汽车充电桩IC卡技术设计规范方案V1.docx

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汽车充电桩IC卡技术设计规范方案V1

预付费汽车充电桩IC卡技术规范

V1.7

北京握奇数据系统有限公司

2010年8月

此规范仅适用于汽车充电桩IC卡的软件设计工作，涉及IC卡充电桩体厂商程序设计、电卡结构、数据内容、售电管理流程等方面。

在使用的IC卡充电桩体及售电管理流程必须符合此设计规范。

本规范按卡片遵循的标准及规范、数据项定义、卡片逻辑结构及业务流程四个部分进行描述。

一．卡片遵循的标准及规范

本规范中所涉及的IC卡均为智能卡即CPU卡，考虑卡片的通用性及应用的可拓展性，卡片符合以下标准和规范：

●ISO14443-1无触点的集成电路卡　第一部分：

物理特性

●ISO14443-2无触点的集成电路卡　第二部分：

射频电压和通讯接口

●ISO14443-3无触点的集成电路卡　第三部分：

初始化和防冲突

●ISO14443-4无触点的集成电路卡第四部分：

传输协议

●中国金融集成电路（IC）卡电子钱包扩展应用规范

二．数据项定义

2．1．卡号

卡号：

8字节。

电力公司在发卡时为每一用户分配的编号，为压缩BCD码，严格做到一卡一号不重复。

2．2．电卡类型

电卡类型：

1字节。

用于区分卡的类型，根据不同的卡类型采取不同的处理流程。

包括用户卡、密钥修改卡、参数设置卡、密钥修改卡、测试卡等。

2．3．剩余金额

剩余金额：

4字节Hex码；桩体中当前剩余的金额，用于桩体的用电扣减和比对。

2．4．本次购电金额

本次购电数据：

4字节。

用户每次到售电系统交款金额。

用户购电时累加到用户卡的购电钱包文件中。

2．5．购电次数

购电次数：

3字节。

用户从开户起到售电网点交款购电总次数，每购一次电购电次数加一。

2．6．报警金额

报警金额：

4字节。

提醒用户尽快购电的报警门限金额。

当桩体中剩余金额小于等于报警金额时，用户桩体的液晶显示部分处于闪烁状态，给予用户灯光报警。

2．7．购电日期

购电日期：

4字节。

以yyyymmdd格式存储。

2．8．交易开始时间、交易结束时间

用电时间：

6字节。

记录用户用电的起始时间。

以yyyymmddhhmm格式存储。

用于用电信息的抄收记录。

2．9．用电量

用电量：

4字节。

记录用户用电的实际用量。

用于用电信息的抄收。

2．10．桩体号

桩体号：

6字节。

每一块桩体设置不同的桩体号，便于系统对桩体的管理。

桩体号的设定在桩体完成密钥修改前设定，一经安装运行即不再改变。

严格做到一桩体一号。

2．11．报警功率

报警功率：

4字节。

2．12．限定功率

限定功率：

4字节。

三.卡片定义及应用流程

卡片种类及作用

客户充电卡：

用户在售电系统和桩体之间传递购电信息、用电信息、管理信息的载体。

（ESAM密钥修改后使用）

ESAM：

安装于桩体内完成对用户卡的身份识别，保证桩体与用户卡数据交换的安全性、完整性。

充电管理卡：

卡内不存电子钱包，用于没有用户卡的用户，在缴纳现金后，员工通过该卡，能打开、关闭充电桩工作。

（ESAM密钥修改后使用）

充值卡：

为方便零时用户充电的定额卡，只能消费，不能充值，卡内余额为零时卡片作废。

（ESAM密钥修改后使用）

PSAM卡：

安装于售电系统的服务网点，完成对用户卡的身份识别。

修改/恢复密钥卡：

存放主密钥，通过桩体完成ESAM模块密钥的更新，前者将测试密钥修改为运行密钥，后者将运行密钥还原为测试密钥。

功能测试卡：

对桩体的工作状态进行测试使用，使用时桩体进行各项功能测试，如测试电闸合上后自动跳开等。

（ESAM密钥修改后使用）

故障检修卡：

用于停止充电桩正在进行的充电，使用此卡不能进行充电。

（ESAM密钥修改后使用）

出厂设置卡：

在出厂前设置桩体的各项参数，包括桩体号，此号设置后不能修改。

（ESAM密钥修改前使用）

卡片逻辑结构

本规范中定义了用户卡、ESAM、PSAM、修改密钥卡等应用卡片。

数据在购电卡中采用不定长格式存放，在与购电卡进行数据交换或与数据抄收桩体进行数据传输时均采用数据串的形式进行，具体格式如下：

起始

电卡类型（命令）

长度

数据

校验

结束

起始：

1字节，固定为68H，为数据串的开始标识。

电卡类型（命令）：

1字节，不同的电卡类型（命令）表示与IC卡桩体进行数据交换的流程不同，它决定了数据串中数据的长度。

长度：

1字节，压缩BCD码，为数据串中数据区的长度。

数据：

字节数不定，为前面介绍数据项的组合，组合方式与命令有关。

校验：

1字节，为电卡类型、长度、数据三部分的累加和去除高字节自然溢出后得到，为16进制数。

结束：

1字节，固定为16H，代表数据串结束。

对数据串是否有效的判别依据为：

起始、结束字节必须正确；长度与数据区字节数必须相等；校验必须正确。

数据项中未特殊说明的均为BCD码。

3．1．客户充电卡

3．1．1．用途

用户用来完成购电以及向桩体中追加购电金额的电卡。

3．1．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

MF

主文件

3F00

FFFF

MEF

卡号信息文件

0001

08H

MKF

主密钥文件

0000

20H

DF01

桩体应用目录文件

3F01

1B0H

DKF

桩体应用密钥文件

0000

100H

EF1

指令二进制文件

0011

20H

EF2

购电钱包文件

0001

08H

EF3

交易明细文件

0018

17H*0AH

EF4

锁卡标识文件

0005

01H

EF5

返写信息文件

0002

50H*0AH

3．1．3．卡号信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

卡号

8

BCD

3．1．4．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

00

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

01

桩体内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

02

指令信息外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

04

锁卡外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

00

充值子密钥

是

自由

应用主控密钥

01

消费子密钥

是

自由

应用主控密钥

00

TAC子密钥

是

自由

应用主控密钥

02

灰锁子密钥

是

自由

应用主控密钥

01

解扣子密钥

是

自由

应用主控密钥

09

解扣MAC主密钥

否

自由

应用主控密钥

05

返写外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

●密钥如需分散，分散因子为8字节卡号。

●桩体内部认证密钥用于比较各种卡与ESAM、PSAM是否是一个系统发行的。

●指令信息外部认证密钥用于对指令二进制文件进行控制，认证通过后可以将指令信息写到用户卡中，与PSAM卡配对使用。

●圈存子密钥用于购电钱包文件的圈存充值操作，与PSAM卡配对使用。

●TAC子密钥用户圈存、灰锁等交易的TAC计算

●灰锁子密钥用于购电钱包的灰锁处理。

●锁卡外部认证密钥用于用户卡锁卡标识文件的控制，认证通过后可以对标识文件进行改写，与ESAM及PSAM卡配对使用。

●解扣子密钥用于购电钱包解扣交易处理。

●解扣MAC主密钥用于灰锁交易流程中的MAC计算及解扣交易流程中的MAC校验，和ESAM配对使用，达到灰锁和解扣一一对应的目的。

3．1．5．指令二进制文件

指令二进制文件存放用户购电相关信息。

序号

数据项

长度

说明

1

起始

1

68H

2

卡类型（命令）

1

01H

3

长度

1

HEX

4

购电日期

4

BCD（YYYYMMDD）

5

购电次数

3

HEX

6

校验和

1

HEX

7

结束码

1

16H

3．1．6．购电金额钱包文件

序号

数据项

长度

说明

1

剩余电量

4

HEX

3．1．7．返写信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

交易开始时间

6

BCD（YYYYMMDDhhmm）

2

交易前余额

4

BCD

3

交易结束时间

6

BCD（YYYYMMDDhhmm）

4

交易后余额

4

BCD

5

用电量

4

BCD

3．2．ESAM

3．2．1．用途

ESAM在桩体中有两个作用：

1、完成与客户充值卡的安全认证；

2、作为桩体内数据存储区。

3．2．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

MF

主文件

3F00

MKF

密钥文件

0000

EF1

桩体基本信息文件

0016

EF2

剩余金额钱包文件

0002

EF3

参数信息文件

0003

0100

EF4

桩体运行信息文件

0005

3．2．3．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

00

应用主控密钥

否

自由

应用主控密钥

01

桩体内部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

02

参数设置外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

03

桩体号设置外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

04

锁卡外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

01

灰锁主密钥

否

自由

应用主控密钥

02

消费主密钥

否

自由

应用主控密钥

01

解扣主密钥

否

自由

应用主控密钥

06

指令二进制MAC校验密钥

否

自由

应用主控密钥

09

解扣MAC子密钥

是

自由

应用主控密钥

05

返写外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

0A

远程控制MAC校验密钥

否

自由

应用主控密钥

0B

广播MAC校验密钥

否

自由

应用主控密钥

●桩体内部认证密钥用于比较各种卡与ESAM、PSAM是否是一个系统发行的。

●参数设置外部认证密钥用于对参数信息文件的控制，认证通过后可以对参数进行修改。

●锁卡外部认证密钥用于对用户卡锁卡标识文件的写权限获取。

与用户卡配对使用。

●灰锁主密钥用于用户卡购电钱包文件的灰锁处理。

与用户卡配对使用。

●指令二进制MAC校验密钥用于对参数设置卡的指令数据的校验，避免参数数据在线路上被篡改。

与参数设置卡配对使用。

●解扣主密钥用于用户卡购电钱包的解扣交易处理，与用户卡配对使用。

●解扣MAC子密钥用于解扣交易流程中的MAC计算，与用户卡配对使用，达到灰锁和解扣一一对应的目的。

●远程控制MAC校验密钥用于对从主站接收数据的校验。

●广播MAC校验密钥用于对从主站接收到的广播数据的校验。

3．2．4．基本信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

桩体号

6

BCD

3．2．5．剩余金额钱包文件

序号

数据项

长度

说明

1

剩余金额

4

HEX

2

交易金额

4

HEX

3．2．6．参数信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

当前交易费率1电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

2

当前交易费率2电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

3

当前交易费率3电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

4

当前交易费率4电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

5

当前交易费率5电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

6

当前交易费率6电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

7

当前交易费率7电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

8

当前交易费率8电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

9

备用交易费率1电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

10

备用交易费率2电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

11

备用交易费率3电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

12

备用交易费率4电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

13

备用交易费率5电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

14

备用交易费率6电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

15

备用交易费率7电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

16

备用交易费率8电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

17

备用费率电量单价切换时间

5

BCD（YYMMDDhhmm）

3．3．PSAM

3．3．1．用途

PSAM应用于系统的售电窗口，完成对用户卡购电过程中必要的安全认证。

3．3．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

MF

主文件

3F00

MKF

主密钥文件

0000

MEF

卡号信息文件

0001

08H

DF01

桩体应用目录文件

3F01

DKF

桩体应用密钥文件

0000

3．3．3．卡号信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

卡号

8

BCD

3．3．4．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

00

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

00

口令

否

自由

口令

00

桩体内部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

05

指令信息外部认证密钥

否

口令

应用主控密钥

04

锁卡外部认证密钥

否

口令

应用主控密钥

01

解扣主密钥

否

口令

应用主控密钥

02

充值主密钥

否

自由

应用主控密钥

03

消费主密钥

否

口令

应用主控密钥

06

指令二进制MAC校验密钥

否

口令

应用主控密钥

09

终端解扣MAC主密钥

否

口令

应用主控密钥

●应用主控密钥分散因子为PSAM卡序列号后8字节。

●桩体内部认证密钥用于比较用户卡与PSAM是否是一个系统发行的。

●锁卡外部认证密钥用于对用户卡锁卡标识文件的写权限获取。

与用户卡配对使用。

●指令二进制MAC校验密钥用于对参数设置卡的指令数据的校验码的计算，避免参数数据在线路上被篡改。

与参数设置卡配对使用。

●解扣主密钥用于用户卡购电钱包的解扣交易处理，与用户卡配对使用。

●解扣MAC主密钥用于解扣交易流程中的MAC计算，与用户卡配对使用，用于异常情况的解扣处理。

3．4．修改/还原密钥卡

3．4．1．用途

在桩体生产过程中，为方便生产厂家测试，ESAM中的密钥为测试值。

桩体出厂前，利用电力公司的修改密钥卡将桩体内ESAM的测试密钥修改为实际的运行密钥。

桩体密钥修改后意味着生产厂家使用的电卡将不可以继续使用，从而体现了电力公司对ESAM密钥的控制权限。

密钥修改卡对需要分散使用的密钥采用密文方式传递导出和使用。

3．4．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

MF

主文件

3F00

MKF

主密钥文件

0000

MEF1

卡号信息文件

0001

0008

DF01

应用目录文件

3F01

DKF

应用密钥文件

0000

EF1

指令信息文件

0001

0120

3．4．3．卡号信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

卡号

8

BCD

3．4．4．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

00

应用主控密钥

否

自由

应用主控密钥

00

桩体内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

01

ESAM应用主控密钥

否

自由

应用主控密钥

3．4．5．指令信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

起始

1

68H

2

卡类型（命令码）

1

02H

3

长度

2

HEX

4

应用主控密钥

18

HEX

5

内部认证密钥

18

HEX

6

参数设置外部认证密钥

18

HEX

7

桩体号设置外部认证

18

HEX

8

锁卡外部认证密钥

18

HEX

9

灰锁主密钥

18

HEX

10

消费主密钥

18

HEX

11

解扣主密钥

18

HEX

12

指令二进制MAC校验密钥

18

HEX

13

解扣MAC子密钥

18

HEX

14

返写外部认证密钥

18

HEX

15

远程控制MAC校验密钥

18

HEX

16

广播MAC校验

18

HEX

17

校验码

1

HEX

18

结束码

1

16H

3．5．工具卡（功能测试卡、故障检修卡）

3．5．1．用途

功能测试卡用于桩体的基本功能测试，如继电器的开启关闭等；（修改密钥后使用）

故障检修卡用于停止充电桩正在进行的充电，使用此卡不能进行充电。

（修改密钥后使用）

这两种卡只需在密钥匹配的情况下就可以使用，卡结构相同。

卡类型‘11’为功能测试卡，卡类型‘12’为故障检修卡。

3．5．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

MF

主文件

3F00

MKF

主密钥文件

0000

MEF1

卡号信息文件

0001

0008

DF01

应用目录文件

3F01

DKF

应用密钥文件

0000

EF1

指令信息文件

0001

05H

3．5．3．卡号信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

卡号

8

BCD

3．5．4．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

00

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

01

内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

3．5．5．指令信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

起始

1

68H

2

卡类型（命令）

1

11H/12H

3

长度

1

00H

4

校验和

1

11H/12H

5

结束码

1

16H

3．6．充电管理卡

3．6．1．用途

用来完成现金结算客户的充电允许卡。

第一次刷卡开始充电，第二次刷卡停止充电。

（修改密钥后使用）

3．6．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

MF

主文件

3F00

FFFF

MEF

卡号信息文件

0001

08H

MKF

主密钥文件

0000

20H

DF01

桩体应用目录文件

3F01

1B0H

DKF

桩体应用密钥文件

0000

100H

EF1

指令二进制文件

0011

20H

3．6．3．卡号信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

卡号

8

BCD

3．6．4．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

00

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

01

内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

02

指令信息外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

●密钥如需分散，分散因子为8字节卡号。

●内部认证密钥用于比较各种卡与ESAM、PSAM是否是一个系统发行的。

●指令信息外部认证密钥用于对指令二进制文件进行控制，认证通过后可以将指令信息写到用户卡中。

3．6．5．指令二进制文件

序号

数据项

长度

说明

1

起始

1

68H

2

卡类型（命令）

1

51H

3

长度

1

00H

4

校验和

1

HEX

5

结束码

1

16H

3．7．出厂设置卡

3．7．1．用途

出厂设置卡用于在电能表密钥修改前设定状体号及基本运行参数信息。

出厂设置后，使用密钥修改卡完成密钥修改即可挂表运行了。

电卡类型定义为‘41’。

3．7．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

MF

主文件

3F00

MEF

卡号信息文件

0001

10HH

MKF

主密钥文件

0000

DF01

桩体应用目录文件

3F01

DKF

桩体应用密钥文件

0000

EF1

指令信息文件

0001

30H

3．7．3．卡号信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

卡号

8

BCD

3．7．4．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

00

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

01

桩体内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

03

桩体号外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

3．7．5．出厂设置卡指令信息文件

序号

数据项

长度

说明

1

起始

1

68H

2

卡类型（命令）

1

41H

3

长度

1

HEX

4

桩体号

6

BCD

5

当前交易费率1电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

6

当前交易费率2电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

7

当前交易费率3电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

8

当前交易费率4电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

9

当前交易费率5电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

10

当前交易费率6电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

11

当前交易费率7电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

12

当前交易费率8电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

1.0000）

13

备用交易费率1电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

14

备用交易费率2电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

15

备用交易费率3电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

16

备用交易费率4电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

17

备用交易费率5电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

18

备用交易费率6电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

19

备用交易费率7电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

20

备用交易费率8电量单价

3

BCD（四位小数，单位：

元，缺省值:

FF.FFFF）

21

备用费率电量单价切换时间

5

BCD（YYMMDD