]主要包括用于信息加密的对称密码算法、用于密码分发和身份认证的非对称密码算法。
对称密码算法是传统的密码算法,其加密密钥和解密密钥是相同的,如果密钥泄露,就会危害到卡的安全,故密钥必须保密。常用的有DES(Data Encryption Standard)算法和AES (Advanced Encryption Standard)算法。DES是一种数据分组的加密算法,它将数据分成长度为64位的数据块,其中8位用作奇偶校验,剩余的56位作为密码的长度。先将原文进行置换,得到64位的杂乱无章的数据组;再将其分成均等两段,用加密函数进行变换,并在给定的密钥参数条件下,进行多次迭代而得到加密密文。AES算法是目前使用最流行的算法之一,已逐渐取代DES算法。它是首先对数据明文进行固定长度的分组,大小为128比特,然后再与扩展密钥的异或运算,再依次进行S盒变换、行变换和列变换,得到的数据经过与扩展密钥的异或,利用S盒变换和行变换,最终通过与扩展密钥输出密文数据[10]。
非对称密码算法又可称为公开密钥加密技术,它是利用不同的一对密钥来分别完成加密和解密操作。这一对密钥一个为公开密钥,另一个是由用户自己秘密保存的密钥。一般有RSA算法和ECC算法。RSA算法的具体流程为:首先接收方创建一个公钥和一个私钥,公钥被发送到发送方,私钥则被保存在接收方;发送方在接收到这个公钥后.用该公钥对明文进行加密得到密文,然后把密文通过网络传输给接收方;接收方在收到它们后,用RSA私钥对收到的密文进行解密,最后得到明文。ECC算法即椭圆曲线密码算法,依据的是定义在椭圆曲线点群上的离散对数问题的求解,其安全强度很高,抗攻击性非常强[11]。
4.2 智能卡的NFC技术
近年来,近场通信(NFC,Near Field Communication)技术被应用于信息传递、电子支付和身份识别等。如信用卡、电子票证、门禁卡、电子钱包、公交卡、ETC (Electronic Toll Collection不停车收费)等。尤其是移动通信终端中使用的智能卡,应用了NFC技术。2011年,近场通信(NFC2)手机问世,也许会加快移动支付市场的发展。在未来,NFC技术会成为全球智能技术开发的重点。
智能卡的NFC实现方式是加入射频模块来实现,方式主要有以下三种[12]:
(1)eNFC技术 需要在手机中加入天线和控制芯片,实现非接触功能,并传输应用数据到SIM卡中,其工作频率为13.56MHz,工作距离为4厘米。
(2)SlMPass SIMpass技术融合了DI卡技术和SIM卡技术,或者称为双界面SIM卡。SIMpass是一种多功能的SIM卡,支持接触与非接触两个工作接口,接触界面实现SIM功能,非接触界面实现支付功能。利用该技术可以实现手机支付和电子钱包的功能,未来会有广阔的应用前景。SIMpass极具创新性的将安全模块,支付模块,电信模块以及应用模块都集成在一张SIM卡上,能够实现高安全,低成本,多兼容,易推广的一卡多用。
(3)RF—SIM 它是将射频和天线都封装在了SIM卡内部,工作频率为2.45GH,通讯距离在4厘米、5米和50米等范围内,但其成本非常高。
智能卡NFC技术的特点是能够跨越多个行业,其实现方式多样。但其标准不统一,三种方式不兼容,这是我们在发展NFC技术首先要解决的问题。
4.3 Java Card技术
Java Card技术是Sun微系统公司专门为标准智能卡而开发的,它融合了Java语言的编程开发与智能卡技术。卡片上存有的Java applet被下载到微处理器的内存里,通过Java虚拟机来运行。Java Card技术规范由Java Card虚拟机JCVM(Java Card Virtual Machine)规范、Java Card运行环境JCRE(Java Card Runtime Environment)规范和Java Card应用编程接口API(Application Programming Interface)规范三部分组成[13]。
Java卡的优点主要具有两大方面:一是支持一卡多用途,现在出现的很多智能卡,不仅可以作为电子钱包,同时还具有身份认证功能;二是重用,即指可以根据用户需要进行删除或添加新的应用,大大增强了智能卡的灵活性。另外,Java卡的编程语言为统一的Java语言,这为智能卡行业的标准统一提供了语言基础。由于上述优点,Java Card技术现已被广泛应用于金融、交通管理、电信、企业管理、身份认证等领域。
另外,还有很多其他智能卡技术,如PKI技术,射频识别技术,身份认证技术,自动识别技术,指纹识别技术。这些技术对于智能卡的发展都至关重要,技术人员正在不断的研究与开发新技术,使智能卡的应用更加安全、便捷、全面和完善。
5 智能卡的发展前景
过去智能卡的发展并非一帆风顺,用户考虑到能否对其数据安全保密,以及该行业还未形成成熟的统一标准,这导致了智能卡的应用受到了很大的限制。但随着计算机技术和微电子技术的发展,有不断开发的安全技术做保障,智能卡的发展会非常迅速,其应用领域会越来越广泛,应用程度会越来越深入。
未来智能卡的发展趋势主要在两个方面:银行智能卡与多个行业卡的结合形成的多功能卡,即一卡多用。如现在郑州市儿童医院推行门诊“医卡通”、无锡农村商业银行发行的便利“一卡通”,用于公交和地铁的一卡通,大学里面使用的校园一卡通等;另外一方面就是实现能够随时随地完成交易的移动支付功能。如手机SIMpass卡,可以用它做为电子钱包,为用户提供方便、快速的交易。
今天人们的工作和生活节奏越来越快,智能卡的便携、快速以及强大的功能,人们会因为智能卡的优势和安全逐渐喜欢上使用智能卡的。笔者认为,智能卡以它独特的优势为社会信息化的发展做出了巨大的贡献,智能卡市场的潜力巨大,发展前景一片光明。
摘要：智能卡将计算机技术和微电子技术结合在一起,应用领域非常广泛,提高了人们工作和生活的现代化程度。本文对智能卡的组成、分类、应用及技术状况进行了介绍,并分析展望了智能卡的未来发展趋势。
智能制造技术 篇5
1142813203 吴文乐
摘要：现代制造技术是在传统制造技术的基础上, 不断吸收和发展机械、电子、能源、材料、信息及现代管理技术的成果, 将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理服务等产品生命周 期的全过程, 以实现优质、高效、低耗、灵活、清洁的生产技术模式,取得理想的技术经济效果的制造技术的总称传统的自动化生产技术可以显著提高生产效率，然而其局限性也显而易见，即无法很好地适应中小批量生产的要求。随着现代制造技术的发展，特别是自动控制技术、数控加工技术、工业机器人技术等的迅猛发展，柔性制造技术(FMI)应运而生。
关键词：现代制造技术；自动控制技术；柔性制造技术
1.现代制造技术发展综述
现代制造技术在系统论、方法论、信息论和协同 论等的基础上形成制造系统工程学，是一种广义制造的概念，亦称之为“大制造”的概念，它体现了制造概念的扩展。广义制造概念的形成过程主要有以下几方面原因[1]。
1).制造设计一体化。体现制造和设计的密切结合，形成了设计制造一体化，设计不仅是指产品设计，而且包括工艺设计、生产调度设计、质量控制设计等。
2).材料成形机理的扩展。现在加工成形机理明确地将加工分为去除加工、结合加工和变形加工。
3).制造技术的综合性。现代制造技术是一门以 机械为主体，交叉融合光、电、信息、材料等学科的综合体，并与管理科学、社会科学、文化、艺术、人机工 程、生物工程和生命科学等相结合，拓展了新领域。现代制造技术应包括硬件和软件两大方面，硬／软件工具、平台和支撑环境有了很大的发展。
4).产品的全生命周期。制造的范畴从过去的设计、加工和装配发展为产品的全生命周期，包括市场调研、设计、制造、销售、维修和报废处理等。
5).生产制造模式的发展。计算机集成制造技术 是制造技术与信息技术结合的产物，集成制造系统强 调信息集成，其后出现了柔性制造、敏捷制造、虚拟制 造、网络制造、大规模定制、绿色制造、智能制造和协 同制造等多种制造模式，有效地提高了制造技术的水平，扩展了制造技术的领域[2]。
现代制造技术的发展主要沿着“广义制造”或称 “大制造”的方向发展，其具体的发展可以归纳为四个方面和多个大项目[3]，如图1所示：
图1：现代制造技术方向
针对现代制造技术，本文从柔性制造技术的角度对现代制造技术进行学习，对柔性制造在实际中的应用进行深入的研究；
2.柔性制造
2.1 柔性制造简述
所谓“柔性”，是指制造系统(企业)对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。柔性可分为瞬时、短期和长期柔性[4]。瞬时柔性是指设备出现故障后，自动排除故障或将零件转移到另一台设备上继续进行加工的能力；短期柔性是指系统在短时期内，适应加工对象变化的能力，包括在任意时期混合进行加工2种以上零件的能力；长期柔性则是指系统在长期使用中，能够加工各种不同零件的能力。迄今为止，柔性还只能定性地加以分析，尚无科学实用的量化指标。因此，凡具备上述3种柔性特征之一的、具有物料或信息流的自动化制造系统都可以称为柔性制造系统。柔性制造技术是计算机技术在生产过程及其装备上的应用，是将微电子技术、智能技术与传统制造技术融合在一起，具有自动化、柔性化、高效率的特点，是目前自动化制造系统的基本单元技术[5]。
柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和[6]。柔性制造技术是技术密集型的技术群，我们认为凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为[7]：
(1)柔性制造系统（FMS）：关于柔住制造系统的定义很多，权威性的定义有：美国国家标准局把FMS定义为：“由一个传输系统联系起来的一些设备，传输装置把工件放征其他联结装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动化。
(2)柔性制造单元（FMC）：M S是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物，它是由l～2台加工中心、工业机器人。数控机床及物料运送存贮设备构成，其特点是实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
(3)柔性制造线（FML):它是处于单一或少品种人批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心，CNC机床；亦可采用争用机床或NC专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(D C S)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日趋成熟，迄今已进入实用化阶段。
(4)柔性制造工厂(FMF):FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化屯体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整F M S。它包括了CAD／CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统 柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表，其特点是实现工厂柔性化及自动化[8]。
2.2柔性制造所采用的关键技术
1.计算机辅助设计未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将二维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图彤对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各斤状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便呵制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊摔制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息井自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、专家系统及智能传感器技术迄今，柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基础规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题（如解释、预测，诊断、查找故障、设汁、计划、监视、修复、命 令及控制等）。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为柔性制造的诸方面工作增强综合性。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能（包括专家系统）技术必将在柔性制造(尤其智能型)中起着非常重要的关键性的作用。目前对未来智能化柔性制造技术具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列到专家系统和模糊控制系统，成为现代自动化系统中的一个组成部分[9]。
3.国内现代制造技术状况
近年来，世界各国都投入了巨大的财力和物力，强化作为光机电一体化制造业基础的先进制造业的技术和产业发展的战略研究。美国、德 国、日 本 等 国 已 经 开 发 出 了 数 控（NC）、计算机数控（CNC）、直接数控（CAM）、计算机集成制造系统（CIMS）、制造资源规则（MRP）、柔性制造单元（TMC）、柔性制造系统（FMS）、机器人、计算机辅助设计／制造（CAD／CAM）、精益生产（LP）、智能制造系统（MS）、并行工程（CE）和敏捷制造（AM）等多项现代制造技术与制造模式。这些技术的推广与应用，不仅使本国企业的国际竞争力得到巩固，也使得世界先进制造业发展迅猛[10]。我国制造业市场的巨大潜力，为现代制造技术发展提供了广阔的市场空间。但是，与制造业发达国家和地区相比，国内的现代制造技术的研发与市场拓展还不均衡。其中，国内机械基础件制造行业中的数控化率极低，不足1.6%，先进加工工艺、技术和装备的普及程度不足10 % ；CAD／CAM 系统应用的普及率在国内骨干企业仅有35%，产业规模较小。另外，在相关行业中如印刷业、电力行业和医疗器械行业等，技术装备的低数控化率也远不能满足市场对中高档先进产品的需求。纵观国际制造业的竞争与发展，面对国际、国内两个制造业市场的日渐融合，如何立足国内制造业的市场需求，整合分散的科研与企业资源，尽快形成自己在先进制造产业竞争中的技术优势，已经是摆在我国制造业面前的迫在眉睫的课题了[11]。
总之，重视制造业和现代制造技术已成为全球化的大趋势。现代制造技术不是一项具体技术，而是利用系统工程技术将各种相关技术集成的一个有机整体；现代制造技术是一种动态技术，而不是一成不变的，它需要不断吸收各种高新技术成果，并将其渗透到产品的所有领域，结合成一个有机整体，实现优质、高效、低耗、清洁和灵活的生产[12]；现代制造技术的目的是提高制造业的综合效益，其不摒弃传统技术，而是有赖于不断用科技新手段去研究它和传承它，并应用科技新成果去改造它和充实它；现代制造技术在强调环境保护的同时，还强调各专业学科之间的相互渗透、融合和淡化，并消除其间的界限。我国先进制造技术的发展应结合自身的特点，形成特色，大力发展一些关键前沿技术，比如新一代材料成型技术、微米及纳米技术、快速原型制造以及智能制造等[13]。在不久的将来，现代制造技术将得到更大的发展和壮大，发展和应用先进制造技术是每个国家为提高企业的国际竞争力和技术创新能力的必然选择。
参考文献：
[1]张强.浅谈柔性制造技术的现状及发展[J].技术与市场，2008.（5）:39-40.[2]沈向东.柔性制造技术[M].北京：机械工业出版社，2013.2.[3]吴立.关于柔性制造的研究[J].机床与液压，2010，38（14）:9-11.[4]陈琪.制造业企业推行柔性制造的意义及对策[J].企业经济，2005（4）:7-8.[5]崔培枝，朱胜，姚巨坤.柔性再制造系统研究[J].机械制造，2003（11）:7-9
[6]王隆太，朱灯林，戴国洪．机械CAD／CAM技术[M]．北京：机械工业出版社，2005．
[7]盛晓敏，邓朝辉．先进制造技术[M]．北京：机械工业出版社，2003.[8]李楷模.LI Kai-mo 现代制造技术的发展动向[J]-科技成果管理与研究2008(6）.[9]蒋新松．21世纪企业的主要模式一敏捷制造企业[J]．计算机集成制造系统一CIMS，1996，2(4)：3—8．
[10]罗振壁，周兆英，汪劲松，等．制造的革新[J]．机械工程学报，1995，31(4)：31—37．
智能卡应用技术 篇6
同时在测量功能增大的情况下，融入了通讯功能，通过通讯方式可以将测量的电气参数传送给监控中心，以便构成配电自动化监控网络或者完成抄表系统。常见的通讯方式有RS485、Profibus等。
同时还具有对于电气参数的模拟量输出。通常以4-20mA的电流方式输出，用户可以通过对智能配电仪表的设定来选择输出的电气参数。
一，智能大厦配电系统构成
智能大厦弱电系统融计算机技术、网络技术、现代控制技术、图形显示技术及通信技术于一体，是智能建筑极其重要的组成部分，它监督整栋大厦的全部机电设备。弱电系统一般包括楼宇自动化系统(BAs)、消防自动化报警子系统(FAs)、智能配电子系统(AEC)、安防子系统(sAS)、卫星接收及有线电视子系统(CATV)、车库管理子系统(CPS)、公共广播及紧急广播子系统(PAs)。弱电系统的集成就是将各分系统集成到一个统一的平台下，实现联动控制、信息共享，以便对整栋建筑的管理。
智能建筑的目标是在系统一体化集成的基础上，通过系统集成来实现信息、资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理。
智能配电系统作为智能建筑信息系统(BAS)的重要组成部分，其中主要产品为智能配电仪表，如AEC公司的6800、4620等。
美国能源控制公司(AEC)作为智能配电领域的专业厂商，向业界提供先进的全系列智能配电仪表，如下：
1．AEC智能配电仪表
2．AEC综合保护测控单元
3．AEC智能配电系统
二，先进的AEC智能配电仪表，适用于楼宇自控系统(BAS)
1、 先进的楼宇自控系统具备良好的开放性
当前世界上众多楼字自控系统(BAs)产品供应商云集中国大陆，尤其是上海。在这里列出一些比较著名的公司(产品)名称：Honeywell，Johnson Controls，Landis&Staefa，Satchwell，ST E&E，CaradonTrend，Andover，Siebel，CSI(C0ntrolSystem International)，TA(Tour&AndersonAB)，Auto Matrix等等。
考察这些B AS产品和外部设备的数据交换能力或者说开放性能，可以说有多种多样的情况。但通过分析综合，这些产品和外部设备的数据交换能力，大致可分为以下几种情况：
①产品支持某种标准的数据交换协议，具有很好的开放性能。例如支持微软Windows操作系统下的OPC(OLE for Process Contr01)功能；或者动态数据交换(DDE)功能，数据交换通过软件实现，不需要硬件接口；公开接口技术的详细规格、说明，接口软件随系统监控软件一起售于用户，开发通讯功能不必向产品供应商另外支付费用。以上著名公司的主流产品完全符合这一条，AEC的产品也同样符合这样的要求。
②产品支持某种标准的数据交换协议，具有一定的开放性能。例如具有DDE功能，或者有其它某种软件数据交换工具，像API函数接口，但不公开有关软件技术的详细规格、说明，用户开发数据通讯功能需要另外购买支持这种功能的软件，有的产品可能还要增配相应的硬件。目前一些国内公司的产品属于这种情况。
③没有软件数据交换功能，但在控制机上具有串行通讯接口，如买方有外部通讯要求，供应商可以提供串行通讯协议，但一般要求买方另外支付一定的费用，并在知识产权方面承担一定的责任。一些公司早期的产品属于这种情况，建议用户尽量避免在21世纪购买20世纪的产品。
④没有软件数据交换功能，也不提供开放的通讯协议。目前很少，最初的BAs属于这种情况。
对于有信息集成要求的项目来说，应优先考虑采用符合上述第1种情况的BAs产品。使用什么方式和集成系统交换数据，在软件工作量方面是差别很大的，这些因素将会反映到系统集成的工作量和成本之中。这里仅举楼宇自控系统产品为例，其它弱电产品和上述情况类似。
由于实施系统信息集成，要求被集成的弱电产品是一个开放的、能够和外部交换数据的系统。这一点适用于所有被集成的弱电子系统产品。AEC的智能配电产品就是这样一个开放的、能够和外部交换数据的系统。
在系统集成工程开展时，作为系统集成商应负全面的责任，他们应将已经掌握的各种接口资料，向业主、设计院和建设者提出客观的参考意见。他们应向所有子系统供货商提出系统集成方案中关于实现数据通讯的技术要求，由各子系统供货商承担责任，提供关于通讯接口的技术资料。他们应和各子系统供货商建立融洽的合作关系，因为集成系统和各子系统通讯接口的设计、技术开发和调试完成，取决于各子系统本身的正常开通及现场数据地址的组织和编程，这种合作关系是极为重要的。
2、利用OPC集成的总体方案
目前，随着网络技术的飞速發展，BMS集成产品的技术趋势也在向着基于真正开放标准和子系统平等的方向发展。因此，本文选取以上主流公司OPC技术实现系统的集成，采用浏览器／服务器(B／S)结构、Web技术的产品。
为了实现数据共享，在统一的界面上对所有的子系统进行监控管理，必须提取所有子系统需要的数据。系统通过运行在各子系统主机上的服务程序采集各个子系统的数据，并加以整理转译存人数据库，同时提供给监控系统。这样，各客户可在客户机上监控子系统的实时工况。各子系统通过OPC客户接口与符合OPC规范的现场设备实现数据交互，中央监控站也是通过OPC客户接口与各子系统实现数据交互。这样，通过标准化的OPC客户接口和OPC服务器接口，中央监控站就可以和各子系统进行数据通信，从而达到控制和管理的目的，实现了系统的集成。因此，系统可以大量地使用不同生产商制造的符合OP C规范的硬件设备和应用软件；采用OPC规范对于系统的修改和升级也带来了极大的方便。
三，应用OPC协议实现楼宇信息系统与智能配电仪表的数据互联及共享
1、OPC协议
OPC协议是为解决应用软件与各种设备驱动程序的通信而产生的一项工业技术规范和标准。它采用客户／服务器规范，并沿用了Microsoft的DCOM体系。通过COM接口，OPC客户程序可以和一个或多个提供商的OPC服务器连接，同时一个OPC服务器也可以同多个客户程序相连，形成多对多的关系。任何支持OPC的产品都可以无缝地实现系统集成。由于OPC技术基于DCOM，所以客户程序和服务器可以分布在不同的主机上，形成网络化的监控系统。
2、 适于OPC协议接口的AEC智能配电仪表
AEC智能配电仪表提供专业的ModBUS协议。
ModBUS,总线是美国莫迪康(Modicon)公司(后被法国施耐德schneider公司收购)在世界上首先推出的基于R$485的总线。ModBUS为Modicon’s BUS(即：Modicon的总线)的缩写。
ModBUS协议只允许在一条线路上有一台主机。允许在主机和从机之间进行通讯，而不允许从机之间进行通讯。ModBUS实现双向通讯的原理：ModBUS协议在一根通讯线上使用RS 485应答式连接(半双工)，这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备(从机)，然后，在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。
智能卡应用技术 篇7
广东联合电子收费股份有限公司作为国内领先的交通智能卡运营商, 在推广CPU卡技术应用方面走在了全国的前列, 粤通卡是目前国内仅有的几个CPU卡在交通智能卡领域的成功应用之一。为了推动粤通卡走出高速公路进入城市一卡通领域, 广东联合电子收费股份有限公司积极响应建设部的号召参加了建设部组织的《建设事业非接触式CPU卡芯片技术要求》和《建设事业非接触式CPU卡COS技术要求》国家行业标准的制定工作, 并针对目前CPU卡技术推广的存在问题提出了本解决方案。
■主流方案分析
目前我国绝大部分城市交通智能卡应用均基于逻辑加密卡技术, 全国已发行逻辑加密卡上亿张, 安装刷卡终端几十万台。推广CPU卡时, 如何才能既保护已有投资, 又方便老百姓使用, 实现平稳过渡?业内目前对此主要有三种意见。
意见一:一步到位推广CPU卡
技术方案:CPU卡无需兼容逻辑加密卡。
系统改造:全面升级原有逻辑加密卡系统, 将原来只能读写逻辑加密卡的交易终端 (下称M1终端) 全部改造或更换成可读写CPU卡的交易终端 (下称CPU终端) , CPU终端应同时支持逻辑加密卡的读写, 实现向下兼容。
运营模式:新布设的交易终端全采用CPU终端, 新发行的卡片全采用CPU卡。CPU卡支持跨行业及互联互通应用, 已发行的逻辑加密卡限制在原应用领域使用, 由市场逐步淘汰。
利弊浅析:由于推广CPU卡应用不产生直接的经济效益, 而此方案要求运营商对原有系统进行全面升级改造, 一次性投入很大, 运营商难以承受, 缺乏积极性, 推广难度很大, 可操作性值得商榷。
意见二:双钱包同步
技术方案:CPU卡划出部分空间由硬件模拟逻辑加密卡功能, CPU卡本身带有符合PBOC标准的电子钱包 (下称CPU钱包) , 所模拟的逻辑加密卡功能也带有电子钱包 (下称M1钱包) 。每次交易时, 由卡片COS对两个钱包进行校验和数据同步, 确保两个钱包余额一致。
系统改造:无需对已经布设的M1消费终端进行升级, 仅须将充值终端改造或更换成CPU终端, 以提高CPU卡充值安全性, 对逻辑加密卡仍采用原充值流程, 充值上限额较低。
运营模式:新布设的交易终端全部采用CPU终端, 新发行的卡片全部采用CPU卡。在过渡期, M1消费终端对所有卡片均使用逻辑加密卡消费流程, CPU消费终端应能自动识别卡片类型, 采用对应的消费流程, CPU卡消费时由COS自动实现CPU钱包与M1钱包的同步。随着M1终端逐步折旧完毕、更换成CPU终端, 以及大部分逻辑加密卡超过有效年限, 过渡期结束, 应用的各个环节均采用CPU卡技术, 不再兼容逻辑加密卡。
利弊浅析:此方案系统改造量少, 使运营商在过渡期资金投入大幅度减少, 可有效提高运营商的积极性, 有利于CPU卡推广。但CPU卡在过渡期内, 由于每次交易都需要由COS对两个电子钱包进行同步, 增加了交易的复杂度, 影响交易效率和稳定性。许多卡商表示, 以目前的技术条件, 增加电子钱包同步操作后, 难以保证交易在300ms内完成。交通智能卡应用以快速消费为主, 如交易时间超过300ms, 将严重影响持卡人使用的便利性。此外, 增加电子钱包同步操作也使交易异常的几率大大增加, 存在一定的技术障碍。
意见三:双钱包异步
技术方案:CPU卡支持CPU和M1双钱包, 但交易时COS不对两个钱包进行同步。
系统改造:本方案对系统的改造要求与意见二一致。
运营模式:新布设的交易终端全采用CPU终端, 新发行的卡片全部采用CPU卡, 运营商提供将CPU钱包部分或全部资金“圈存”到M1钱包的服务。在过渡期, M1终端对所有卡片均使用逻辑加密卡消费流程, CPU终端自动识别卡片类型, 采用对应的消费流程。由于CPU钱包和M1钱包不同步, 需对两个钱包独立管理, 这就要求持卡人熟知各种消费对应扣除哪个钱包的资金, 及时“圈存”以保证两个钱包都有足够的余额, 否则很容易出现卡内有钱, 但由于对应的钱包资金不足而无法消费的情况。过渡期结束后, 本方案营运模式与意见二一致。
利弊浅析:此方案规避了电子钱包同步的技术障碍, 但要求持卡人熟知各种消费对应哪个钱包并不现实, 持卡人使用十分不便, 运营商也难以解释原因。失去用户意味着失去应用的根基, 这样的应用方式难以在市场立足, 存在过渡期夭折的风险, 运营商自会权衡。
■解决方案
上述三个方案各有利弊, 如何克服推广、技术和应用三方面的障碍、取得平衡点, 成为近来业内专家争论最为激烈的课题。经分析研究, 提出以下方案供业界参考。
技术选择:仍采用双钱包的方案。CPU卡划出部分空间由硬件模拟逻辑加密卡功能, 实现CPU和M1双电子钱包。卡片COS应保证只有CPU钱包可通过外部指令充值, M1钱包不能通过外部指令充值, 只能由COS自动从CPU钱包转入资金, 确保逻辑加密卡充值密钥不在交易中与终端传递, 保证M1钱包的充值安全。
本方案的关键技术在于要求卡片COS支持2种充值指令, 指令A (下同) 向CPU钱包充值, 指令B (下同) 通过CPU钱包向M1钱包充值。指令A采用符合PBOC标准的CPU卡充值流程;指令B的基本流程为:接收指令后COS先采用CPU卡充值流程对CPU钱包充值, 充值成功后, 由COS自动对CPU钱包进行全额消费操作, 将所有资金“圈存”到M1钱包。充值完成后, CPU钱包余额应为零, M1钱包余额应为原余额加充值额。
系统改造:本方案对系统的改造要求与意见二基本一致, 特别要求充值终端支持指令A和指令B流程, 并可通过参数控制使用;CPU消费终端无需自动识别卡片类型, 由参数控制统一采用逻辑加密卡消费流程或CPU卡消费流程。
运营模式:新布设的交易终端全采用CPU终端, 新发行的卡片全部采用CPU卡。在过渡期, CPU卡充值全部采用指令B, 即充值后所有资金转入M1钱包, CPU消费终端无论对CPU卡或逻辑加密卡, 全部统一按逻辑加密卡消费流程操作, 持卡人就如同使用单一的M1钱包一样。
交通智能卡交易终端和逻辑加密卡的“服役”年限一般为5年, 随着已经布设的M1终端逐步折旧完毕、更换成CPU终端, 以及大部分逻辑加密片超过有效年限, 过渡期结束。运营商通过参数下载, 充值终端统一采用指令A进行充值, 而消费终端统一应用CPU卡流程, 应用的各个环节均采用CPU卡技术, 不再兼容逻辑加密卡。运营商应提供“移资”服务, 将M1钱包余额充入CPU钱包中, 流程为:对M1钱包进行全额消费, 再通过指令A进行对CPU钱包全额充值。
方案分析:
本方案同时克服了上述三种意见的弊端:
1、系统改造量少, 过渡期资金投入少, 有利于提高运营商推广CPU卡的的积极性。
2、无需每次交易都进行电子钱包同步, 只在过渡期CPU卡充值时由COS进行资金转移。由于充值对交易速度要求不高, 使用频率也远低于消费, 故对交易效率和稳定性的影响极小。
3、对持卡人而言只有1个钱包, 过渡期全部用逻辑加密卡钱包消费, 正式启用后全部使用CPU卡钱包消费, 不会造成使用不便。
有争议认为, CPU终端对CPU卡也采用逻辑加密卡的消费流程, 这是技术的倒退, 系统安全性没有得到提高, 浪费了投资。
交通智能卡的安全性主要在充值方面, 因为伪造充值使卡片资金增加会造成运营商的损失, 而伪造消费只能使卡内资金减少, 损失的是伪造者自己, 运营商反而增加了收益。本方案要求CPU卡充值采取符合PBOC标准的CPU卡安全认证机制, 由硬件禁止CPU卡虚拟的M1钱包充值;对于已发行的逻辑加密卡, 可由运营商通过降低充值上限额来控制风险, 从最主要的方面提高了系统安全性。在过渡期, 所有消费统一采取逻辑加密卡流程, 是方便使用者, 保证平稳过渡的手段, 还可减少过渡期对中央结算系统的改造量和升级投入, 可在一定程度上提高运营商的积极性, 可谓一举两得。诚然, 由于逻辑加密卡自身无法产生验证交易唯一性和有效性的TAC码, 会对互联互通应用的清算有一定影响。然而, 只要逻辑加密卡仍在使用, 该影响就无法避免, 当前的主流方案也只是尽量减少逻辑加密卡交易, 不能根本解决这个问题。过渡期结束后, 将统一采用CPU卡消费流程, 该问题即不复存在。因此, 在过渡期统一使用逻辑加密卡消费流程对系统安全性影响很小, 不失为可行的解决方案。
■结束语
浅析智能卡的应用及发展 篇8
一、智能卡简介
1968年, 德困发明家在自己的专利中提出了将集成电路和卡结合的概念, 70年代由法国的公司推出了第一张智能卡 (smartcard) 。智能卡的名字是相对于磁卡而一言的, 智能卡又称集成电路卡 (integrate.lcircuitcard, 即IC卡) , 它是一个带有微处理器和存储器等微型集成电路芯片的、具有标准规格的卡片, 其大小和普通名片相仿的塑料卡片, 内含一块1cm左右的硅芯片, 具有存储信息和进行复杂运算的功能。智能卡芯片的基本结构包括中央处理器CPU单元、数据存储单元、输入输出接口单元、逻辑控制单元等。中央处理器 (CPU) 单元:这部分只有CPU卡才有, 具有CPU单元的卡片在严格意义上才算是真正的智能卡, 主要用于复杂的数据处理, 执行卡片中的嵌入式程序, 完成某种特定的应用功能。如果按照处理能力划分, 目前的规格有8位、16位和32位CPU应用在智能卡中。输入输出接口单元:是与外界发生联系的接口, 所有外部的数据和卡内的数据都是通过这个接口来进行传递的。一般分为接触式和非接触式, 目前还发展到兼有上述两种接口的双介面卡。
二、智能卡的应用现状
2.1市场规模现状
目前, 智能卡已经广泛应用于银行、电信、交通、公共安全等社会各领域, 并且发展十分迅速。智能卡市场销量也在不断增加, 其主要原因为移动通信卡市场的增长, 以及城市一卡通、社保卡、居住证等领域市场的快速发展。
2.2在金融业中的应用现状
目前, 接触式智能卡主要用于银行业和与电脑相关的领域。一般情况下, 需要存储大量数据的地方或者对安全性要求比较高的地方就会用到非接触式智能卡技术。智能卡在金融行业的最好运用就是信用卡, 利用非接触式借贷卡或者信用卡, 能让消费者在不能通过现金支付的地方进行交易, 不仅能提高交易的速度, 还能增加用户使用的便利性。
2.3应用结构现状
现在, 我国智能卡应用的主要领域包括:身份识别领域、通信领域、金融领域、一卡通领域以及社保领域等, 其中银行IC卡、城市一卡通、二代身份证、居住证、移动通信卡、社保卡等是最主要的应用方向。
2.4在通讯中的应用现状
据了解, 现在全球使用智能卡来支付电话费的国家已经超过100个, 因为使用智能卡来支付电话费不仅能为用户提供方便, 还对电信运营商有好处。手机用户已经能够直接用手机来对各种增值服务进行支付, 手机或者其他移动设备也都能够在POS机上进行支付。
三、智能卡的发展趋势
自金卡工程启动至今, 中国智能卡事业发展已近20年。随着银行卡慢慢进行EMV迁移, 即由磁条卡向智能IC卡过渡, 公交卡、银行卡、电信卡、手机卡融合有望逐步实现。
一卡多用的现象将越来越广泛:这一现象主要体现在各种各样的一卡通的应用越来越普及, 在未来时间里, 智能卡一卡多用的技术将越来越成熟, 以后人们的生活与消费就仅仅使用一张卡就能够完成全部的应用。
移动支付与IC卡技术相结合:当今信息时代的发展方向是信息交流与移动支付的结合, 以后的方向则是手机移动支付, 完成这一技术只需将IC卡技术与移动通讯技术结合起来, 因此智能卡在移动支付领域的发展趋势大有可为。
RFID市场将发展得越来越成熟:RFID技术是一种新兴的智能卡技术, 如今的发展还不够成熟, 但是RFID射频识别技术与IC卡技术相比, 具有更大的优势和更广阔的前景, 在未来的智能卡市场里, RFID技术的成熟发展将给智能卡市场带来新惊喜。
在物联网的重要应用领域, 比如智能医疗、智能交通以及金融与服务业。在智能医疗领域, 医疗卡以及社保卡的应用可以使得百姓就医变得简单;在智能交通领域, 高速公路快通卡与城市一卡通等非接触智能卡让交通变得更加便捷更加高效;在金融与服务领域, 银行IC卡的发行可以在很大程度上提高个人账户的安全性。现如今, 银行IC卡、城市一卡通、社保卡、居住证等已成为智能卡市场的热点领域。
摘要：智能卡技术的成熟己经成为许多行业解决传统问题的理想方案, 时至今日, 智能卡在移动通信、公共交通、医疗保障、身份识别、安全控制、支付等等领域发挥着日益重要的作用, 同时这些广泛的应用又促进了智能卡技术和产业的进一步发展。基于此, 本文对智能卡的应用及发展做了分析。
关键词：智能卡,应用,发展
参考文献
[1]罗强.整合:智能卡市场发展的前景[J].中国防伪报道, 2007, (9) :30-34.
[2]智能卡市场进入变革期应用驱动技术升级[J].金卡工程, 2014, (1) :37-38.
智能卡脆弱性测试技术研究 篇9
智能卡本质上是一种微型计算机系统,计算机安全系统的基本概念、 威胁以及局限性同样适用于智能卡。计算机安全系统是一个相对概念,并不存在绝对安全的信息系统。 如果攻击者的资源是无限的,则任何形式的安全都能遭到破坏。 但是在现实世界中,攻击者的资源仍然是有限的。 考虑到这一点,应该这样来设计计算机安全系统:让攻击者为破坏这些系统所付出的,远远大于破坏之后他们所能得到的。
计算机信息系统安全的威胁主要划分为几类。
机密性攻击: 利用加密算法中的弱点或以其他方式,试图窃取机密信息。
完整性攻击:出于自私或恶意而试图修改信息。 应该注意的是,完整性攻击也可以是偶然的。
可用性攻击:试图中断系统的正常运行。 可用性攻击又称为拒绝服务(Do S)攻击,包括CPU利用率或者内存使用率偏高等。
在近几年针对智能卡产品的攻击事件中,主要是对智能卡内敏感信息的机密性和完整性进行攻击。 比如2015 年初美国NSA和英国情报组织窃取了世界最大SIM生产商Gemalto的加密密钥,导致全球大部分SIM卡可能存在语音和数据通信泄漏的风险;国内著名安全漏洞分享平台乌云网上经常发布有关修改RFID卡篡改数据的漏洞信息。 尽管可用性攻击在智能卡产品中不太常见,但是该攻击方式对于智能卡产品仍然有效,甚至有可能在攻击过程中泄漏敏感信息。
尽管目前针对智能卡的攻击方法有很多研究成果,但是系统性、全面性的安全评估能力显得不足,无法满足信息技术和应用的快速发展。 一方面,由于产品的复杂性, 无法在较短时间内准确地给出测试评估结果;另一方面,针对智能卡缺乏自动化测评工具和环境,已有的攻击工具往往被国外垄断,同时,新的攻击技术缺少工具支撑,存在成功率较低等问题。
本文结合传统的信息安全产品评估方法,提出建立智能卡渗透性测试平台,可针对智能卡的不同攻击技术分门别类,形成测试用例知识库,并且分别开发相应的工具,形成测试工具箱。 该平台可全面、系统地对智能卡的脆弱性进行评估, 并且随着新的攻击方法的出现,可及时添加到测试知识库中。 该平台对各个测评机构安全评估智能卡产品提供工具支撑,并保持评估能力的一致性和全面性。
2 安全评估模型
2.1 安全评估目标
信息安全领域一般用机密性、完整性和可用性描述一款产品的安全性。 根据智能卡开发者提供的安全功能需求、安全保证需求和实际应用环境的需求,评估者根据经验和第三方资源确定目标对象的安全目标。 安全目标应符合通用准则,并且保持与安全需求的一致性。
在确定安全目标后, 需要设计相应的安全模型,安全模型是用来精确地描述系统的安全需求和安全策略的工具,是一种独立于软件实现的高层概念模型。 安全模型所描述的安全策略,主要是用来维护系统中数据的保密性和完整性访问控制策略,应该与信息系统安全目标一致,而安全目标符合通用准则,这样间接决定了安全模型与通用准则的一致性。
安全测试评估的目的是提供信息系统的安全性强度,以供用户进行选择,所以测试评估结果应该是直观的和可比较的。 因此,信息系统安全定性和量化评估是非常有必要的。
2.2 CC评估
在信息安全评估标准中,信息技术安全评估通用准则(Common Criteria,CC)是目前使用最广泛的信息安全评估体系。 CC的目的是建立一个各国都能接受的通用的信息安全产品和系统的安全评估准则,国家之间可以通过签订互认协议,决定相互接受的认可级别,这样就能使大部分的基础性安全机制,在任何一个地方通过了CC准则评估后进入国际市场时,不需要再作评价,使用国只需要测试与国家主权和安全相关的安全功能,从而大幅度节省评估费用,有利于产品的市场推广。
针对IC卡、 智能卡以及相关设备,CC组织里的许多国家已经发布了相关保护轮廓(Protection Profile,PP)和认证产品。 比如德国在2009 年发布了电子身份智能卡的保护轮廓, 对电子身份智能卡的安全问题定义、安全目标、安全要求(安全功能要求和安全保证要求)等进行了定义;英国、法国等国家根据定义的PP发布了相关智能卡的认证产品。
国内的信息系统安全评估的研究与应用方面与其他先进国家相比还有一定的差距,我国相关机构参考国际标准,相继发布了《计算机信息系统安全保护等级划分准则》 (GB 17859-1999)和《信息技术安全技术信息技术安全性评估准则》 (GB/T 18336-2001),对我国的信息系统安全评估提供了一定的参考。 虽然信息安全评估标准定义了衡量通用产品安全性的尺度,但如何在评估标准的指导下对安全产品或信息系统实施评估仍然是一个复杂的问题,特别是对于穿透性测试、渗透性测试等,实现对智能卡产品的定性或者定量评估仍然十分困难。
3 智能卡脆弱性测试平台
智能卡脆弱性测试平台主要由信息库和知识库组成,如图1 所示。 信息库主要收集智能卡的相关评估标准和脆弱性研究报告,并在此基础上,增加或者完备国内有关智能卡的标准,并对于重要功能,提出新的安全指标;知识库主要是收集针对智能卡的攻击技术,包括物理攻击、旁路攻击、逻辑攻击等,相关攻击技术形成测试工具箱,降低评估的时间和难度。 另外,在评估过程中,应结合智能卡产品使用的网络环境、系统边界等进行综合分析。
3.1 知识库
3.1.1 物理攻击
智能卡所有的功能模块均封装在一块物理芯片中,因此确保芯片的物理安全至关重要。 目前,已经存在多种针对智能卡芯片的逆向工程方法。 当前的芯片制作工艺是利用多层制卡技术, 表面覆盖环氧树脂保护层、金属保护层、硅保护层等,不同的材料需要利用不同的化学试剂将其溶解,特别是部分制剂具有较强的腐蚀性和危险性,需要专业人士进行操作。
在智能卡芯片经过化学处理暴露出其内部结构时,可利用光学显微镜或者电子显微镜进行逆向工程或者源码分析。 尽管智能卡芯片尺寸通常以微米计算,但是在光学显微镜下,可直接观察到内部硬件连接,并且利用专用自动化工具,可重建集成电路或者读取ROM中芯片操作系统的01 代码; 电子显微镜能够分析正在执行响应的智能卡芯片,例如可通过电压比对分析出正在激活的程序或者数据。
利用探针台,可将微探针置于裸露芯片的数据总线上,以此监听芯片CPU和内存之间的数据交互;通过结合逻辑分析, 可进一步获取算法KEY等敏感数据。 同时,可发送指令或者数据到数据总线,达到改变处理逻辑的目的。
由于探针台的局限性,无法对智能卡芯片进行修改或者重构操作。 目前存在聚焦离子束显微镜(FocusedIon Beam,FIB),不仅能够查看到芯片详细的电路,而且能够对电路进行更改,包括创建连接线、绝缘体甚至是半导体。 图2 是利用FIB将芯片内两条连接线连接起来,从而达到改变处理逻辑的目的。
尽管物理攻击功能非常强大, 适用于所有的智能卡芯片。但是, 其缺陷也是显而易见的。首先,物理攻击是一种浸入式和破坏性的攻击, 而且部分攻击方式无法重复使用;另外,相关检测设备价格较为昂贵,同时涉及化学、物理、计算机等多学科内容,操作过程较为复杂。
3.1.2 旁路攻击
旁路攻击又称为侧信道攻击,是一种非侵入式攻击方式,不需要破坏智能卡,通过在智能卡运行过程中,分析其运行电压、功耗、电磁信号、时延、温度、光线、频率等物理参数,以此过滤出信号中的敏感信息。 目前常见的旁路攻击方法包括差分功耗分析和功耗毛刺(PowerGlitching)两种。
差分功耗分析(Differential Power Analysis,DPA)最先于1996 年由Paul Kocher提出, 该技术的基本原理是处理数据的大小和芯片功耗的高低存在一定的关联,通过收集和分析多次的功耗轨迹,以此获取加密算法使用的KEY。 攻击者仅需要知道输入的明文数据和输出的加密数据,通过多次采集射频功耗曲线,并进行滤波、压缩以及对齐操作,过滤出实际加解密功耗曲线;然后进行信号分析处理,包括压缩去噪、静态对齐等,通过百万次重复加解密操作,以此分析出芯片算法中使用的密钥。
功耗毛刺是指通过在智能卡执行事务过程中, 通过在指定时间增加或者减少输入电压, 导致当前电压高于或者低于判决门限值。 由于瞬时电压的改变,会导致正常的判决结果出现反转,从而达到影响结果的目的。 由于智能卡芯片采用的加密算法比较固定, 可采用差分故障分析(Differential Fault Analysis ,DFA),比较正确的加密流程和错误的加密流程的实时功率, 分析出PIN码校验的时间点,然后通过改变功率,达到更改判定结果的目的。
国内外研究机构针对智能卡已研制出多种自动化测试工具, 如Riscure公司开发的旁路攻击和故障注入测试软件inspector;国内相关厂商也针对国外算法以及国内专用加密算法研制了一些测试工具。
3.1.3 逻辑攻击
智能卡利用串行单通道与智能卡读卡器进行数据交换。 数据交换的格式是APDU请求/ 响应命令,由于APDU命令的复杂性和智能卡开发周期等因素,导致部分厂商在实现软件功能时存在功能缺陷或者漏洞,通过利用智能卡暴露出来的漏洞,可实现获取敏感数据或者修改智能卡响应行为的目的。
智能卡操作系统可以识别超过65000 种不同的命令, 实际上经常使用的命令仅仅是上述的很少一部分;部分命令仅用于智能卡初始化阶段或者某个特定的应用程序。 如果在设计中存在命令滥用或者在发布后未关闭相关调试命令的话,就可能导致数据泄漏。
智能卡请求命令一般会携带一组参数,智能卡通常会拒绝携带错误的参数值或者长度值的APDU命令,但是也有部分智能卡会接受请求命令,并回复意想不到的响应。
智能卡加密算法在执行加解密操作时,必须确保在一个事务周期中完成。 如果加密协议的设计或者代码实现存在问题,比如回退方法的设计存在问题。 攻击者可通过执行回放操作,获取或者劫持交易流程。 另外,根据我国现行的密码管理制度,许多加密算法为专利算法或者保密算法,算法的不公开在一定程度上缓解了恶意攻击者针对算法的漏洞分析,但是由于相关管理制度或者其他方面的疏漏, 保密加密算法仍然存在泄漏的风险,那么算法本身存在漏洞也同样被攻击者利用。
相比于其他攻击方式, 逻辑攻击对攻击设备的要求不高,仅需要一张智能卡、一个读卡器、普通PC以及相关标准;另外,由于相关攻击方式没有破坏性,可重新执行。
3.2 信息库
信息库的主要目的是收集智能卡的相关标准、研究报告以及其他信息,为知识库提供数据支撑,如图3 所示。 目前智能卡厂商以及智能卡种类非常繁多,相关的设计和实现方法不尽相同,因此有必要收集各个厂商的相关技术文档, 给后续的渗透测试提供相关技术资料;另外,智能卡包括Java智能卡、电子护照、医保卡等,不同领域采用不同的实现技术和加密算法,因此,每种智能卡均需制定个性化的渗透性测试方法,相应地需要收集不同的渗透测试研究报告。
4 结束语
智能卡在欧洲医疗中的应用 篇10
它可以通过智能卡读卡器执行加密算法。智能卡最早用于法国。世界上在智能卡的应用方面,医疗位居第三,居前的是公用自动收费电话和全球移动通信系统(GSM)。
智能卡有两种基本类型——接触式和非接触式。虽然早期读卡器有一些用处,但后来只需附近有天线。接触式智能卡有一个小的金芯片,而不是磁条,而非接触式内部有一个微处理器芯片和一个天线线圈,它比接触式运作得快。除了这两种基本类型外,还有两种基于微处理器联通性的智能卡——复合卡(Combi Card,在一个芯片上有接触和非接触界面的卡)和混合卡(Hybrid Card,有两个芯片,每个都有各自的接触式和非接触式界面)。医疗上的应用是智能卡用得最多的领域之一,特别是在欧洲。本文拟对智能卡在欧洲医疗部门的使用作一简要叙述。
欧洲医疗市场上的智能卡
在欧洲医疗部门,智能卡应用越来越多。病人用,医务人员也在用。欧洲人对使用全国性医疗卡的态度比较积极,如德国推出了Versichertenkarte(医疗保险卡)工程(2006年4月升级为eGesundheitskarte试点工程),法国推出SESAM Vitale和SESAM Vitale 2计划。除了德国,大多数智能卡有64千字节内置存储器,德国用的卡的内置存储器为72千字节。欧洲医疗部门的智能卡主要用于用户身份验证、识别、享有权验证和急诊数据存取。欧洲智能卡市场随着新技术的出现而不断增长。这些新技术如无线射频识别(RFID),可接插USB接口,集成用户识别(Integrated SIM Card)。但另一方面也有一些抑制增长的因素,如不同国家有不同的标准和法律,还有资料的保护和隐私问题以及互通性问题。
欧洲是世界上智能卡技术用户最多的地区,欧洲医疗部门正在将智能卡从仅用于管理逐步转向临床。国际标准化组织(ISO)为智能卡技术规定了全特性。欧洲医疗卡要求能达到欧盟成员国立法和欧盟法律在病人资料隐私、安全和存取权力方面的安全需求。
智能卡在英国医疗中的应用
在英国有几种智能卡,如健康保险卡(HIC),病人资料卡(PDC),医务人员卡(HPC,医务人员凭此卡可按指定读写病人卡)和多功能卡。在英国,医疗上的应用是国民身份证功能的一部分。虽然英国不是医疗上使用智能卡的先驱,但是得到政府的积极支持,如到2013年,按计划都要用电子身份证(e-ID card),这一规定是强制性的。已经有关于电子签署的法律-电子通信法2000。一些测试智能卡使用的样板项目也已经存在。英国国民保健署医护记录中心(NHS CRS)和相关联的英国卫生部信息处(Connecting for Health,CfH)使用的是NHS CRS智能卡,这有助于控制授权和进入NHS CRS的等级。从现有的60多万使用者的情况看,这些便于携带的智能卡比芯片密码银行信用卡更安全。英国国民保健署试验了非接触式智能卡阅读器,该阅读器有助于在病人不在医护现场情况下读写资料,从而可以减少时间和精力。英国卫生部信息处(CfH)发布了10万个智能卡阅读器的招标——第一年提供30%,其余的放在第二年。除此之外,2001年英国引入了职业保健智能卡(OHSC),这些卡为职业健康数据的采集、存储和分享提供了合理、可靠和安全的工具,因而确保了医疗服务的质量。
智能卡在德国医疗中的应用
1989年,德国通过了有关德国医疗保险卡(Versichertenkarte)的法律,在6年内,德国向7300万人提供了卡。人们使用这些卡在经济和功能上都得益。例如,2008年,人们报销费用的时间就减少了约58%。2007年,德国采用了电子医疗卡(Gesundheitskarte)的新卡。但是,在3年内花了约20亿美元后该卡的使用被搁置了。该项目看来是世界上使用最广泛的电子医疗通讯项目。
智能卡在法国医疗中的应用
法国是国际上第一个将智能卡使用于医疗的。1998年和2007年,法国分别投入使用了两项健康项目,Sesame Vital和Sesame Vital 2。通过Sesame Vital,法国在3年内向5500万公民发放了卡。法国做了20多项智能卡系统的试验,包括社会保险SESAM项目。法国最先进的保健智能卡是Santal。法国医疗保险卡Carte Vitale的持有人可以享受免费医疗或减少医疗费用。
智能卡在意大利医疗中的应用
意大利第一个电子身份证“Carta d’IdentitàElettronica”(CIE)是2001年3月开始使用的,约过了一年半,在83个城市中发了5万张。国家公共管理司信息技术中心负责所有公共部门组织的自动化与计算机化。原预期到2008年卡的发放量增加到5000万,但后来这一预期目标由于技术问题而被推迟了。现在的意大利公民身份证包含有用于过境检查的ICAO MRZ(国际民用航空组织-机读栏目),凭卡有权获得意大利国家医疗服务,也作为意大利公民的财政代码卡和免税代码卡。
智能卡在西班牙医疗中的应用
西班牙是世界上最早为电子签署立法的国家之一。西班牙最初的医疗卡工程之一是上世纪90年代的“Tarjeta de Afiliaci a la Seguridad Socia”(TASS)卡,它把医疗卡与社会保险卡结合在了一起,采用了生物测量鉴别技术。应用生物测量技术于社会安全识别在2000年初的项目中也想到了。西班牙有一个公共密钥基础架构(PKI)。现在,统一的欧洲健康保险卡(EHIC)持卡人在西班牙可以享受急诊治疗。
智能卡在斯堪的那维亚(指丹麦、挪威、瑞典和冰岛)医疗中的应用
北欧地区,芬兰是电子识别身份概念的先行者。2004年,芬兰发放了2.6万张第一个国民电子身份证(FINEID),在欧盟成员国中,该卡也是芬兰公民官方旅游证件。丹麦是另一个采用智能健康卡的先行者。欧洲健康保险卡(EHIC)持有人享受公共医疗,费用可减,有时可以全免。在瑞典,EHIC持有人可以在瑞典医疗退款系统中报销医疗费用。
智能卡在比荷卢经济联盟国医疗中的应用
2001年,比利时开始使用新的电子身份证,2003年参议院通过相应法律,到2008年,发了约800万张电子身份证。比利时的健康保险卡(SIS)赋予卡的持有人接受处方、药物和进入医疗网服务的权力。荷兰于2003年正式执行电子签署法,从2007起,有了以智能卡为基础的电子身份证,代替了其他的证明文件。2000年,卢森堡采用了欧盟关于电子签署的指令,卢森堡政府发出了电子卢森堡(e卢森堡)创议,跟随“电子欧洲2005”计划,向公民发放了独特的身份证卡。
结论
与国际上的其他地方相比,欧洲的医疗部门已经广泛使用了智能卡。智能卡为医疗服务带来了很大的价值,它为持有人和医务人员提供了身份的证明和确认,增加了病人的安全,也提高了服务的速度。
智能卡应用技术 篇11
【关键词】智能电网；智能电表；产业发展
1、智能电表的发展历程及现状
步入电子时代，我们的生活发生了很大的变化，不论是购物、旅游、出行等都能透过网络来运转，在这种形式下，我们的智能电网也就应运而生。智能电表是智能电网的重要配置，是在电子式电表基础上发展诞生的，通过在电表内置智能芯片，实现电表的双向交流功能。智能电表的应用，可实现电功率的计时计量、自动计费、双向通信、优化用电等功能。
与传统电表相比，智能电表具有如下特点：
1.1电表功能更全面、精准
关于智能电网所要具备的功能要求，在美国都有明确规定，包括数据的双向传输功能、远程编程功能、远程操作控制等。除此之外，电表自身也应具备相应的存储功能，以便实现信息的保存、及时传递与提取等。
1.2优化用电，减少能源消耗
智能电表的投入使用，一定程度上实现了对居民用电的监控与记录，通过电表的信息传递与反馈，达到双向沟通功能，从而能很好优化用电方式。笔者通过试验对比发现，居民用电用智能电表的要比用传统电表的，一年要减少13%～15%的用电开支，这也证明了智能电表确实具备优化用电的功能。智能电表的应用推广，不仅能为居民节省生活成本，也能降低能源消耗，为社会大环境做出贡献。
1.3智能电网推进智能电表的发展
智能电网的发展与优化成为当前电力电网的必然趋势。基于此环境，作为智能电网的重要装备，智能电表的发展也是一个必然，加之人们日常生产生活对电能的依赖，智能电表必然随智能电网建设不断被普及，从而走进千家万户。
1.4我国智能电表的发展现状
我国智能电表的研发与推广，较其他发达国家，还存在很大的差距，具体表现在以下几方面：
①技术水平落后。从当前市场可以发现：有口碑的高端品牌多产自于国外，我国虽也在不断研发自主品牌，但占有市场份额低，与国外产品在技术上仍要落后不少。
②产品精度不达标。我国人口众多，智能电表市场可谓是庞大，每年各生产厂家生产的各类型智能电表数量多达2亿台，普通居民用电尚可维持，但一旦用于用电量大的厂房企业，其产品精度满足不了要求。
③集成能力落后。在智能电表的技术研发上，我国还停留在分散的电子、机械、电力等行业，对于跨行业、跨专业的集成整合能力相对薄弱，因此很难将各项技术集成到一起，即使单向技术水平已经很成熟。无法发挥各技术集成作用，因此智能电表产品质量难以有质的飞跃。
2、智能电网对智能电表提出的发展要求
智能电网的不断扩容发展，使其对智能电表也提出了越来越高的要求，具体体现在以下几方面：
2.1更全面与完善的性能
为更好的服务智能电网，智能电表的性能要求已不仅仅局限于电表计量，还表现在越来越多的方面：首先，要确保智能电表的精度。准确的数据信息才能传达出电网最本质的需求与问题，误差过大的数据，即使获取到了也毫无意义可言。其次，智能电表的可靠性要有保障。确保电表的相关性能和数据精度，不会因长时间使用而发生改变；同时电表的使用不受安装与运输等影响。再次，智能电表功能要齐全。电表不仅能实现自动抄表、自动计费、计量功率、数据传输、双向通信等功能，还应当实现多费率计算，与互联网双向融合。最后，智能电表性价比要高。智能电表在功能完善的基础上，价格也要适宜，不宜过高，这样好的产品不论走到哪都会受到用户欢迎的。
2.2完备相关产业链支撑体系
智能电表并非是一个独立运作的产业，其生产往往要依赖各相关产业的支撑，如各零部件生产厂商、技术支持商、服务供应商等，只有各部门通力配合，才能保障智能电表的顺利生产与使用。当然，要想提高智能电表自身性能，各零部件供应商的技术水平也应当不断完善，集成技术发展也要跟上时代步伐，建立良好的售后服务机制，对存在问题或故障的零部件要及时返修，细节决定成败，任何一个环节都不容忽视，只有各生产环节的严谨管理，才能推进智能电表制造走上新台阶。
2.3供应能力要跟上
随着智能电表功能优越性的不断体现，受到越来越多的民众认可，智能电表的市场需求也将越来越大。面对需求量的突飞猛进，这时相应生产厂商的供应能力一定要跟上，不可脱节。以美国地区为例，据资料显示，06年到08年期间，在试点建设智能电网过程中，智能电表整体市场需求量提高了4个百分点，电表更换数量达1500多万台，而且市场对智能电表的需求量还将扩大。
在我国，随着智能电网建设的深入，智能电表的广泛普及也呈态势，第一阶段需要使用或更换的智能电表数量就达1.3亿台，这些数据充分显示：智能电表的市场前景广阔，市场需求量呈迅猛上升趋势，因此强化厂商供应能力很有必要。
3、智能电表产业发展方向的确立
3.1突破技术难点是关键
在我国智能电表的自主研发过程中，集成技术的无法突破一直是个老大难问题。要保障和提升智能电表性能，技术水平发展是前提，也是我们首当其冲要攻克的。要如何突破呢？首先要加大核心技术研发力度，国家要加大经费、人才的投入；对外取经，学习和吸收发达国家的技术优势；搭建平台，让更多优秀的成熟的技术企业与人才进行交流，通过各方面的共同努力，技术难点的突破才能取得成效。
3.2开展运营试点，及时反馈信息
当前，智能电表还处在技术研究、市场普及阶段，关于智能电表在技术操作上、使用范围上，普通居民实际运用经验还比较欠缺，因此很有开设运营试点的必要性。通过获取试点使用情况，了解设备存在哪些不足及操作的不便利性等，将搜集的信息及时反馈给技术，从而能够有针对性的进一步改进与完善，使智能电表的使用性能进一步提升。
3.3加大宣传与推广力度
有效的宣传与推广，能够加大智能电表的普及。为了让用户更快了解和接受智能电表，将智能电表尽快引入千家万户，就需要加大对智能电表的宣传力度，尤其是其使用上的便捷性和高效性，这项推广工作的开展时很有必要的。至于宣传方式，可以采取在各个服务展厅放置宣传资料供居民浏览、还可以借助网络等媒体资源进行介绍宣传，通过多样化的方式让居民认可。介绍时，对于其智能性和环保功能要加大宣传，尤其要展现智能电表是如何帮助居民有效节省用电开支的。
4、结束语
智能卡应用技术 篇12
1 智能抄表技术的优势
以往的抄表工作主要是由工作人员负责, 通过对具体数据的统计来观察电力分配, 这种方式往往给工作人员带来很大的难度, 并且数据不够精确, 很容易导致漏抄, 误抄的行为。不仅严重损坏了用电用户的利益, 同样给电力单位带来不好的影响。由于智能抄表技术的发展, 导致其在电能使用管理方面有了很大的进步, 能够实现抄表数据的智能量化管理, 全方位实现数据的准确采集。电力单位能够在准确得知用户的用电信息, 实现用电的优化管理。
2 当前智能电网中的智能抄表技术
2.1 远程无线智能抄表技术对于企业管理的优势
这项技术最主要的特点是基于无线通信技术, 电子信息技术和计算机技术。电力单位能够通过计算机远程对用户的用电情况进行监控, 并获取准确数据。这种技术的优点是操作简便, 维护便利, 数据采集效率高等。而且还可以掌握用户的精确用电情况, 方便企业对其进行管理。在远程无线智能抄表技术的应用中, 同样存在很多弊端:这项技术受限于网络信号的影响, 如果某个区域的网络信号差, 那么就会对电力使用情况采集造成影响, 容易使采集数据不够准确, 而且这一技术如果出现故障, 那么就会对整个智能电网造成破坏, 影响正常的电力传输工作。甚至严重破坏电力生产, 不利于工作效率的提高。
2.2 IC卡预付费智能抄表技术在用户监控的优缺点
IC卡预付费智能抄表技术主要是通过IC卡来储存用户电力使用情况, 通过终端控制器来对每个用户进行监控, 采集数据, 进行分析。IC卡主要通过智能电网线路进行监控, 使用该项技术成本较小, 而且要求用户向IC卡续费, 在一定程度上缓解了用户拖欠行为, 并且用户同样可以用IC卡来查看自己的电力使用现行为。
2.3 载波自动抄表技术的优势
载波自动抄表技术主要是通过电力线路来传输电力使用数据, 并且在数据传输给电力企业前进行数据智能化调整, 电力企业通过解调技术来获得数据。这种技术能够结合电力线路的优点, 传输范围很大, 传输成本低, 对设备的要求不高。但是现今城市化进程很快, 很多地区都存在大量的脉冲信号干扰, 容易造成数据丢失。要解决这种情况, 就需要对该项技术投入高成本的设备支持, 来增加载波自动抄表技术的抗干扰能力。
3 智能电网中无线智能抄表系统设计
远程无线智能抄表技术在我国的智能电网中应用最为广泛, 这种新型的抄表方式来源于无线传输技术的进步, 在设备安装, 控制方面有很大的优势, 并且消耗能源低, 下面主要结合实际应用情况对远程无线抄表技术的设计优势进行简单分析。
3.1 软件设计在服务器协调中的优势
在整个无线智能抄表系统运作当中, 这项技术通过遍布的网状网络结构对系统运作进行调节, 协调器通过不同用户之间的节点进行联系, 在很大程度上提高了无线智能抄表系统的通信质量。并且通过该项技术在智能抄表系统当中的实际应用, 用户的服务终端和电力企业的服务终端之间建立联系, 通过协调器传输数据, 在经过计算机智能控制, 将不同数据之间进行协调, 建立起用户的数据网络, 在数据连接方面具有相当程度的优势。
3.2 终端节点设计在调节用户和用电企业上的优势
终端节点在经过调配以后, 应该先进行重启操作, 然后通过智能抄表系统发送服务数据, 在经过服务器响应, 当用户的终端节点收到后, 就会向服务器发送请求。服务器的反馈信息到达后, 就可以正式对用户的节点终端进行联系, 协调电力企业和用户之间的数据关系, 建立良好的分配节点, 进行有关数据的传输工作。终端节点的应用, 有利于用户和电力企业之间的联系增强, 更加方便信息管理。
3.3 协调器节点设计在数据联系中的优势
协调器节点工作主要是连接电源后进行重启, 通过对接收信息的整理分析来对连接情况进行分析。如果进行连接, 就应该将用户的节点调试好, 调价在系统终端, 通过对不同网络地址的调配, 来回应用户的终端节点。智能抄表系统当中的设备会对用户终端信息发送的数据信息进行分析, 通过系统端口显示, 协调电力企业和普通用户之间的数据联系, 提高工作效率, 促进电力企业的经济发展, 方便用户使用。
3.4 上位机软件设计在服务器管理的优势
智能抄表系统的上位机主要在电力企业中起作用, 负责对调试器的控制, 而且还能够准确监控电量数据性能和进行数据智能补充。在进行调试过程中, 可以通过网络系统的功能来对电力数据进行收集, 自动识别合适的终端服务器, 工作人员通过对操作系统中上位机端口的调试, 来控制智能化抄表系统的服务器节点。
4 结语
近些年中, 我国经济水平日益提高, 对电力的需求也随之大幅度提高。智能抄表技术是迎合当前时代下的创新, 与计算机技术, 信息技术等方面密切相关, 应该加快对此项技术的研究步伐, 采用更加完善的智能抄表技术来提高智能电网的工作效率, 促进电力企业工作效率的提高, 对电力用户的生活同样带来巨大的便利。
参考文献
[1]孙久山, 唐加强.分析电子技术基础下的智能电网中智能抄表技术[J].电子技术与软件工程, 2016, 03:126.
[2]袁鹏.剖析智能电网中智能抄表技术的工作原理、应用优势及意义[J].科技展望, 2016, 23:309.