一种电力轻量化5G通信系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电力通信领域，具体涉及一种电力轻量化5G通信系统及方法。该系统包括电力业务终端、轻量化5G通信单元、安全接入网关和电力业务主站；轻量化5G通信单元包括加密芯片和电力5G模组；电力5G模组内嵌有eSIM芯片，实现电力5G模组的入网；电力业务终端将电力数据发送至电力5G模组，电力5G模组通过加密模块对电力数据进行加密，并将加密后的电力数据通过VPN通道发送至安全接入网关进行解密，并将解码后的电力数据发送至电力业务主站；本发明专利技术不需要外置MCU，实现了对业务终端的安全加密、鉴权认证集成等功能，达到降低成本的轻量化设计要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电力轻量化5G通信系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力通信领域，具体涉及一种电力轻量化5G通信系统及方法。

技术介绍

[0002]新型电力系统的电力业务发展呈现“终端海量接入、信息交互频繁、控制向末梢延伸”的态势，负荷控制、需求侧响应、输变配物联感知采集、配电自动化三遥、配网差动保护等业务终端种类和数量将会增多，其中电网控制类终端要求控制更快速、更安全可靠，精益化控制向用户侧负荷进一步延伸。如何采用轻量化通信技术提升海量末端电力业务采集能力、可靠支撑能力和安全调控能力，对构建新型电力系统具有重要意义。
[0003]通过电力轻量化5G通信系统的研究，可解决目前存在的5G通信功耗高、发热量大、工作不稳定、无法保障电力网络的安全可控要求的问题，提高5G通信在电网的规模化应用可行性，具有显著的社会效益和经济效益。
[0004]目前5G通信终端主要分为独立式5G通信终端和嵌入型5G通信终端两类，其中，独立式5G通信终端需要增加外置电源、独立MCU、成本高，而且独立MCU与电力业务终端的MCU形成的双MCU可靠性差。而嵌入式5G通信终端主要是5G通信模组，没有MCU，因此很难集成安全加密和鉴权认证功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种电力轻量化5G通信系统及方法，该系统及方法有助于提高通信的可靠性，实现安全加密和鉴权认证，且有助于进一步降低成本。
[0006]本专利技术所提供的具体技术方案如下：一种电力轻量化5G通信系统，包括电力业务终端、轻量化5G通信单元、安全接入网关和电力业务主站；轻量化5G通信单元包括加密芯片以及支持OpenCPU方案的电力5G模组；电力5G模组内嵌有eSIM芯片，通过AT拨号，实现电力5G模组的入网；电力业务终端通过USB接口或串口与电力5G模组连接，以接收电力业务终端发送的电力数据；电力5G模组与加密芯片连接，通过电力5G模组的OpenCPU二次开发实现加密芯片对接收到的电力数据的加密；电力5G模组通过OpenCPU二次开发与安全接入网关建立VPN通道，将加密后的电力数据经由VPN通道发送至安全接入网关，由安全接入网关进行解密；安全接入网关与电力业务主站连接，安全接入网关将解码后的电力数据发送至电力业务主站，从而实现电力数据的传输。
[0007]进一步地，电力5G模组内嵌有eSIM芯片，由电力业务终端进行AT拨号，实现电力5G模组的入网。
[0008]进一步地，所述系统还包括基于eSIM的终端管理平台；基于eSIM的终端管理平台与安全接入网关连接，以在电力5G模组通过OpenCPU二
次开发与安全接入网关建立VPN通道后，实现对eSIM芯片对应号码的监控和管理。
[0009]进一步地，电力5G模组还支持USIM卡。
[0010]进一步地，电力5G模组可采用R17标准Redcap协议轻量化5G Redcap模组。
[0011]进一步地，电力5G模组还设置有GPS/北斗模块，用于定位和授时。
[0012]进一步地，电力5G模组还连接有采用1T2R天线方式轻量化设计的天线；加密芯片采用国网芯安全加密芯片。
[0013]进一步地，电力业务终端还用于为电力5G模组提供电源。
[0014]另一方面，本专利技术提供了一种如以上所述的电力轻量化5G通信系统的电力轻量化5G通信方法，包括以下步骤：步骤一、电力业务终端对轻量化5G通信单元进行初始化；步骤二、电力5G模组的OpenCPU加载eSIM的sdk程序，以实现对eSIM芯片的eSIM号码的认证；步骤三、电力业务终端针对eSIM号码进行AT拨号，实现电力5G模组入网；步骤四、电力5G模组的OpenCPU加载安全接入网关的鉴权认证证书，并在鉴权认证通过后与安全接入网关建立VPN通道；步骤五、电力业务终端向电力5G模组发送电力数据，电力5G模组对接收到的数据进行加密，并通过所建立的VPN通道经由安全接入网关传输至电力业务主站；步骤六、基于eSIM的终端管理平台对eSIM芯片对应号码进行监控和管理。
[0015]进一步地，所述步骤四包括：电力业务终端向电力5G模组发送电力数据；电力5G模组的OpenCPU二次开发完成加密芯片对接收到的电力数据进行安全加密；将加密后的电力数据通过所建立的VPN通道传输至安全接入网关；安全接入网关对接收到的电力数据进行解密，并将解密后的电力数据发送至电力业务主站，实现电力数据的传输。
[0016]本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用支持OpenCPU方案的电力5G模组，该OpenCPU方案能够复用电力5G模组自身的计算、存储资源，实现安全加密、鉴权认证以及eSIM认证，满足客户对成本、功耗、安全性、轻量化设计等方面的需求：更低的成本：轻量化5G通信单元无需外部处理器，以及相关的存储器和外围设备，降低了硬件成本；更高的集成度：减少电路设计，减小产品尺寸与体积；更低的能耗：去掉MCU部分的能耗，更少的中间资源占用，更高的交互效率；更高的安全性：集成了国网芯安全加密及安全接入网关之间的鉴权认证。
[0017]此外，本专利技术设计原理可靠，结构简单，在电力行业中具有非常广泛的应用前景。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1示出了本专利技术一个实施例的电力轻量化5G通信系统的电气原理图框图示意图。
[0020]图2示出了本专利技术一个实施例的电力轻量化5G通信方法的流程图。
[0021]1、电力5G模组；2、加密芯片；3、电力业务终端；4、安全接入网关；5、基于eSIM的终端管理平台；6、天线；7、eSIM芯片；8、GPS/北斗模块；9、电力业务主站；10、轻量化5G通信单元。
具体实施方式
为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]本文所披露的实施例中，电力5G模组的OpenCPU方案支持应用层二次开发，支持固件远程升级和数据安全传输并且具有多种软件API接口，例如，AT接口、串口通信接口、时钟管理接口、GPIO与总线控制接口等，而且电力5G模组提供的计算、存储资源完全满足电力轻量化5G通信系统所需。本领域技术人员可以根据实际需要选择部分和全部接口或单元来实现本实施例。
[0024]图1示出了电力轻量化5G通信系统的实施例，包括电力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力轻量化5G通信系统，其特征在于，包括电力业务终端、轻量化5G通信单元、安全接入网关和电力业务主站；轻量化5G通信单元包括加密芯片以及支持OpenCPU方案的电力5G模组；电力5G模组内嵌有eSIM芯片，通过AT拨号，实现电力5G模组的入网；电力业务终端通过USB接口或串口与电力5G模组连接，以接收电力业务终端发送的电力数据；电力5G模组与加密芯片连接，通过电力5G模组的OpenCPU二次开发实现加密芯片对接收到的电力数据的加密；电力5G模组通过OpenCPU二次开发与安全接入网关建立VPN通道，将加密后的电力数据经由VPN通道发送至安全接入网关，由安全接入网关进行解密；安全接入网关与电力业务主站连接，安全接入网关将解码后的电力数据发送至电力业务主站，从而实现电力数据的传输。2.根据权利要求1所述的电力轻量化5G通信系统，其特征在于，所述系统还包括基于eSIM的终端管理平台；基于eSIM的终端管理平台与安全接入网关连接，以在电力5G模组通过OpenCPU二次开发与安全接入网关建立VPN通道后，实现对eSIM芯片对应号码的监控和管理。3.根据权利要求2所述的电力轻量化5G通信系统，其特征在于，电力5G模组还支持USIM卡。4.根据权利要求1所述的电力轻量化5G通信系统，其特征在于，电力5G模组采用R17标准Redcap协议轻量化5G Redcap模组。5.根据权利要求1所述的电力轻量化5G通信系统，其特征在于，电力5G模组还设置有GPS/北斗模块，用于定位和授时。6.根据权利要求1所述的电力轻量化5G通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国锋，李正浩，王志刚，吴军，梁栋，王俏俏，赵训威，郭光明，李金安，付海旋，修成林，孙金华，管清琴，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网山东省电力公司济南供电公司，
类型：发明
国别省市：