基于ESAM的無線傳感器網絡預付費終端設計.pdf

1、隨著社會經濟的發(fā)展和科學技術的日新月異，在水、電、氣等公用事業(yè)領域的收費方式經歷了從人工抄表收費到自動抄表收費的轉變。自動抄表收費方式有效解決了人工抄表收費方式的少抄、漏抄、錯抄、腐敗、效率低等問題，實現了計量數據的自動抄送功能，提高了公用事業(yè)管理的自動化水平，但是還是存在收費難等問題。在用電收費領域出現了以IC為介質的預付費模式，實現了先交費后使用的收費模式，有效解決了費用拖欠問題，但是這種模式沒有抄表環(huán)節(jié)，為了實現用電數據的及時采集

2、和分析，需要再設計上額外的抄表方案。
　　 本文將無線傳感器網絡應用于智能小區(qū)預付費系統設計中，以終端作為傳感節(jié)點完成計量和用戶金額存儲功能，管理主站作為匯聚節(jié)點完成抄表和充值管理，形成基于部署知識的串狀網絡，在節(jié)點內嵌入安全模塊實現網絡數據的加密傳輸，實現安全的網絡化抄表和預付費的功能，具體內容如下:
　　 首先簡要介紹了課題研究的背景以及國內外在預付費和遠程抄表方面的發(fā)展現狀，闡述了當前IC卡預付費模式存在的問題。然

3、后介紹了無線傳感器網絡的體系結構，網絡節(jié)點結構，以及相對傳統無線網絡的特點，分析了無線傳感器網絡的安全威脅，明確了無線傳感器網絡的安全設計目標和設計思路。然后研究了嵌入式安全模塊的安全機制，對其內部結構和管理機制進行了分析。
　　 隨后在給出網絡預付費系統的總體設計方案的前提下，著重進行用戶終端、中繼終端和管理主站的硬件設計，主要包括PIC16F727控制器、LKT2102安全管理、CC1101無線通信、FM24CL16A存儲、

4、供電、LCD12864顯示和MAX3232上位機通信等單元的設計。設計了嵌入式安全模塊的文件結構及其發(fā)行裝置，并利用嵌入式安全模塊的安全機制實現無線網絡的安全目標，保證數據傳輸過程中的機密性、完整性、新鮮性以及安全認證，設計了安全算法和數據安全傳輸的程序流程，實現遠程抄表和預付費充值的功能。
　　 本課題設計的基于嵌入式安全模塊無線傳感器網絡的預付費終端，將安全密鑰信息的設計與設備的開發(fā)分離，有效防止安全信息的泄露，可以用于智能