校园水控系统CPU卡技术规范.docx

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校园水控系统CPU卡技术规范

校园水控系统

智能CPU卡技术规范（草）

前言

此规范仅适用校园水控系统智能水表的软件设计工作，涉及IC卡水表厂商程序设计、水卡结构、数据内容、售水管理流程等方面。

在使用的IC卡水表及售水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

二．数据项定义

2．1．户号

户号：

5字节。

水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．水卡类型

水卡类型：

1字节。

用于区分卡的类型，水表根据不同的卡类型采取不同的处理流程。

包括用户卡、参数设置卡、查询卡、清零卡、表号设置卡、密钥修改（恢复）卡等。

2．3．剩余金额

剩余金额：

4字节。

水表中当前剩余的金额，用于水表的用水扣减和比对。

2．4．购水次数

购水次数：

2字节。

用户从开户起到充值网点交款购水总次数，每购一次水购水次数加一。

2．5．报警金额

报警金额：

4字节。

提醒用户尽快购水的报警门限金额。

当水表中剩余金额小于等于报警金额时，水表的液晶显示部分处于闪烁状态，给予用户灯光报警。

2．6．购水日期

购水日期：

4字节。

以yyyy-mm-dd格式存储。

2．7．用水量

用水数据：

4字节。

记录用户水表的实际用量。

用于用水信息的抄收。

2．8．水表号

水表号：

6字节。

每一块水表设置不同的水表号，便于系统对表的管理。

表号的设定在水表完成密钥修改前设定，一经挂表运行即不再改变。

严格做到一表一号。

2．9．水价

水价：

3字节。

存储水价信息，用于金额的扣减计算。

三.卡片定义及应用流程

卡片种类及作用

用户卡：

用户在售水系统和水表之间传递购水信息、用水信息、管理信息的载体。

ESAM：

安装于水表内完成对用户卡的身份识别，保证水表与用户卡数据交换的安全性、完整性。

PSAM卡：

安装于售水系统的服务网点，完成对用户卡的身份识别。

修改/恢复密钥卡：

存放主密钥，通过水表完成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。

参数设置卡：

水表出厂后通过该卡对特定表的运行参数进行设定，设定参数包括报警金额、水价等。

（以表号为判断依据）

表号设置卡：

水表挂表运行前（密钥修改前），用此卡完成表号信息的设定。

查询卡：

用来查询指定区域内IC卡表中各种数据信息，该卡不对水表进行任何改写操作，刷卡时，水表轮显两遍用水和设置信息。

清零卡：

能将水表清零的管理卡，清零后的水表可以继续使用。

测试卡：

对水表的工作状态进行测试使用，使用时水表进行各项功能测试。

卡片逻辑结构

本规范中定义了用户卡、ESAM、PSAM、修改密钥卡、参数设置卡等应用卡片。

数据在购水卡中采用不定长格式存放，在与购水卡进行数据交换或与数据抄收装置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

水卡类型（命令）

数据

校验

结束

起始：

1字节，固定为68H，为数据串的开始标识。

水卡类型（命令）：

1字节，不同的水卡类型（命令）表示与IC卡水表进行数据交换的流程不同。

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，为水卡类型、数据两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；校验必须正确。

数据项中未特殊说明的均为BCD码。

3．1．用户卡

3．1．1．用途

用户用来完成购水以及向水表中追加购水金额的水卡。

3．1．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

主文件

3F00

FFFF

MKF

主密钥文件

0000

20H

DF01

水表应用目录文件

3F01

1B0H

DKF

水表应用密钥文件

0000

100H

EF1

指令信息文件

0001

12H

3．1．3．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

卡表内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

指令信息外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

数据加密密钥

是

自由

应用主控密钥

●密钥如需分散，分散因子为5字节用户号前补3字节0。

●水表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。

3．1．4．指令二进制文件

指令二进制文件存放用户购水相关信息。

偏移量

数据

说明

00H

68H

起始

01H

水卡类型（命令）

02-06H

户号（5）BCD

07-08H

使用次数

（2）

09-0BH

剩余金额（3）

0C-0FH

保留（4）

10H

校验和

（1）

11H

16H

结束码

3．2．ESAM

3．2．1．用途

ESAM在水表中有两个作用：

1、完成水表和用户卡的安全认证；2、作为水表内数据存储区。

3．2．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

主文件

3F00

MKF

密钥文件

0000

EF1

参数信息文件

0001

0FH

3．2．3．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

应用主控密钥

否

自由

应用主控密钥

水表内部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

参数设置外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

数据加密密钥

否

自由

应用主控密钥

●水表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

3．2．4．参数信息文件

偏移量

数据

说明

00H-07H

表号（8）

0CH-0FH

报警金额（4）

12H-14H

水价（3）

3．3．PSAM

3．3．1．用途

PSAM应用于系统的售水窗口，完成对用户卡购水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

主文件

3F00

MKF

主密钥文件

0000

DF01

水表应用目录文件

3F01

DKF

水表应用密钥文件

0000

3．3．3．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

口令

否

自由

口令

卡表内部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

指令信息外部认证密钥

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。

●水表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。

3．4．修改/还原密钥卡

3．4．1．用途

在水表生产过程中，为方便生产厂家测试，ESAM中的密钥为测试值。

水表出厂前，利用水司的修改密钥卡将水表内ESAM的测试密钥修改为实际的运行密钥。

水表密钥修改后意味着生产厂家使用的水卡将不可以继续使用，从而体现了水司对ESAM密钥的控制权限。

3．4．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

主文件

3F00

MKF

主密钥文件

0000

MEF1

卡号信息文件

0001

0008

DF01

水表应用目录文件

3F01

DKF

水表应用密钥文件

0000

EF1

指令信息文件

0001

0120

3．4．3．指令信息文件

偏移量

数据

说明

00H

68H

起始

01H

02H

水卡类型（命令）

02H

FFH

长度

03H-1AH

应用主控密钥

1BH-32H

水表内部认证密钥

33H-4AH

参数设置外部认证密钥

10BH

校验和

10CH

16H

结束码

密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

应用主控密钥

否

自由

应用主控密钥

水表内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

ESAM应用主控密钥

否

自由

应用主控密钥

．3．5．表号设置卡

3．5．1．用途

表号设置卡用于设置表号；

3．5．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

主文件

3F00

MEF

卡号信息文件

0001

10H

MKF

主密钥文件

0000

DF01

水表应用目录文件

3F01

DKF

水表应用密钥文件

0000

EF1

指令信息文件

0001

30H

3．5．3．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

水表内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

参数设置外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

返写外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

3．5．4．参数设置卡指令信息文件

偏移量

数据

说明

00H

68H

起始

01H

21H

水卡类型（命令）

起始表号

当前表号

结束表号

校验和

16H

结束码

3．6．参数设置卡

3．6．1．用途

参数设置卡用于整合的水表基本参数的设定；

3．6．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

主文件

3F00

MEF

卡号信息文件

0001

10H

MKF

主密钥文件

0000

DF01

水表应用目录文件

3F01

DKF

水表应用密钥文件

0000

EF1

指令信息文件

0001

30H

EF2

返写信息文件

0002

14H*30H

3．6．3．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

水表内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

参数设置外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥

返写外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

3．6．4．参数设置卡指令信息文件

偏移量

数据

说明

00H

68H

起始

01H

21H

水卡类型（命令）

报警金额（4）

水价（3）

校验和

16H

结束码

3．7．查询卡、清零卡

3．7．1．用途

此工具卡并不带入参数信息，以区域号为基础进行相应的显示或信息处理。

水卡类型‘31’为查询卡，水卡类型‘33’为清零卡。

3．7．2．文件定义

文件

内容说明

标识

空间

主文件

3F00

MEF

卡号信息文件

0001

10H

MKF

主密钥文件

0000

DF01

水表应用目录文件

3F01

DKF

水表应用密钥文件

0000

EF1

指令信息文件

0001

10H

EF2

返写信息文件

0002

14H*30H

3．7．3．密钥定义

标识

名称

分散

使用权

更改权

应用主控密钥

是

自由

应用主控密钥

水表内部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

参数设置外部认证密钥

否

自由

应用主控密钥（复位卡）

返写外部认证密钥

是

自由

应用主控密钥

3．7．4．指令信息文件

偏移量

数据

说明

00H

68H

起始

01H

31H/32H/33H

命令

02H

08H

长度

0BH

校验和

0CH

16H

结束码

出厂设置卡用于在水表密钥修改前设定表具的表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。

水卡类型定义为‘41’。

．

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