설계 과정에서 선불식 수도 계량기는 어떻게 자기 공격에 대한 보호, 역접속, 변조 등의 보안 메커니즘을 효과적으로 구현할 수 있습니까?

항자기 공격 보호를 위한 정밀 엔지니어링

항자기 공격 기능은 수량 측정의 정확성과 무결성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 자기 공격에는 외부의 강력한 자석을 사용하여 미터의 자기 커플링 드라이브 또는 홀 센서를 방해하여 측정을 중지하거나 부정확하게 만드는 것이 포함됩니다. 고급 PPM은 이러한 위협에 효과적으로 대응하기 위해 다층적인 접근 방식을 사용합니다.

1. 자기 차폐 및 절연 기술

• 금속 차폐 인클로저: 퍼멀로이 또는 연자성 합금과 같은 고투과성 재료는 민감한 감지 요소 및 자기 구성 요소 주위에 차폐 인클로저를 만드는 데 사용됩니다. 이 실드는 외부 자기장을 효율적으로 흡수하고 전환하여 외부 자기장이 내부 센서에 침투하여 영향을 미치는 것을 방지합니다.

• 비자기 구동 구조: 적외선이나 레이저 직접 판독 기술과 같은 비자기 결합 전송 방식을 채택하여 외부 자기 간섭 경로를 근본적으로 제거합니다. 이는 계량 요소의 신호 획득과 계량기의 기계적 움직임을 분리합니다.

2. 자기장 강도 모니터링 및 경고

• 듀얼 홀 센서 어레이: 다중 홀 센서 또는 자기 저항 센서가 유량 센서 근처와 같은 중요한 위치에 설치됩니다. 한 세트는 일반 유량 측정에 사용되는 반면, 다른 세트는 주변 자기장 강도 모니터링 전용입니다.

• 임계값 비교 및 ​​래칭: 모니터링 센서가 미리 결정된 안전 임계값(일반적으로 수천 가우스)을 초과하는 자기장 강도를 감지하면 계측기의 마이크로컨트롤러(MCU)가 즉시 항자성 경보 이벤트를 트리거합니다. 시스템은 다음 작업을 실행합니다.

  • 내부 제어 밸브가 즉시 닫혀 물 공급이 중단됩니다.

  • 자세한 항자성 이벤트 로그(발생 시간, 지속 시간, 최대 자기장 강도 포함)가 미터 메모리에 기록됩니다.

  • 자기 간섭이 제거된 후에도 미터는 잠금 상태를 유지하므로 공급을 복원하려면 헤드엔드 시스템(HES)에서 발행된 특정 키나 명령이 필요합니다.

역류 방지 측정 및 보호

유량계를 뒤쪽으로 설치하거나 고의로 물 흐름을 역전시키는 경우 계량 오류나 데이터 역전이 발생할 수 있습니다. 전문적인 PPM 설계에는 신뢰할 수 있는 역류 방지 메커니즘이 통합되어야 합니다.

1. 통합 기계식 체크 밸브

• 역류 방지 체크 밸브는 유량계의 입구 또는 출구에 통합되어 있습니다. 이 순수 기계적 구조는 물이 의도한 방향으로만 흐를 수 있도록 보장합니다. 물이 역류하려고 하면 체크 밸브가 즉시 닫혀 계량 챔버를 통한 역류를 물리적으로 방지합니다.

2. 양방향 유량 센서

• 다음과 같은 고급 계량 기술을 활용합니다. 초음파 유량계 , 이는 본질적으로 양방향 감지 기능을 가지고 있습니다. 이 센서는 물의 흐름 방향을 정확하게 식별할 수 있습니다.

• 시스템이 흐름 방향이 일반 구성과 반대임을 감지하는 경우:

  • 계량을 계속하도록 계량기를 구성할 수 있습니다(역방향 사용량이 계속 고려되도록 보장).

  • 보다 엄격한 정책은 즉시 역류 경보를 발령하고 제어 밸브를 닫아 무단 물 소비를 방지하는 것입니다.

  • 역류 이벤트의 시간과 기간이 이벤트 로그에 기록됩니다.

3. 소프트웨어 로직 및 데이터 검증

• 마이크로컨트롤러는 유량 데이터를 지속적으로 모니터링합니다. 측정 요소가 물리적으로 반전되더라도 소프트웨어 로직은 센서 신호의 위상이나 순서를 분석하여 실제 흐름 방향을 결정할 수 있습니다. 미리 정의된 흐름 방향과 일치하지 않는 모든 신호는 이상 징후로 표시되어 보안 잠금이 실행됩니다.

변조 방지 및 물리적 침입 메커니즘

조작 방지 메커니즘은 사용자가 계량기 케이스를 불법적으로 열거나, 내부 회로를 수정하거나, 계량 구성 요소를 조작하는 것을 방지하여 장치 무결성을 보장하도록 설계되었습니다.

1. 케이싱 밀봉 및 보안 나사

• 일회용 봉인 또는 빈 스티커: 계기 케이스의 모든 연결 지점, 나사 구멍 및 배터리실 덮개는 일회용 봉인, 변조 방지 납 봉인 또는 고점착 빈 스티커로 밀봉됩니다. 물리적인 분해를 시도하면 씰이 파손되어 명확한 증거가 남게 됩니다.

• 특수 보안 나사: Pin-in-Torx 또는 단방향 조임 유형과 같이 특수 설계된 나사를 사용합니다. 이러한 나사를 제거하려면 특수 도구가 필요하므로 무단 분해가 훨씬 더 어렵습니다.

2. 커버 열림 감지

• 감광성 스위치 또는 마이크로 스위치: 마이크로 스위치 또는 포토레지스터는 미터 상단 덮개와 하단 케이스 사이의 연결 표면 내부에 전략적으로 배치됩니다.

• 상단 커버를 들어올리거나 제거하면 마이크로 스위치 상태가 변경되거나 조명 강도가 바뀌어 마이크로컨트롤러가 커버 개방 침입 이벤트를 즉시 인식하게 됩니다.

  • 시스템은 즉시 덮개 열림 이벤트를 기록하고 측정기를 잠급니다.

  • 기술자가 현장 검사를 수행하고 전용 도구나 키를 사용하여 경보를 삭제할 때까지 밸브는 닫혀 있습니다.

3. 독립된 배터리 구획 및 암호화된 보호

• 격리된 배터리 챔버: 배터리 구획은 주 측정 및 제어 회로와 격리된 독립 파티션으로 설계되었습니다. 이렇게 하면 배터리를 교체할 때에도 핵심 회로 기판에 접근할 수 없습니다.

• 정전 데이터 보호: FRAM(강유전성 랜덤 액세스 메모리) 또는 EEPROM 비휘발성 스토리지 기술을 활용하면 정전 또는 물리적 파괴 시도 중에 모든 중요한 데이터(예: 잔액, 누적 사용량 및 이벤트 로그)가 영구적으로 유지되어 데이터 삭제를 방지할 수 있습니다.

통합 보안 관리 및 데이터 감사

위에 자세히 설명된 모든 물리적 보안 메커니즘은 측정기의 내부 이벤트 로깅 시스템과 복잡하게 연결되어 있습니다. 모든 비정상적인 작동(자기 공격, 역류, 덮개 열림, 배터리 부족 등)이 정확하게 기록되어 다음 통신 주기 동안 유틸리티의 헤드엔드 시스템(HES)으로 전송될 때까지 기다립니다. 이 포괄적인 데이터 감사 기능은 PPM 보안 전략의 핵심 구성 요소로서 후속 진단 및 법적 의지에 대해 반박할 수 없는 증거를 제공합니다.