本發(fā)明涉及電能表技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法及系統(tǒng)及雙芯電能表。

背景技術(shù)：

目前，我國電能表為一體式設(shè)計，即法制計量部分和非法制計量部分不做獨立工作要求。這種電能表對軟件和硬件要求比較固化，一旦出現(xiàn)硬件或軟件故障，只能采取更換整表的方式來保障電力計量工作順利進行。且出于防止篡改電能表程序的安全考慮，不允許電能表軟件在線升級。而在未來充滿競爭的電力市場中，不同售電主體出于追求利益最大化的考慮，制定的多費率電價日時段劃分策略更具針對性、多樣性和實時性。但這對現(xiàn)有技術(shù)的一體式設(shè)計的電能表提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。如何在保障計量準確性及可靠性的同時又能實現(xiàn)計量計費方式的更新或優(yōu)化，是當前急需解決的問題。同時隨著用戶體驗觀念的逐步滲透，對電能表的功能需求也越來越多，而目前若想擴展升級功能，只能采取安裝新表的方式來實現(xiàn)，不僅造成資源的浪費，而且還增加了人力物力成本。

然而IR46標準要求電能表電子設(shè)備與組件計量功能與其他管理功能相互獨立，管理部分軟件在線升級不影響法制計量部分的準確性和穩(wěn)定性。基于IR46標準的電能表要求法制計量部分和管理部分開，即計量芯和管理芯，并且法制計量部分可以獨立工作。計量芯保存計量電量，管理芯保存計費電量，計費電量來自計量電量，兩者要求獨立保存，實時同步，不允許存在差值。

目前我國的電能表采用內(nèi)嵌ESAM模塊實現(xiàn)電能表與客戶機之間的數(shù)據(jù)交換，這僅能解決客戶機與電能表間的數(shù)據(jù)安全問題。而“雙芯”電能表包括法制計量部分與管理部分，現(xiàn)有技術(shù)無法解決“雙芯”電能表法制計量部分與管理部分之間數(shù)據(jù)交換的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法，該方法能有效解決法制計量部分與管理部分之間數(shù)據(jù)交互的安全性，特別是修改法制計量部分內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性。

為達上述優(yōu)點，本發(fā)明提供一種雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法，所述雙芯電能表包括管理部分和法制計量部分，所述方法包括：法制計量部分收到客戶機或上位機經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請求后生成隨機數(shù)R，并將該隨機數(shù)R經(jīng)管理部分發(fā)送至客戶機或上位機；法制計量部分獲取客戶機或上位機發(fā)出的目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，法制計量部分利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對隨機數(shù)據(jù)R加密得到臨時秘鑰B，法制計量部分利用臨時秘鑰B按預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T運算得到校驗數(shù)據(jù)C2；法制計量部分比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效。

在本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的一個實施例中，所述校驗數(shù)據(jù)C1為所述客戶機或上位機利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對接收的隨機數(shù)R加密得到臨時秘鑰B，再利用臨時秘鑰B按照預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T加密得到校驗數(shù)據(jù)C1。

在本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的一個實施例中，在所述法制計量部分收到客戶機或上位機經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請求之前，進一步包括：所述法制計量部分在所述雙芯電能表掛網(wǎng)前通過專用接口接收并存儲密鑰A和加密算法。

在本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的一個實施例中，所述方法在所述的法制計量部分比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效，之后還包括：所述隨機數(shù)R失效。

在本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的一個實施例中，所述校驗數(shù)據(jù)C1在所述目標數(shù)據(jù)D的頭部或尾部。

在本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的一個實施例中，所述加密算法是DES、3DES、RC2和RC4、RSA、DSA、IDEA、AES、BLOWFISH、Deffie-Hellman、ECC、MD5、SM系列國產(chǎn)算法中的一種。

在本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的一個實施例中，所述目標數(shù)據(jù)T是修改或讀取所述法制計量部分的計量數(shù)據(jù)或參數(shù)的指令。

在本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的一個實施例中，所述法制計量部分包括計量芯片、計量MCU，RS485接口、電池、時鐘芯片及存儲器，所述計量芯片與所述計量MCU電連接,所述管理部分包括管理MCU，所述計量MCU通過標準接口與所述管理MCU電連接。

本發(fā)明還提供一種雙芯電能表，其特征在于，所述雙芯電能表包括：法制計量部分，用于在收到客戶機或上位機經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請求后生成隨機數(shù)R，接收目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對隨機數(shù)據(jù)R加密得到臨時秘鑰B，利用臨時秘鑰B按預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T運算得到校驗數(shù)據(jù)C2；比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效；管理部分，用于接收客戶機或上位機的通信請求，并將通信請求發(fā)送至法制計量部分，用于接收法制計量部分的隨機數(shù)R，并將隨機數(shù)R發(fā)送至客戶機或上位機，用于接收客戶機或上位機的目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，并將目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計量部分。

本發(fā)明還提供一種雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定系統(tǒng)，包括：雙芯電能表和客戶機，或雙芯電能表和上位機，所述雙芯電能表包括：法制計量部分，用于在收到客戶機或上位機經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請求后生成隨機數(shù)R，接收目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對隨機數(shù)據(jù)R加密得到臨時秘鑰B，利用臨時秘鑰B按預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T運算得到校驗數(shù)據(jù)C2；比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效；管理部分，用于接收客戶機或上位機的通信請求，并將通信請求發(fā)送至法制計量部分，用于接收法制計量部分的隨機數(shù)R，并將隨機數(shù)R發(fā)送至客戶機或上位機，用于接收客戶機或上位機的目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，并將目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計量部分；所述客戶機或上位機，用于利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對接收的隨機數(shù)R加密得到臨時秘鑰B，利用臨時秘鑰B按照預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T加密得到校驗數(shù)據(jù)C1，將目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1經(jīng)管理部分發(fā)送至法制計量部分。

在本發(fā)明中，法制計量部分比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效。有效解決了法制計量部分與管理部分之間數(shù)據(jù)交互的安全性，特別是修改法制計量部分內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電能表的原理圖。

圖2是本發(fā)明第一實施例雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的流程圖。

圖3是本發(fā)明第一實施例雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。

請參閱圖1本發(fā)明的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的電能表包括法制計量部分和管理部分。

法制計量部分包括計量芯片、計量MCU，RS485接口、電池、時鐘芯片及存儲器。計量芯片通過SPI線與計量MCU電連接。電能表通過RS485接口和電池與計量MCU電連接。時鐘芯片和存儲器與計量MCU電連接。管理部分包括管理MCU，計量MCU通過標準接口與管理MCU電連接。電能表通過RS485線與所述的PC機電連接。

通過法制部RS485串口獲取法制電量數(shù)據(jù)，通過管理芯RS485串口、紅外、載波等方式獲取管理部分電量數(shù)據(jù)，然后對不同通道獲取的兩個電量數(shù)據(jù)進行比對。

圖2是本發(fā)明第一實施例雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法的流程圖。圖3是本發(fā)明第一實施例雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。請參見圖2、3，本實施例的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定方法，包括以下步驟：

S1、在客戶機或上位機、法制計量部分內(nèi)存儲密鑰A和加密算法；進一步包括法制計量部分在電能表在掛網(wǎng)前通過專用接口接收并存儲密鑰A和加密算法；

S2、客戶機或上位機經(jīng)管理部分向法制計量部分發(fā)送通信請求；

S3、法制計量部分獲取通信請求后生成一隨機數(shù)R，并將該隨機數(shù)R經(jīng)管理部分發(fā)送至客戶機或上位機；

S4、客戶機或上位機利用秘鑰A按照加密算法對隨機數(shù)據(jù)加密得到臨時秘鑰B，客戶機或上位機利用臨時秘鑰B按照加密算法對目標數(shù)據(jù)T加密得到校驗數(shù)據(jù)C；

S5、客戶機或上位機經(jīng)管理部分將包括目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C的校驗消息發(fā)送給法制計量部分；進一步的校驗消息中校驗數(shù)據(jù)C在目標數(shù)據(jù)D的頭部或尾部。

S6、法制計量部分獲取校驗消息，法制計量部分利用秘鑰A按照加密算法對隨機數(shù)據(jù)R加密得到臨時秘鑰B，法制計量部分利用臨時秘鑰B按加密算法對目標數(shù)據(jù)T運算得到校驗數(shù)據(jù)C；

S7、法制計量部分比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效；

S8、隨機數(shù)失效。

加密算法可以選擇DES、3DES、RC2和RC4、RSA、DSA、IDEA、AES、BLOWFISH、Deffie-Hellman、ECC、MD5、SM系列國產(chǎn)算法等等。這些算法都對數(shù)據(jù)加密都屬于現(xiàn)有技術(shù)。

作為優(yōu)選加密算法為AES128(Advanced Encryption Standard 128bits)或ECC192(橢圓加密算法192bits)。

目標數(shù)據(jù)T是修改或讀取法制計量部分計量數(shù)據(jù)或法制計量部分參數(shù)的指令。

請參見圖3，本實施例的雙芯電能表，包括：法制計量部分11和管理部分12。

法制計量部分11，用于在收到客戶機或上位機經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請求后生成一隨機數(shù)R，接收目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對隨機數(shù)據(jù)R加密得到臨時秘鑰B，利用臨時秘鑰B按預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T運算得到校驗數(shù)據(jù)C2；比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效。

管理部分12，用于接收客戶機或上位機的通信請求，并將通信請求發(fā)送至法制計量部分，用于接收法制計量部分的隨機數(shù)R，并將隨機數(shù)R發(fā)送至客戶機或上位機，用于接收客戶機或上位機的目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，并將目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計量部分。

本實施例的雙芯電能表數(shù)據(jù)交換有效性確定系統(tǒng)，包括：雙芯電能表10和客戶機或上位機20，所述雙芯電能表包括：法制計量部分11和管理部分12。

法制計量部分11，用于在收到客戶機或上位機經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請求后生成一隨機數(shù)R，接收目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對隨機數(shù)據(jù)R加密得到臨時秘鑰B，利用臨時秘鑰B按預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T運算得到校驗數(shù)據(jù)C2；比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效；

管理部分12，用于接收客戶機或上位機的通信請求，并將通信請求發(fā)送至法制計量部分，用于接收法制計量部分的隨機數(shù)R，并將隨機數(shù)R發(fā)送至客戶機或上位機，用于接收客戶機或上位機的目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1，并將目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計量部分；

所述客戶機或上位機20，用于利用預存的秘鑰A按照預存的加密算法對接收的隨機數(shù)R加密得到臨時秘鑰B，利用臨時秘鑰B按照預存的加密算法對目標數(shù)據(jù)T加密得到校驗數(shù)據(jù)C1，將目標數(shù)據(jù)T和校驗數(shù)據(jù)C1經(jīng)管理部分發(fā)送至法制計量部分。

綜上，本發(fā)明至少具有以下的優(yōu)點:

在本發(fā)明中，法制計量部分比對生成的校驗數(shù)據(jù)C2與收到的校驗數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標數(shù)據(jù)有效；否則目標數(shù)據(jù)無效。有效解決了法制計量部分與管理部分之間數(shù)據(jù)交互的安全性，特別是修改法制計量部分內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性。

以上，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化和修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。