总第47卷第539期电测与仪表Vol.47No.5392010年第11期ElectricalMeasurement&InstrumentationNov.2010ESAM安全模块在预付费电表中的应用研究陶维青1,2，黄俊祥1，曹军2，汪芳2，张孟2(1.合肥工业大学电气与自动化工程学院，合肥230009；2.安徽科大鲁能智能电网技术有限公司，合肥230088)摘要：当前国家正在大力推进的智能电网建设，智能电表是基础，而智能电表设计的关键和难点在于CPU卡预付费技术和ESAM安全模块技术。针对射频卡预付费电表的安全隐患，本文探讨了将ESAM安全模块嵌入到CPU卡预付费电表中以增强系统安全的方案。文章首先介绍ESAM安全模块的特性及其内部结构；接着介绍了MCU的选型，并对ESAM模块以及CPU卡与终端主控MCU的通讯接口进行阐述；随后对ESAM安全模块的内部文件系统以及安全机制进行了描述；最后给出了电能表与电表卡的身份认证，参数设置，充值，扣款以及远程控制功能的软件实现思路，并以增加电费卡为例详细介绍了软件操作流程。关键词：嵌入式安全控制模块；CPU卡；预付费；智能电表中图分类号：TM933.4文献标识码：A文章编号：1001－1390（2010）11－0058－05ApplicationStudyofEmbeddedSecureAccessModuleinCPUCardPrepaymentMetersTAOWei-qing1,2,HUANGJun-xiang1,CAOJun2,WANGFang2,ZHANGMeng2(1.SchoolofElectricEngineeringandAutomation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China.2.AnhuiKDLNSmartGridTechnologyCO.,LTD,Hefei230088,China)Abstract：NowadaystheChineseGovernmentispromotingtheconstructionofSmartGrid,ofwhichthebasisisSmartMeters.ThekeyfactoranddifficultyisthetechnologyofCPUcardPrepaymentandESAM.InordertopreventthepotentialsafetyhazardofRFCardPrepaymentMeters,thispaperstudiesaprogramwithESAMembeddingintotheCPUCardPrepaymentMeterstoenhancesystemsecurity.First,itintroducesthecharacteristicsandinternalstructureofESAM,anddescribesconnectingcircuitdiagramofESAMandCPUcardwiththeMCU.ThentheCardOperatingSystemintheESAManditsmechanismofsafetyarepresented.Atlast,itdescribesthesoftwareideaofthemeters’functions,includingAuthenticationbetweenthecardandthemeters,ParameterSetting,Recharge,ChargeandRemoteControl,takingtheIncreaseTariffCardforexample.Keywords:ESAM,CPUcard,prepayment,smartmeters0引言对工作，虽然射频卡应用厂商也提出了升级方案，这随着电力技术的不断发展，传统的电能表因为其并不能从根本上解决问题，很多用户都在寻求更可靠抄表成本太高以及功能缺陷已逐渐退出了市场，并被的方案，于是一种基于具有内部独立加解密运算能力更为先进的智能预付费电表所取代，而当前的预付费的CPU卡的智能预付费方案应运而生。方案很大一部分都是采用非接触式射频卡方案来实CPU卡智能预付费电表不仅能够实现电压、电流现的，伴随着2009年初以来射频卡巨头菲利普公司射和谐波量的高精度测量，而且能够完成定时测量、数频卡加密算法被宣告破解，在国内用户中掀起了一阵据记录、断电报警甚至限制负荷，而且能够通过使用轩然大波，工业和信息化部还专门发布了《关于做好CPU卡作为预购电金额和当前电价等数据信息的存应对部分IC卡出现严重安全漏洞工作的通知》，要求储和传输介质，实现预购电及费控