一种IC卡智能水表信息安全管理系统及方法与流程

一种ic卡智能水表信息安全管理系统及方法
技术领域
1.本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种ic卡智能水表信息安全管理系统及方法。


背景技术：

2.智能ic卡水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能ic卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。它除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。由于其数据传递和交易结算通过ic卡进行，因而可以实现由工作人员上门抄表收费到用户自己去营业所交费的转变。信息安全的定义为：为数据处理系统建立和采用的技术、管理上的安全保护，为的是保护计算机硬件、软件、数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄露。
3.而随着ic卡智能水表的出现，自来水公司为了方便管理，将ic卡智能水表应用到日常的计费中。但是同一自来水公司可能采用多种品牌的ic卡智能水表，各生产厂家单独掌握着ic卡智能水表的管理方法，不同品牌ic卡智能水表使用不同的管理系统、操作设备、传输介质、管理口令、操作方式，造成各自来水公司在技术上没有ic卡智能水表的控制权，ic卡智能水表可以脱离自来水公司的管理系统，信息被任意修改，使用状态被控制，让特定的某个用户或多个用户使用自来水不用付费或者多付费，信息的安全性较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种ic卡智能水表信息安全管理系统及方法，解决上述技术问题：
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种ic卡智能水表信息安全管理系统及方法，包括以下步骤：
7.获取所述的ic卡智能水表中的用户用水流量数据，所述的用户用水量数据为用户上月的用水流量统计数据，以24h为周期将所述的用户用水流量数据划分为若干组并建立用水流量变化函数f
date
(t)，其中t表示时间，t∈(00:00:00,23:59:59)，date表示日期；
8.获取用户的历史用水量数据，从所述的历史用水数据中提取并计算出所述的用户的最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
；
9.将用水流量变化函数f
date
(t)与最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
进行校对，验证数据是否正确。
10.作为本发明进一步的方案：在所述的校对过程中，具体的步骤如下所示：
11.当时，判定当日数据存在异常，发送异常代码至服务器；
12.当时，判定当日数据正常；
13.当时，判定当日数据存在异常，发送异常代码至服务器。
14.作为本发明进一步的方案：当存在t，令f
date
(t)＞l
max
时，判定当日数据出现错误，发送错误代码至服务器。
15.作为本发明进一步的方案：当所述的服务器接收到异常代码时，获取与当日日期相邻的若干组数据作为验证数据，如果所述的验证数据中存在异常数据且比例超过所设定的阈值时，则判定当日数据正常；否则，则判定当日数据状态判定为“可能篡改”。
16.作为本发明进一步的方案：当所述的服务器接收到错误代码时，抓取后台维修数据，检验用户是否提交维修请求，如果所述的用户未提交维修请求，则当日数据状态判定为“可能篡改”。
17.作为本发明进一步的方案：如果所述的用户已提交维修请求，获取维修请求中的故障种类，如果所述的故障种类属于预先设定的特殊故障，则判定当日数据正常，所述的特殊故障包括水管漏水和水管爆裂。
18.作为本发明进一步的方案：如果所述的用户已提交维修请求，获取维修请求中的故障种类，如果所述的故障种类不属于预先设定的特殊故障，则判定当日数据状态为“可能篡改”。
19.一种ic卡智能水表信息安全管理系统，包括：
20.结算数据模块：获取所述的ic卡智能水表中的用户用水流量数据，所述的用户用水量数据为用户上月的用水流量统计数据，以24h为周期将所述的用户用水流量数据划分为若干组并建立用水流量变化函数f
date
(t)，其中t表示时间，t∈(00:00:00,23:59:59)，date表示日期；
21.历史数据模块：获取用户的历史用水量数据，从所述的历史用水数据中提取并计算出所述的用户的最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
；
22.校核模块：将用水流量变化函数f
date
(t)与最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
进行校对，验证数据是否正确。
23.本发明的有益效果：假如出现恶意篡改用水量数据，存在两种情况，一种是恶意报复他人，从而调高用水量，让他人多交水费；一种是调低自己的用水量，从而少交水费；在本发明中，分别针对上述两种情况进行校对，从用户的历史数据中得出用户的最大单日用水量和单日平均用水量，从而依次识别上月的每日用水中是否符合历史数据中最大单日用水量和单日平均用水量的标准，从而识别出数据的准确性。
附图说明
24.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
25.图1是本发明一种ic卡智能水表信息安全管理方法的流程示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1所示，本发明为一种ic卡智能水表信息安全管理方法，包括以下步骤：
28.获取所述的ic卡智能水表中的用户用水流量数据，所述的用户用水量数据为用户上月的用水流量统计数据，以24h为周期将所述的用户用水流量数据划分为若干组并建立用水流量变化函数f
date
(t)，其中t表示时间，t∈(00:00:00,23:59:59)，date表示日期；
29.获取用户的历史用水量数据，从所述的历史用水数据中提取并计算出所述的用户的最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
；
30.将用水流量变化函数f
date
(t)与最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
进行校对，验证数据是否正确。
31.在本实施例中，在所述的校对过程中，具体的步骤如下所示：
32.当时，判定当日数据存在异常，发送异常代码至服务器；
33.当时，判定当日数据正常；
34.当时，判定当日数据存在异常，发送异常代码至服务器。
35.可以理解的是，假如出现恶意篡改用水量数据，存在两种情况，一种是恶意报复他人，从而调高用水量，让他人多交水费；一种是调低自己的用水量，从而少交水费；在本发明中，分别针对上述两种情况进行校对，从用户的历史数据中得出用户的最大单日用水量和单日平均用水量，从而依次识别上月的每日用水中是否符合历史数据中最大单日用水量和单日平均用水量的标准，从而识别出数据的准确性。
36.在本发明一种优选的实施例中，当存在t，令f
date
(t)＞l
max
时，判定当日数据出现错误，发送错误代码至服务器。l
max
为历史数据中所记载的最大单日流量，在一定程度上可以认为是该用户在所有用水出口全开启下的流量，比如：家庭用水中，把所有水龙头、花洒、洗衣机和马桶等用水设备都打开时，输水管内部的流量，所以在正常的使用情况下，所测得的流量变化函数f
date
(t)是小于等于l
max
的。
37.因此，在本实施例中，当所述的服务器接收到错误代码时，抓取后台维修数据，检验用户是否提交维修请求，如果所述的用户未提交维修请求，则当日数据状态判定为“可能篡改”；如果所述的用户已提交维修请求，获取维修请求中的故障种类，如果所述的故障种类属于预先设定的特殊故障，则判定当日数据正常，所述的特殊故障包括水管漏水和水管爆裂；如果所述的用户已提交维修请求，获取维修请求中的故障种类，如果所述的故障种类不属于预先设定的特殊故障，则判定当日数据状态为“可能篡改”。
38.可以理解的是，最大单日用水流量l
max
并不是绝对的，在特殊情况下是有可能会出
现管内流量大于l
max
的，特殊情况为在正常使用的情况下出现额外的出水口，而这额外的出水口并不是用户设置的，属于突发情况，比如说水管泄漏或者水管爆裂等，在这种情况下，管内流量大于l
max
是正常的。
39.在本发明一种优选的实施例中，当所述的服务器接收到异常代码时，获取与当日日期相邻的若干组数据作为验证数据，如果所述的验证数据中不存在异常数据或者存在异常数据但比例超过所设定的阈值时，则判定当日数据正常；否则，则判定当日数据状态判定为“可能篡改”。
40.此处，通过相邻时间的相互验证来确认异常数据是否被篡改，因为仅出现少数几次日用水量超过限量，对整体的水费影响较小，因此他人篡改的可能性也较小。
41.一种ic卡智能水表信息安全管理系统，包括：
42.结算数据模块：获取所述的ic卡智能水表中的用户用水流量数据，所述的用户用水量数据为用户上月的用水流量统计数据，以24h为周期将所述的用户用水流量数据划分为若干组并建立用水流量变化函数f
date
(t)，其中t表示时间，t∈(00:00:00,23:59:59)，date表示日期；
43.历史数据模块：获取用户的历史用水量数据，从所述的历史用水数据中提取并计算出所述的用户的最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
；
44.校核模块：将用水流量变化函数f
date
(t)与最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
进行校对，验证数据是否正确。
45.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种ic卡智能水表信息安全管理方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述的ic卡智能水表中的用户用水流量数据，所述的用户用水量数据为用户上月的用水流量统计数据，以24h为周期将所述的用户用水流量数据划分为若干组并建立用水流量变化函数f
date
(t)，其中t表示时间，t∈(00:00:00,23:59:59)，date表示日期；获取用户的历史用水量数据，从所述的历史用水数据中提取并计算出所述的用户的最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
；将用水流量变化函数f
date
(t)与最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
进行校对，验证数据是否正确。2.根据权利要求1所述的一种ic卡智能水表信息安全管理方法，其特征在于，在所述的校对过程中，具体的步骤如下所示：当时，判定当日数据存在异常，发送异常代码至服务器；当时，判定当日数据正常；当时，判定当日数据存在异常，发送异常代码至服务器。3.根据权利要求2所述的一种ic卡智能水表信息安全管理方法，其特征在于，当存在t，令f
date
(t)＞l
max
时，判定当日数据出现错误，发送错误代码至服务器。4.根据权利要求2所述的一种ic卡智能水表信息安全管理方法，其特征在于，当所述的服务器接收到异常代码时，获取与当日日期相邻的若干组数据作为验证数据，如果所述的验证数据中不存在异常数据或者存在异常数据但比例未超过所设定的阈值时，则判定当日数据正常；否则，则判定当日数据状态判定为“可能篡改”。5.根据权利要求3所述的一种ic卡智能水表信息安全管理方法，其特征在于，当所述的服务器接收到错误代码时，抓取后台维修数据，检验用户是否提交维修请求，如果所述的用户未提交维修请求，则当日数据状态判定为“可能篡改”。6.根据权利要求5所述的一种ic卡智能水表信息安全管理方法，其特征在于，如果所述的用户已提交维修请求，获取维修请求中的故障种类，如果所述的故障种类属于预先设定的特殊故障，则判定当日数据正常，所述的特殊故障包括水管漏水和水管爆裂。7.根据权利要求6所述的一种ic卡智能水表信息安全管理方法，其特征在于，如果所述的用户已提交维修请求，获取维修请求中的故障种类，如果所述的故障种类不属于预先设定的特殊故障，则判定当日数据状态为“可能篡改”。8.一种ic卡智能水表信息安全管理系统，其特征在于，包括：结算数据模块：获取所述的ic卡智能水表中的用户用水流量数据，所述的用户用水量数据为用户上月的用水流量统计数据，以24h为周期将所述的用户用水流量数据划分为若干组并建立用水流量变化函数f
date
(t)，其中t表示时间，t∈(00:00:00,23:59:59)，date表示日期；历史数据模块：获取用户的历史用水量数据，从所述的历史用水数据中提取并计算出
所述的用户的最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
；校核模块：将用水流量变化函数f
date
(t)与最大单日用水流量l
max
、最大单日用水量s
max
和单日平均用水量s
average
进行校对，验证数据是否正确。

技术总结
本发明公开了一种IC卡智能水表信息安全管理方法，包括以下步骤：获取所述的IC卡智能水表中的用户用水流量数据，所述的用户用水量数据为用户上月的用水流量统计数据，以24h为周期将所述的用户用水流量数据划分为若干组并建立用水流量变化函数f


技术研发人员：杨俊平 王新武 简东青 岳振军
受保护的技术使用者：内蒙古东振数控科技有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/8/9