燃油加油机防作弊系统
实施方案
归口单位：中国计量协会
方案起草人：陈建华王立李树存李凤石
本方案由中国计量协会加油设备工作委员会负责解释
2006年5月北京
前言
2006年3月8日，国家质量监督检验检疫总局颁布了《燃油加油机检定规程》（JJG443-2006）（以下简称规程）。该《规程》将于2006年9月8日起正式实施。届时，各企业生产销售的燃油加油机必须符合《规程》要求。
新的《规程》在计量防作弊方面，做了较大变动：“编码器”替代原“传感器”，并具备新的安全功能，它与监控微处理器构成的防作弊系统已成为燃油加油机的重要组成部分。
为便于各加油机企业尽快适应新《规程》的要求，制定出《加油机防作弊系统实施方案》，就防作弊系统的基本构成、技术参数和实施方案等做了详尽的介绍，请各加油机生产企业务必引起高度重视，尽快组织人员，认真研究相关内容，积极配合研制单位进行防作弊系统的的各项测试、联调、试用等工作，研制单位应确保新《规程》正式实施后加油机企业的正常生产和销售。
各加油机生产企业如发现问题，可直接向中国计量协会和研制单位反映，研制单位应高度重视，并尽快解决。
中国计量协会加油设备工作委员会
2006年5月15日
目录
1防作弊系统介绍1
1.1防作弊系统构成及连接形式1
1.2防作弊系统防作弊的相关措施3
1.2.1双向验证3
1.2.2防止修改脉冲当量或增加脉冲数作弊3
1.2.3防止换计控主板作弊4
1.2.4防止利用编码器作弊4
1.2.5作弊稽查4
2防作弊系统实施方案5
2.1和加油机的系统集成5
2.1.1机械部分集成5
2.1.2电气部分集成5
2.2防作弊系统试验5
2.3防作弊系统试用6
3防作弊系统技术参数说明7
3.1监控微处理器7
3.2编码器7
3.3转接板8
附件1编码器定位孔位置和尺寸图
附件2编码器输出轴尺寸图
附件3独立的转接板电路原理参考图
附件4转接板和加油机计控主板合并的电路原理参考图
1防作弊系统介绍
1.1防作弊系统构成及连接形式
根据《燃油加油机检定规程》（JJG443－2006）（以下简称“规程”）的要求，加油机增加了防作弊的功能。加油机防作弊功能是通过监控微处理器和编码器共同完成的，其中编码器替换了原来的脉冲发生器（也称为传感器），以满足防作弊的要求。图1为规程定义的加油机电路模式图：
图1加油机电路模式图
上述模式图中，监控微处理器和编码器通过RS-232C接口进行连接，同时加油机报税接口仍保持为原来的RS-232C接口不变。为此，需要将加油机现有计控主板的RS-232C接口进行扩展，以满足监控微处理器需要同时与编码器及报税器进行连接的要求。
RS-232C接口扩展后，加油机防作弊系统的连接图如图2，其中转接板完成了RS-232C接口的扩展。
图2加油机防作弊系统框图
为了方便实施，将编码器输出的脉冲信号先通过转接板后，再和计控主板进行连接。输入到计控主板的脉冲信号将保持和原来脉冲信号的波形、相位完全一致。
下面为防作弊系统的电气连接原理性框图：
1.2防作弊系统防作弊的相关措施
1.2.1双向验证
按照规程，编码器和监控微处理器进行双向验证，以建立安全的传输通道。双向验证失败时，监控微处理器会禁止加油机加油，并显示错误信息。
双向验证是通过认证算法和安全的认证协议来保障的。双向验证不可伪造。
1.2.2防止修改脉冲当量或增加脉冲数作弊
按照规程，加油机脉冲当量检测功能的启动是在初始化后。一旦启动脉冲当量检测功能后，每次加油时都进行防作弊检测。
每次加油时，监控微处理器对比编码器密文发送的油量数据和计量方发送的油量数据，看是否超出允许的精度范围（规程规定为：±0.6%）。如发生超差，记录相关的信息，便于稽查部门的事后稽查。
按照规程，出现5次超差后，监控微处理器就会锁机，并显示相应的信息。加油机的对应枪就不允许继续加油了，只有通过重新初始化或技术监督部门的处理才允许重新加油。
1.2.3防止换计控主板作弊
按照规程，加油机脉冲当量检测功能启动后，加油机每次换计控主板，编码器允许最多加三次油。超过三次，编码器会切断脉冲，禁止加油。只有通过初始化，此加油机才允许继续加油。
1.2.4防止利用编码器作弊
按照规程，编码器不可打开，打开后编码器将失效且不可恢复。同时，编码器和加油机流量测量变换器间要进行铅封，以禁止编码器的随意更换。
1.2.5作弊稽查
编码器和税控存储器都保存有每次异常的明细记录，包括加油量偏差、加油数据、日期等信息。这些信息密文存放，不可修改。只有稽查部门用POS机才能读取。
2防作弊系统实施方案
加油机防作弊系统已由相关单位研制成功。5月份开始，研制单位将配合各加油机生产企业进行防作弊系统试验以及防作弊系统的试用。
2.1和加油机的系统集成
防作弊系统和加油机的系统集成分为机械部分集成和电气部分集成两个方面。
2.1.1机械部分集成
机械部分集成指编码器和加油机流量测量变换器的机械连接。
编码器研制单位提供编码器的样机及编码器的安装定位孔尺寸图、输出轴尺寸图。由各加油机生产企业自行设计编码器与流量测量变换器的机械连接结构。
附件1为编码器定位孔位置和尺寸图（两张图纸，任选其中一张图纸连接）。
附件2为编码器输出轴尺寸图（两张图纸，任选其中一张图纸连接）。
2.1.2电气部分集成
电气部分集成指编码器和加油机计控主板的电气连接。编码器通过转接板和加油机计控主板进行连接。转接板可以为独立的电路板，也可以合并到加油机计控主板中。
中国计量协会统一提供转接板的电路原理参考图，可由加油机生产企业自行生产转接板。如有特殊要求，向中国计量协会提出，由中国计量协会协调研制单位设计统一解决方案。
附件3为独立的转接板电路原理参考图（两张图）。
附件4为和加油机计控主板合并的电路原理参考图。
2.2防作弊系统试验
加油机生产企业完成了防作弊系统和加油机的集成后，可向中国计量协会或防作弊系统研制单位提出试验要求。
防作弊系统研制单位接到试验要求后，要积极主动配合加油机生产企业进行试验。试验主要是在加油机生产企业进行的，采用实际加油的方式进行。防作弊系统的试验包括：
1、加装编码器后加油机的计量准确度试验；
2、防作弊功能试验；
3、税控功能试验。
2.3防作弊系统试用
防作弊系统试验完成后，各加油机生产企业可向中国计量协会订购防作弊系统试用产品。试用产品可以在加油站正式使用，并和国税用的“税控加油机初始化管理系统”和计量部门用的POS机进行连接。
防作弊系统试用产品由中国计量协会按照统一的价格进行销售。
3防作弊系统技术参数说明
加油机防作弊系统由监控微处理器、编码器以及用来扩展RS-232C接口的转接板构成。
3.1监控微处理器
监控微处理器的管脚定义、电气特性和接口保持原来的不变。只是在功能上，监控微处理器增加了防作弊处理功能。
对于防作弊处理功能，监控微处理器增加了新的错误或警告提示信息。提示信息显示在加油机显示板的单价屏上，油量和金额屏保持原来的油量数据不被覆盖。下表为提示信息说明：
提示信息
（单价屏）含义原因分析
――61认证错误编码器和监控微处理器间的双向验证错误。
――62串口通讯错误编码器和转接板，或转接板和计控主板间的线路通讯不畅。
――63更换新主板未初始化加油机更换了新的主板，并且加油超过3次。需要重新初始化。
――64脉冲当量超出±0.6%表示加油超出±0.6%的精度范围，如果累计超出精度范围5次，则进行锁机。
――65编码器硬件异常编码器进行自检时，硬件检测没有通过。
――66存储器数据已满加油机存储的税控数据已经超出了7年，需要更换监控微处理器。
3.2编码器
编码器的技术参数如下：
1.编码器的准确度
编码器转换脉冲数：流量测量变换器机械转动一周（或一转），编码器转换的脉冲信号数（≥50）
编码器转换脉冲信号的误差：编码器转换脉冲数х流量测量变换器机械转动转数－编码器实际转换的脉冲信号数（±1个脉冲）
编码器的转速范围：能满足编码器转换脉冲信号误差的转速范围（≤300转/分）
2.满足规程要求的环境试验要求和电磁兼容试验要求；
3.符合GB3836.1－2000、GB3836.2－2000防爆性能的要求；
4.符合规程规定的加油机防作弊功能；
5.采用先进的数字认证算法，确保和监控微处理器的通讯可见而不可破解；
6.具有唯一的序列号，序列号可通过计量检定和技术监督稽查用的POS机进行稽查，并可通过中国计量网确认序列号是否真实。
7.能准确反映流量测量变换器的转动方向，且具有反转不计数功能；
8.输出计量脉冲信号波形和相位满足计量微处理器脉冲信号处理的要求；
9.具有自检功能，并能将自检状态发送给监控微处理器进行显示；
10.电气特性参数：
工作电压：4.5~5.5V
工作电流：小于30mA
工作环境温度：-25℃—+55℃
输出脉冲特性：输出双路脉冲信号，开漏输出。
11.连接电缆参数：
规格：RVVP-6×0.5
长度：1800mm±20mm
芯数：6芯（红、绿、黄、黑、蓝、橙）
12.连接电缆线序说明：
红：Vcc电源
绿：PA计量脉冲A
黄：PB计量脉冲B
黑：GND地
蓝：RXD串行通讯接收端
橙：TXD串行通讯发送端
3.3转接板
转接板实现编码器和监控微处理器的通讯连接，附件3、附件4为两种情况下转接板设计的电路原理参考图。
转接板控制芯片为工业级的多串口转换微处理器，采用SOP或DIP形式的封装。下面为转接板控制芯片的管脚定义。
引脚定义类型描述
RESETI复位输入端。当电源电压在正常范围以内及晶振正常工作的条件下，该引脚上一个不短于2uS的高电平将复位控制芯片。
RXD0I通用异步串行接口的数据输入端。和监控微处理器的TXD连接
TXD0O通用异步串行接口的数据输出端，和监控微处理器的RXD连接
RXD1I通用异步串行接口的数据输入端，和加油机的报税口电路连接
TXD1O通用异步串行接口的数据输出端，和加油机的报税口电路连接
RXD2~RXD9I通用异步串行接口的数据输入端，和1～8号编码器的通讯口TXD连接
TXD2~TXD9O通用异步串行接口的数据输出端，和1～8号编码器的通讯口RXD连接
XTAL2I接外部晶体的一端。若采用外部有源振荡器时，该引脚悬空。
XTAL1I接外部晶体的另一端。若采用外部有源振荡器时，接有源振荡器的输出端。
VCC接直流5V电源，加去耦电容
GND电源地端
NC空闲引脚，可悬空。