智能IC卡水表的防攻击和防干扰设计

作者：时间：2013-07-01来源：网络收藏

2、对IC卡水表的静电或是大电流攻击及解决措施

对于用户对IC水水表的静电攻击，不是一个重要指标。居家环境很少遇到高于2000伏静电场这样的状况。一般正常使用的电磁波强度也不可能达到会伤害人和其它电子产品的强度，所以这个指标定在2000伏足够了。对于接触式IC卡水表来说要想完全达到那种抗大电流和静电的攻击是不可能的，只要能达到卡口分坏了，整表除卡通讯部分不能正常工作外，其它部分能都正常工作就行。

有人认为将金属类具有破坏性的卡片插入卡座时，应不会对水表的正常使用产生影响，包括电量消耗。这时可以通过软件和硬件相结合的办法进行保护处理，使对卡座的攻击意义不大，即便卡座坏了，并不影响IC卡水表其它部分的正常工作。也可以采用关阀警的方案，攻击取消后再开阀。

但从实际使用情况来看，这个问题不会太严重。因为IC卡水表一般是安装在用户家里，使用对象明确，并且水表是用户的财产，没有特殊的理由，用户并不会进行机械性的方法攻击仪表。

不能考虑无限制的加强仪表的抗攻击性，而是要对故意施加的破坏行为能够进行认定并进行相应处罚才行。

3、IC卡水表的防水、防油污及防潮的处理施。

防止水气攻击只要采用合理的密封技术，一般都能满足要求。而防止油烟污染，只要在IC卡卡座上做一些技术处理比如加防尘罩等就可以解决。

然而对接触式IC卡水表，八个触点是暴露在外的，这是没法密封的，这样的问题就需要用软硬件结合的方法来解决。硬件上改变上拉电阻、软件上采用巡检的方法，这样即能让卡座在潮温的环境下工作，同时又不增加功耗，只要合理安排巡检的时间就可以了。

4、IC卡水表的防磁措施

磁性材料由于有成本低廉的特点，所以被广泛采用。但磁性材料比较容易受干扰，因此应当加以考虑。IC卡水表在遇到磁性物质干扰后，应会将阀门作关闭处理，关闭的时间和开启的时间可以根据需要进行设定。当然也可以通过采用非磁性信号方式来解决这个问题。

现在一般水表厂家采用无磁传感采样的水表，那么这样的问题就少些了。

5、IC卡水表的防拆卸措施

应在表体和接头管件上设置铅封口并可进行防伪铅封处理，以防止随意拆卸水表的行为。在电子部分上可以采取一个触动开关，如果用户进行机械拆装的话可以进行关阀报警。

当然，对于湿式IC卡水表，防冷冻问题也是一个问题，主要是一个保管和使用方法问题，比如说，在结冰的温度区，要做排水处理，防止冰涨，这显然是个管理问题。温度低于零度不必考虑水表的使用，因为水已经结冰，无法计量。但是在运输和保管过程中，可能会遇到远远低于零度的温度，这就需要考虑。这个合理指标的数值应当是-25度至+50度范围内，在这个范围内水表应当不会被冻坏，当温度恢复到正常温度后，水表应能正常工作。

三、IC卡水表中干扰的种类。

在IC卡水表系统中还存在一定的干扰，对水表的系统安全造成一定的威胁，在电子学中对干扰的分类大多分为燥声干扰，电源串扰、静电干扰。

在电子学中，干扰是这样来定义的，干扰：在接收一所需信号时，非所需能量造成的扰乱效应，包括其它信号的影响、杂散发射、人为燥声等。

在国际无线电咨询委员会的文件中，干扰的结果被分为三类；允许的干扰、可接受的干扰和有害的干扰。下面在水表中提到的干扰是指电子电路中的干扰，是整个系统统或设备中的一个关键部分。

在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。形成干扰的基本要素有三个，下面来介绍一下干扰的防范措施：

1)干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，描述如下：燥声大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

2)传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

3)敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。

抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。

1、抑制干扰源

抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的燥声。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的燥声主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。

抑制干扰源的常用措施如下：

1)电机增加续流二极管，消除线圈产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使电流时间滞后，再增加稳压二极管后为更好。给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短

2)电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果

3)布线时避免90度折线，减少高频噪声发射

按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同，可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播，有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大，要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。

2、切断干扰传播路径的常用措施如下：

1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好，整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器，以减小电源噪声对单片机的干扰。比如，可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路，当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。

2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离（增加π形滤波电路）。控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离（增加π形滤波电路）。

3)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。

4)电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号。尽可能把干扰源（如电机，继电器）与敏感元件（如单片机）远离。