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(jì)，即法制計(jì)量部分和非法制計(jì)量部分不做獨(dú)立工作要求。這種電能表對(duì)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(jì)量工作順利進(jìn)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(jí)。而在未來充滿競爭的電力市場(chǎng)中，不同售電主體出于追求利益最大化的考慮，制定的多費(fèi)率電價(jià)日時(shí)段劃分策略更具針對(duì)性、多樣性和實(shí)時(shí)性。但這對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的一體式設(shè)計(jì)的電能表提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何在保障計(jì)量準(zhǔn)確性及可靠性的同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)計(jì)量計(jì)費(fèi)方式的更新或優(yōu)化，是當(dāng)前急需解決的問題。同時(shí)隨著用戶體驗(yàn)觀念的逐步滲透，對(duì)電能表的功能需求也越來越多，而目前若想擴(kuò)展升級(jí)功能，只能采取安裝新表的方式來實(shí)現(xiàn)，不僅造成資源的浪費(fèi)，而且還增加了人力物力成本。

然而IR46標(biāo)準(zhǔn)要求電能表電子設(shè)備與組件計(jì)量功能與其他管理功能相互獨(dú)立，管理部分軟件在線升級(jí)不影響法制計(jì)量部分的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性?；贗R46標(biāo)準(zhǔn)的電能表要求法制計(jì)量部分和管理部分開，即計(jì)量芯和管理芯，并且法制計(jì)量部分可以獨(dú)立工作。計(jì)量芯保存計(jì)量電量，管理芯保存計(jì)費(fèi)電量，計(jì)費(fèi)電量來自計(jì)量電量，兩者要求獨(dú)立保存，實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)電能表與客戶機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換，這僅能解決客戶機(jī)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(jì)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(jì)量部分與管理部分之間數(shù)據(jù)交換的安全性。

技術(shù)實(shí)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(jì)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(jì)量部分內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性。

為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，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(jì)量部分，所述方法包括：法制計(jì)量部分收到客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請(qǐng)求后生成隨機(jī)數(shù)R，并將該隨機(jī)數(shù)R經(jīng)管理部分發(fā)送至客戶機(jī)或上位機(jī)；法制計(jì)量部分獲取客戶機(jī)或上位機(jī)發(fā)出的目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，法制計(jì)量部分利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，法制計(jì)量部分利用臨時(shí)秘鑰B按預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T運(yùn)算得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2；法制計(jì)量部分比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)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(gè)實(shí)施例中，所述校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1為所述客戶機(jī)或上位機(jī)利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)接收的隨機(jī)數(shù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，再利用臨時(shí)秘鑰B按照預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T加密得到校驗(yàn)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(gè)實(shí)施例中，在所述法制計(jì)量部分收到客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請(qǐng)求之前，進(jìn)一步包括：所述法制計(jì)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(chǔ)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(gè)實(shí)施例中，所述方法在所述的法制計(jì)量部分比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效，之后還包括：所述隨機(jī)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(gè)實(shí)施例中，所述校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1在所述目標(biāo)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例中，所述目標(biāo)數(shù)據(jù)T是修改或讀取所述法制計(jì)量部分的計(jì)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(gè)實(shí)施例中，所述法制計(jì)量部分包括計(jì)量芯片、計(jì)量MCU，RS485接口、電池、時(shí)鐘芯片及存儲(chǔ)器，所述計(jì)量芯片與所述計(jì)量MCU電連接,所述管理部分包括管理MCU，所述計(jì)量MCU通過標(biāo)準(zhǔn)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(jì)量部分，用于在收到客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請(qǐng)求后生成隨機(jī)數(shù)R，接收目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，利用臨時(shí)秘鑰B按預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T運(yùn)算得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2；比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效；管理部分，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的通信請(qǐng)求，并將通信請(qǐng)求發(fā)送至法制計(jì)量部分，用于接收法制計(jì)量部分的隨機(jī)數(shù)R，并將隨機(jī)數(shù)R發(fā)送至客戶機(jī)或上位機(jī)，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，并將目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計(jì)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(jī)，或雙芯電能表和上位機(jī)，所述雙芯電能表包括：法制計(jì)量部分，用于在收到客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請(qǐng)求后生成隨機(jī)數(shù)R，接收目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，利用臨時(shí)秘鑰B按預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T運(yùn)算得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2；比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效；管理部分，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的通信請(qǐng)求，并將通信請(qǐng)求發(fā)送至法制計(jì)量部分，用于接收法制計(jì)量部分的隨機(jī)數(shù)R，并將隨機(jī)數(shù)R發(fā)送至客戶機(jī)或上位機(jī)，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，并將目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計(jì)量部分；所述客戶機(jī)或上位機(jī)，用于利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)接收的隨機(jī)數(shù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，利用臨時(shí)秘鑰B按照預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T加密得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，將目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1經(jīng)管理部分發(fā)送至法制計(jì)量部分。

在本發(fā)明中，法制計(jì)量部分比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效。有效解決了法制計(jì)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)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(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

請(qǐng)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(jì)量部分和管理部分。

法制計(jì)量部分包括計(jì)量芯片、計(jì)量MCU，RS485接口、電池、時(shí)鐘芯片及存儲(chǔ)器。計(jì)量芯片通過SPI線與計(jì)量MCU電連接。電能表通過RS485接口和電池與計(jì)量MCU電連接。時(shí)鐘芯片和存儲(chǔ)器與計(jì)量MCU電連接。管理部分包括管理MCU，計(jì)量MCU通過標(biāo)準(zhǔn)接口與管理MCU電連接。電能表通過RS485線與所述的PC機(jī)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(duì)不同通道獲取的兩個(gè)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

圖2是本發(fā)明第一實(shí)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(shí)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(qǐng)參見圖2、3，本實(shí)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(jī)或上位機(jī)、法制計(jì)量部分內(nèi)存儲(chǔ)密鑰A和加密算法；進(jìn)一步包括法制計(jì)量部分在電能表在掛網(wǎng)前通過專用接口接收并存儲(chǔ)密鑰A和加密算法；

S2、客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分向法制計(jì)量部分發(fā)送通信請(qǐng)求；

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

S4、客戶機(jī)或上位機(jī)利用秘鑰A按照加密算法對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)加密得到臨時(shí)秘鑰B，客戶機(jī)或上位機(jī)利用臨時(shí)秘鑰B按照加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T加密得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C；

S5、客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分將包括目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C的校驗(yàn)消息發(fā)送給法制計(jì)量部分；進(jìn)一步的校驗(yàn)消息中校驗(yàn)數(shù)據(jù)C在目標(biāo)數(shù)據(jù)D的頭部或尾部。

S6、法制計(jì)量部分獲取校驗(yàn)消息，法制計(jì)量部分利用秘鑰A按照加密算法對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，法制計(jì)量部分利用臨時(shí)秘鑰B按加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T運(yùn)算得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C；

S7、法制計(jì)量部分比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效；

S8、隨機(jī)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(duì)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(biāo)數(shù)據(jù)T是修改或讀取法制計(jì)量部分計(jì)量數(shù)據(jù)或法制計(jì)量部分參數(shù)的指令。

請(qǐng)參見圖3，本實(shí)施例的雙芯電能表，包括：法制計(jì)量部分11和管理部分12。

法制計(jì)量部分11，用于在收到客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請(qǐng)求后生成一隨機(jī)數(shù)R，接收目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，利用臨時(shí)秘鑰B按預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T運(yùn)算得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2；比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效。

管理部分12，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的通信請(qǐng)求，并將通信請(qǐng)求發(fā)送至法制計(jì)量部分，用于接收法制計(jì)量部分的隨機(jī)數(shù)R，并將隨機(jī)數(shù)R發(fā)送至客戶機(jī)或上位機(jī)，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，并將目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計(jì)量部分。

本實(shí)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(jī)或上位機(jī)20，所述雙芯電能表包括：法制計(jì)量部分11和管理部分12。

法制計(jì)量部分11，用于在收到客戶機(jī)或上位機(jī)經(jīng)管理部分發(fā)送的通信請(qǐng)求后生成一隨機(jī)數(shù)R，接收目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，利用臨時(shí)秘鑰B按預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T運(yùn)算得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2；比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效；

管理部分12，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的通信請(qǐng)求，并將通信請(qǐng)求發(fā)送至法制計(jì)量部分，用于接收法制計(jì)量部分的隨機(jī)數(shù)R，并將隨機(jī)數(shù)R發(fā)送至客戶機(jī)或上位機(jī)，用于接收客戶機(jī)或上位機(jī)的目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，并將目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1發(fā)送至法制計(jì)量部分；

所述客戶機(jī)或上位機(jī)20，用于利用預(yù)存的秘鑰A按照預(yù)存的加密算法對(duì)接收的隨機(jī)數(shù)R加密得到臨時(shí)秘鑰B，利用臨時(shí)秘鑰B按照預(yù)存的加密算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)T加密得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1，將目標(biāo)數(shù)據(jù)T和校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1經(jīng)管理部分發(fā)送至法制計(jì)量部分。

綜上，本發(fā)明至少具有以下的優(yōu)點(diǎn):

在本發(fā)明中，法制計(jì)量部分比對(duì)生成的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C2與收到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)C1是否一致，是則目標(biāo)數(shù)據(jù)有效；否則目標(biāo)數(shù)據(jù)無效。有效解決了法制計(jì)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(jì)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(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)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(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)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(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)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)。