智能电能表安全控制与防护模块制造技术

本实用新型专利技术涉及电力设备领域，具体涉及一种智能电能表安全控制与防护模块，包括：加/解密单元和通信单元，所述加/解密单元连接智能电能表的计量/控制模块，用于进行数据、指令的加解密操作，所述通信单元连接所述加/解密单元，用于智能电能表与外部设备的通信连接；所述加/解密单元包括对称加密单元和非对称加密单元，所述对称加密单元使用对称密钥组加密所述通信单元发送的数据，所述非对称加密单元用于产生/加密所述对称密钥组。本实用新型专利技术的安全控制与防护模块，通过加/解密单元对通信单元发送/接收的数据、指令进行加密、解密操作，实现了智能电能表与外部设备数据、指令交互的安全控制与防护，提高了智能电能表的安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力设备领域，具体涉及一种智能电能表安全控制与防护模块。
技术介绍
中国目前正致力于建设坚强智能电网，主要涵盖电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节，其内涵是以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，实现电力系统从发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的智能感知、智能识别、智能控制的功能，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，智能电网可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。随着国家对电网及其设备等智能化升级及改造的展开，越来越多的智能电能表需要同电网和用户进行实时互动，实现智能控制和双向通信。在进行智能控制和双向通信的过程中，信息传输的安全性尤为重要。如果计量数据或控制指令在传输的过程中被人窃取甚至篡改，轻则造成用户相关信息的泄露，重则会引起电路系统的重大故障，造成严重的后果和不可估量的损失。因此，在智能电能表中设置安全控制与防护模块十分重要。
技术实现思路
本技术解决的技术问题在于提供一种智能电能表安全控制与防护模块，实现智能电能表与外部设备通信时的安全控制和防护。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：智能电能表安全控制与防护模块，包括：加/解密单元和通信单元，所述加/解密单元连接智能电能表的计量/控制模块，用于进行数据、指令的加解密操作，所述通信单元连接所述加/解密单元，用于智能电能表与外部设备的通信连接；所述加/解密单元包括对称加密单元和非对称加密单元，所述对称加密单元使用对称密钥组加密所述通信单元发送的数据，所述非对称加密单元用于产生/加密所述对称密钥组。进一步的，所述非对称加密单元通过智能电能表硬件序号和验证码系统提供的验证码产生所述对称密钥组。进一步的，所述验证码系统包括验证码生成设备和验证码接收设备。优选的，所述验证码生成设备为远程控制中心。优选的，所述验证码接收设备为用户手机。进一步的，所述非对称加密单元产生多组对称密钥组，所述对称密钥组于使用时定期更换。进一步的，所述通信单元采用RS-485、红外IR传输、TCP/IP以太网通信、wifi无线通信、Zigbee无线通信、Z-Wave无线通信中的一种或几种。优选的，所述通信单元采用电力线载波通信。本技术的智能电能表安全控制与防护模块，集成于智能电能表上，通过通信单元连接外部设备，并通过加/解密单元对通过通信单元发送/接收的数据、指令进行加密、解密操作，实现了智能电能表与外部设备数据、指令交互的安全控制与防护，提高了智能电能表的安全性能。所述的加/解密单元通过对称加密单元使用对称密钥组对电能表的计量数据、控制指令等进行加密，并使用非对称加密单元产生/加密所述对称密钥组，采用这种方式，综合考虑了加密效率和安全性能，实现了效率与安全的统一。所述非对称加密单元通过系统硬件序号和即时验证码生成对称密钥组，且定期更换，进一步提高了其安全性。附图说明图1为本技术的智能电能表安全控制与防护模块的结构示意框图。具体实施方式为了进一步理解本技术，下面结合实施例对本技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本技术的特征和优点，而不是对本技术权利要求的限制。本技术提供了一种智能电能表安全控制与防护模块，该安全控制与防护模块集成于智能电能表上，用于实现智能电能表与外部设备指令、数据交互的安全控制与防护。如图1所示，其功能主要通过两部分完成，一是加/解密单元，二是通信单元。其中，加/解密单元连接智能电能表的计量/控制模块，用于进行数据、指令的加解密操作，通信单元连接加/解密单元，用于智能电能表与外部设备的通信连接。具体的，加/解密单元包括对称加密单元和非对称加密单元。其中，对称加密单元使用对称密钥组加密通信单元发送的数据，主要包括计量模块测量的电量数据，以及控制指令、报警信息等其它数据。采用对称加密方式，加密效率高，速度快，能满足通用的数据传输和安全性要求。但是，对称加密方式其对称密钥组一旦被泄露或窃取，则加密的信息容易被解密，安全性不是很高。因此，还设置有非对称加密单元，用于产生/加密所述对称密钥组，从而进一步提高了加解密系统的安全性。作为优选方案，上述非对称加密单元通过智能电能表硬件序号和验证码系统提供的验证码产生对称密钥组。其中，智能电能表硬件序号对应于具体的智能电能表，其具有唯一性，且不容易窃取。而验证码系统包括验证码生成设备和验证码接收设备。作为优选，验证码生成设备为远程控制中心，该远程控制中心可以是整个智能化电能计量网络的控制中心，比如服务器或者云计算中心；而验证码接收设备常见的为用户手机。实际使用时，非对称加密单元产生多组对称密钥组，使用时定期更换，以保证密钥的安全性。另一方面，通信单元的选取范围比较广泛，可以采用有线或无线通信模块，比如RS-485、红外IR传输、TCP/IP以太网通信、wifi无线通信、Zigbee无线通信、Z-Wave无线等方式。或者，作为优选方案，通信单元采用电力线载波通信，以减少通信线路的布设或通信模块的设置，提高系统的集成程度。上述的智能电能表安全控制与防护模块，其工作流程如下：1）系统激活时注册手机并获得验证码；2）该验证码与系统硬件本身的序号一并经非对称加密单元产生多组对称密钥组；3）随后的数据、指令通信采用多组对称密钥组中的一组加密；4）实际采用的对称密钥组定期更换。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能电能表安全控制与防护模块，其特征在于，包括：加/解密单元和通信单元，所述加/解密单元连接智能电能表的计量/控制模块，用于进行数据、指令的加解密操作，所述通信单元连接所述加/解密单元，用于智能电能表与外部设备的通信连接；所述加/解密单元包括对称加密单元和非对称加密单元，所述对称加密单元使用对称密钥组加密所述通信单元发送的数据，所述非对称加密单元用于产生/加密所述对称密钥组。

【技术特征摘要】
1.智能电能表安全控制与防护模块，其特征在于，包括：加/解密单元和通信单元，所述加/解密单元连接智能电能表的计量/控制模块，用于进行数据、指令的加解密操作，所述通信单元连接所述加/解密单元，用于智能电能表与外部设备的通信连接；所述加/解密单元包括对称加密单元和非对称加密单元，所述对称加密单元使用对称密钥组加密所述通信单元发送的数据，所述非对称加密单元用于产生/加密所述对称密钥组。2.根据权利要求1所述的智能电能表安全控制与防护模块，其特征在于，所述非对称加密单元通过智能电能表硬件序号和验证码系统提供的验证码产生所述对称密钥组。3.根据权利要求2所述的智能电能表安全控制与防护模块，其特征在于，所述验证码系统包括验证码生成设备和验证码接收设...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾卫民，潘立冬，
申请(专利权)人：杭州华泰电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33