СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО СЧЕТЧИКА В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ СЧЕТА Российский патент 2004 года по МПК G06M3/12 H03K21/40 

Изобретение относится к способу и устройству для эксплуатации многоступенчатого счетчика в одном направлении счета.

В настоящее время известно много областей применения, в которых должен происходить подсчет событий. Этими событиями могут быть частота использования прибора, прохождение людей или транспортных средств или предметов, регистрация телефонного такта счета, а также регистрация пробега, т.е. счетчик километража в легковом автомобиле, или счетчик рабочих часов любого прибора и не в последнюю очередь регистрация рабочего времени или времени присутствия работника на его рабочем месте. Все эти случаи отличаются тем, что их регистрируют с максимально высокой точностью, т.е., как правило, покрывается большой диапазон подсчитываемых значений. Кроме того, в названных случаях, как правило, имеется пожелание, чтобы результатом счета нельзя было манипулировать, т.е. сбросить его. Подобное требование можно надежно реализовать с помощью одноступенчатого счетчика, который может считать только от своего прежнего показания вперед или назад. Это можно просто осуществить, например, посредством ЭППЗУ, причем тогда для каждого подсчитываемого значения следует предусмотреть одну ячейку ЭППЗУ, и ЭППЗУ может быть либо только записываемым, либо только стираемым, в зависимости от того, предусмотрен ли прямой или обратный счет.

Названное первым требование, а именно охват как можно большего диапазона подсчитываемых значений приводит тогда к тому результату, что при такой реализации ЭППЗУ должно быть предусмотрено с соответствующим количеством запоминающих ячеек. Будучи выражено в числах, это означает, что, например, для достижения максимального показания счетчика 255 требуется ровно 255 счетных ячеек. Однако в настоящее время принято выполнять подобные устройства как можно меньшими. Использование многоступенчатого счетчика с 8 битами, т.е. 8 счетными ячейками, также приводит к максимальному показанию счетчика 255. Подобный многоступенчатый счетчик (8-битовый двоичный счетчик) имеет, однако, тот недостаток, что при изменении следующего разряда счетчика предыдущий разряд сбрасывается. Это приводит к тому, что реализация многоступенчатого счетчика, который считает только в одном направлении и которым в то же время невозможно манипулировать, очень сложна.

В ЕР 0321727 описана схема, в которой несколько ячеек ЭППЗУ расположены в один ряд. При этом несколько рядов объединены. Запоминающие ячейки каждого ряда представляют собой единый уровень значимости, причем содержимое памяти одного ряда может быть стерто посредством логической схемы контроля только тогда, когда произошел перенос в следующий, более высокий ряд. Раскрытое в этой публикации устройство имеет точно такие же, что и описанные выше, недостатки, связанные с возможностью манипулирования, когда за счет влияния на логическую схему однонаправленный счет не обеспечен с надлежащей надежностью. Аналогичное лишь немного более сложное устройство описано в ЕР 0618591, причем для каждого следующего, более высокого ряда для переписывания предусмотрена вспомогательная запоминающая ячейка, которую можно программировать и снова стирать, причем этим устройством также можно легко манипулировать, поскольку вспомогательные запоминающие ячейки являются как записываемыми, так и стираемыми.

Из US 5264689 известна заряжаемая телефонная карта, содержащая кредиторский и дебиторский счетчики. В кредиторском счетчике при зарядке карты устанавливается максимальное показание. С каждой израсходованной единицей запоминающая ячейка перепрограммируется и повышается показание дебиторского счетчика. Как только показания кредиторского и дебиторского счетчиков будут одинаковыми, карта считается “пустой”. Для зарядки карты необходимо сначала повысить показание кредиторского счетчика. Во избежание использования карты третьими лицами оба счетчика выполнены без возможности сброса. Следствием этого является то, что при достижении максимального показания счетчиков карту нельзя продолжить использовать.

В основе изобретения лежит, таким образом, задача создания способа или схемы для эксплуатации многоступенчатого счетчика, у которого простым образом повышена защита от манипулирования.

Эта задача решается, согласно изобретению, посредством мер, указанных в п.п.1 и 5 формулы.

За счет одновременной эксплуатации одноступенчатого счетчика, который считает только либо вперед, либо назад, и многоступенчатого счетчика, который считает собственно событие, с помощью сравнения обеспечивается то, что показание многоступенчатого счетчика, по меньшей мере, одного порядка совпадает с показанием одноступенчатого счетчика. За счет связи показания одноступенчатого счетчика с данными, дополнительными к первым данным аутентичности, при оценке направленных дальше данных аутентичности показание одноступенчатого счетчика предоставляется в распоряжение незаметно для общественности и находится в распоряжении для определения аутентичности. Таким образом, простыми средствами устранена возможность манипулирования, поскольку для проверки аутентичности в распоряжении имеется не только постоянное ключевое слово и/или случайное число, предварительно переданное устройством проверки, но и показание этого вспомогательного счетчика, изменяющееся в соответствии с его гранулярностью.

Далее это улучшают за счет того, что осуществляют дополнительную связь с показанием многоступенчатого счетчика.

Дальнейшее улучшение возникает за счет того, что часть дополнительных данных представляет собой случайное число, предварительно переданное устройством проверки.

Ниже изобретение описано со ссылкой на фигуру, причем пример выполнения изображен в виде блок-схемы.

Изображенный на фигуре пример выполнения содержит m-ступенчатый счетчик 11 с m=8. Его здесь следует понимать как 8-битовый двоичный счетчик. Счетчик 11 может считать, таким образом, от 0 до 255, т.е. имеет 256 разрядов. Счетчик 11 соединен с блоком 3 управления, который подает счетчику 11 сигнал S11 счета. С каждой подачей сигнала S11 счета показание счетчика 11 изменяется на 1, причем изменение происходит в том же направлении, что и предыдущее изменение. Это означает, что сосимволично изображенный счетчик 11 выполнен с возможностью счета либо вперед, либо только назад. Соответствующее показание многоступенчатого счетчика 11 подают в виде сигнала Z11 к логической схеме 4 контроля. Далее предусмотрен одноступенчатый счетчик 1, который в этом примере выполнения имеет n ячеек с n=16. Этот символично изображенный счетчик 1 выполнен с возможностью счета также только в одном направлении, а именно от 0 до 15, т.е. имеет 16 разрядов. Одноступенчатый счетчик 1 получает от блока 3 управления сигнал S1 счета, после чего он переключается на одно значение. Показание одноступенчатого счетчика 1 подают в блоке 3 управления в виде контрольного сигнала Z1 к логической схеме 4 контроля. Эта схема сравнивает сигнал Z11 с контрольным сигналом Z1 и через вывод Р подает к блоку 5 управления счетчиком определенный в зависимости от сравнения сигнал.

Оба счетчика 11 и 1 выполнены в виде ячеек ЭППЗУ. При этом предусмотрено, что в соответствии с известной эксплуатацией бинарного счетчика отдельные запоминающие ячейки записываются или стираются согласно правилам прямого или обратного счета. Точно так же одноступенчатый контрольный счетчик 1 составлен из ячеек ЭППЗУ, причем отдельные ячейки 1-n последовательно только записываются или только стираются.

Логическая схема 4 контроля соединена с памятью D данных, в которой хранятся дополнительные данные. При аутентификации устройства логическая схема 4 контроля связывает дополнительные данные с показанием одноступенчатого счетчика 1 и создает тем самым первые данные аутентичности. Дополнительные данные состоят в идеале из ключевого слова и случайного числа, предварительно переданного устройством проверки (не показано).

Когда устройство проверки требует от устройства через вход Е аутентифицировать себя, данные аутентичности создаются за счет связи показания вспомогательного счетчика 1 с дополнительными данными и через выход А подаются блоком 3 управления. В то же время блок 3 управления определяет показание многоступенчатого счетчика 11 и передает его также через выход А к устройству проверки. Для проверки аутентичности показание вспомогательного счетчика определяют или восстанавливают в устройстве проверки, которое хочет проверить аутентичность, и создают на этой основе вторые данные аутентичности. Аутентичность установлена тогда, когда вторые данные аутентичности совпадают с первыми данными аутентичности. Если аутентичность не установлена, то обмен данными с устройством прерывают. Вторые данные аутентичности образуются за счет связи полученного показания вспомогательного счетчика 1 с дополнительными данными, которые, пока они не известны устройству проверки, также передаются через выход А.

В качестве варианта возможно также, если случайное число задают не устройством проверки, а проверяемым устройством. В этом случае, однако, случайное число должно быть частью переданных дополнительных данных, чего в первом примере нет, поскольку здесь вторые данные аутентичности были созданы с предварительно заданным случайным числом и переданными дополнительными данными, если они не были известны устройству проверки.

В качестве другого варианта можно связать показание многоступенчатого счетчика 11 с первыми данными аутентичности. Аналогично описанному выше это должно происходить тогда в устройстве проверки для создания вторых данных аутентичности, причем показание многоступенчатого счетчика не восстанавливают, поскольку оно общеизвестно, и передают к устройству проверки.

Если аутентичность надежно установлена, то происходит дальнейшая типичная эксплуатация изображенного на фигуре устройства. В принципе предусмотрено, что с каждым входным сигналом на входе Е блок 3 управления должен подавать один сигнал S11 счета. При этом предварительно с помощью логической схемы 4 контроля проверяют показания обоих счетчиков 1 и 11 посредством сигнала Z11 и контрольного сигнала Z1. Если оба, например, равны 0, то логическая схема 4 контроля констатирует, что имеется совпадение и посредством контрольного сигнала Р разрешает подачу сигнала S11 счета через блок 5 управления счетчиком.

Предусмотрено, что оба счетчика считают от 0 до 255. Это означает, что одноступенчатый контрольный счетчик 1 при каждом шестнадцатом сигнале S11 счета, который поступает к многоступенчатому счетчику 11, также получает от блока 5 управления счетчиком в блоке 3 управления контрольный сигнал S1. Для эксплуатации без манипулирования логическая схема контроля выполнена так, что она проверяет, подходит ли показание счетчика 11 к только что достигнутому показанию контрольного счетчика 1. Это означает, что в изображенном примере выполнения показание счетчика 11 не должно быть меньше (i×16)-1. То же относится к устройству с обратным счетом, также здесь счетчик 11 в соответствии с логикой счета должен находиться в диапазоне, подходящем к показанию контрольного счетчика 1.

Если логическая схема 4 контроля не констатирует совпадения, то через вывод Р подается сигнал ошибки.

Изобретение не ограничено, однако, изображенным на фигуре примером выполнения. Напротив, можно также представить себе, что, в частности, при очень большом превышаемом диапазоне подсчитываемых значений счетчика 11 для экономии разрядов одноступенчатого счетчика его эксплуатируют не линейно, а, например, декадно, т.е. одноступенчатый счетчик, например, при 10-м, 100-м, 1000-м и т.д. сигнале S11 счета получил бы от блока 5 управления счетчиком контрольный сигнал S1. Для контроля эксплуатации без манипулирования логическая схема 4 контроля должна быть выполнена соответственно, т.е. в таком случае показание счетчика 11 должно соответствовать порядку, приданному соответствующему показанию контрольного счетчика 1. Точно так же можно представить себе, что связь между показаниями счетчиков 11 и 1 соответствует логарифмической, экспоненциальной или любым другим подходящим и желаемым функциям. Это применимо тогда к счетным устройством как прямого, так и обратного счета.

В заключение следует указать на то, что счетчики 11 и 1 не обязательно должны считать в одном направлении. Напротив, может быть также предусмотрено, что один счетчик осуществляет прямой счет, а соответственно другой счетчик - обратный счет. Единственное условие эксплуатации без возможности манипулирования состоит в том, чтобы контрольный счетчик считал в одном направлении, а логическая схема 4 контроля была выполнена так, чтобы показание счетчика 11 имело логическую связь с показанием контрольного счетчика 1.

Изобретение относится к эксплуатации многоступенчатых счетчиков. Технический результат заключается в повышении защиты от манипулирования показаниями счетчика. В многоступенчатом счетчике для счета в одном направлении изменяют показания одноступенчатого, изменяемого только в одном направлении счета вспомогательного счетчика при заданных состояниях показания многоступенчатого счетчика, регистрируют состояния показаний многоступенчатого и одноступенчатого вспомогательного счетчиков, создают первые данные аутентичности за счет связи показания вспомогательного счетчика с дополнительными данными. 2 н. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ эксплуатации многоступенчатого счетчика только в одном направлении счета, при котором изменяют показание одноступенчатого, изменяемого только в одном направлении счета вспомогательного счетчика при заданных состояниях показания многоступенчатого счетчика, регистрируют состояния показания многоступенчатого и одноступенчатого счетчиков, связывают состояние показания вспомогательного счетчика с данными, дополнительными к первым данным аутентичности, передают первые данные аутентичности вместе с показанием многоступенчатого счетчика к устройству проверки, восстанавливают показание вспомогательного счетчика в устройстве проверки, создают вторые данные аутентичности за счет связи восстановленного показания вспомогательного счетчика с дополнительными данными, сравнивают первые данные аутентичности со вторыми данными аутентичности, после чего с помощью логической схемы контроля проверяют показания обоих счетчиков и, если сигнал показания многоступенчатого счетчика и контрольный сигнал показания одноступенчатого счетчика равны, то логическая схема контроля констатирует, что имеется совпадение, и посредством контрольного сигнала разрешает подачу сигнала счета на многоканальный датчик.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что показание многоступенчатого счетчика дополнительно связывают с данными аутентичности.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что с помощью устройства проверки передают случайное число для образования дополнительных данных.4. Схема для осуществления способа по одному из пп.1-3, содержащая многоступенчатый счетчик только с прямым или обратным счетом, у которого показание одной ступени при изменении показания следующей ступени сбрасывается до начального значения, одноступенчатый вспомогательный счетчик, который выполнен с возможностью только прямого или только обратного счета и который изменяется при заданных показаниях многоступенчатого счетчика, отличающаяся тем, что содержит логическую схему контроля, соединенную с одноступенчатым вспомогательным счетчиком и памятью данных таким образом, что за счет связи показания указанного счетчика с дополнительными данными памяти данных создает данные аутентичности, и предназначенную для проверки показаний обоих счетчиков, при этом, если сигнал показания многоступенчатого счетчика и контрольный сигнал показания одноступенчатого счетчика равны, то логическая схема контроля констатирует, что имеется совпадение, и посредством контрольного сигнала разрешает подачу сигнала счета на многоканальный счетчик.5. Схема по п.4, отличающаяся тем, что часть дополнительных данных представляет собой ключевое слово и/или случайное число.