CN107135503A - 一种智能能耗管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能能耗管理方法，包括LoRa设备采集电器的状态数据，经会话密钥加密后通过LoRa网关发送给LoRa平台处理器；所述LoRa平台处理器根据所述会话密钥对所述状态数据进行解密，并判断所述状态数据是否满足预设的控制条件，若是，则通过所述LoRa网关向所述LoRa设备发送经所述会话密钥加密的控制命令；所述LoRa设备根据所述会话密钥对所述控制命令进行解密，并依据所述控制命令对所述电器进行控制。本申请利用LoRa平台处理器对各个电器状态数据的判断实现了对电器的智能能耗管理；并利用会话密钥实现了通信数据加密，提高了系统的安全性。本申请还公开了一种智能能耗管理系统，同样具有上述有益效果。

Description

一种智能能耗管理方法及系统

技术领域

本申请涉及物联网领域，特别涉及一种智能能耗管理方法及系统。

背景技术

随着通信和网络技术的不断发展，物联网技术已经应用到人类社会的生产生活中，并产生了巨大影响。

在当今世界，由于能源消耗的加速，节能减排已经成为世界范围内的永恒主题。然而，随着城市现代化的大规模建设，各种企事业办公、生产等场所中的能源消耗仍然是一个不小的数目。尤其，一些能源浪费的现象，例如房间无人时空调仍在运转、晚上下班后办公电器没有关闭等，仍无法完全杜绝，导致不必要的能源浪费和财产损失。

为了实现能源的有效节约，采用物联网技术的智能能耗管理系统应运而生。它可以实现对各类设备的集中化智能网络管理，并且可以实现远程和实时控制，因而与人工操作相比，它极大地提高了管理效率，进而最大程度地节约了能耗成本。

但是，由于网络技术本身安全性方面的不足，智能能耗管理系统同样面临着被恶意入侵的巨大风险，因而随时可能会给系统网络带来重大安全问题。因此，如何提高通信过程中的安全性，以便安全有效地实现智能能耗管理已经成为本领域内技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种智能能耗管理方法及系统，以便在对设备能耗进行智能管理时，提高系统通信的安全性。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种智能能耗管理方法，包括：

LoRa设备采集电器的状态数据，经会话密钥加密后通过LoRa网关发送给LoRa平台处理器；

所述LoRa平台处理器根据所述会话密钥对所述状态数据进行解密，并判断所述状态数据是否满足预设的控制条件，若是，则通过所述LoRa网关向所述LoRa设备发送经所述会话密钥加密的控制命令；

所述LoRa设备根据所述会话密钥对所述控制命令进行解密，并依据所述控制命令对所述电器进行控制。

可选地，所述LoRa平台处理器判断所述状态数据是否满足预设的控制条件，若是，则通过所述LoRa网关向所述LoRa设备发送经所述会话密钥加密的控制命令包括：

所述LoRa平台处理器判断所述状态数据是否满足预设的控制条件；若是，则在控制终端的显示界面向用户推送是否进行控制的提示信息；并接收用户输入的控制命令；将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；

或者所述LoRa平台处理器判断所述状态数据是否满足预设的控制条件；若是，则根据预先配置的控制策略生成控制命令；并将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

可选地，所述会话密钥是在所述LoRa设备入网时，所述LoRa设备和所述LoRa平台处理器分别根据所述LoRa设备的内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成的。

可选地，所述LoRa设备入网的步骤包括：

所述LoRa设备通过所述LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送入网请求；所述入网请求中携带有所述LoRa设备的设备SN码和设备随机码，并通过所述LoRa设备的内置密钥进行加密；

所述LoRa平台处理器根据输入的内置密钥和设备SN码，对所述入网请求进行解密和校验；若校验通过，则根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和平台随机码计算生成会话密钥；并将许可报文经所述内置密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；所述许可报文携带有所述平台随机码；

所述LoRa设备根据所述内置密钥解密获取所述平台随机码，并根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和所述平台随机码计算生成所述会话密钥。

可选地，还包括：

所述LoRa设备在监测到预警事件发生后，通过所述LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送预警信息；

所述LoRa平台处理器根据所述预警信息生成控制命令，并将所述控制命令通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

本申请还提供了一种智能能耗管理系统，包括：

LoRa设备：用于采集电器的状态数据，将所述状态数据经会话密钥加密后通过LoRa网关发送给LoRa平台处理器；并根据所述会话密钥对所述LoRa平台处理器的控制命令进行解密，根据所述控制命令对所述电器进行控制；

所述LoRa网关：用于向所述LoRa平台处理器透传所述LoRa设备采集到的所述状态数据；并向所述LoRa设备透传所述LoRa平台处理器发送的所述控制命令；

所述LoRa平台处理器：用于根据所述会话密钥对所述状态数据进行解密；并判断所述状态数据是否满足预设的控制条件；若是，则将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

可选地，所述LoRa平台处理器具体用于：

当判断所述状态数据满足所述控制条件后，在控制终端的显示界面向用户推送是否进行控制的提示信息；并接收用户输入的控制命令；将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；

或者当判断所述状态数据满足所述控制条件后，根据预先配置的控制策略生成控制命令；并将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

可选地，所述LoRa设备和所述LoRa平台处理器分别用于：

在所述LoRa设备入网时，根据所述LoRa设备的内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成所述会话密钥。

可选地，在所述LoRa设备入网时，所述LoRa设备具体用于：

通过LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送经所述内置密码加密后的入网请求；所述入网请求中携带有所述LoRa设备的设备SN码和设备随机码；并在接收到所述LoRa平台处理器发送的许可报文之后，通过所述内置密钥解密获取所述平台随机码，并根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和所述平台随机码计算生成所述会话密钥；

所述LoRa平台处理器具体用于：

根据输入的内置密钥和设备SN码，对所述入网请求进行解密和校验，若校验通过，则根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和所述平台随机码计算生成所述会话密钥；并将许可报文经所述内置密码加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；所述许可报文携带有所述平台随机码。

可选地，所述LoRa设备还用于：

在监测到预警事件发生后，通过所述LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送预警信息；

所述LoRa平台处理器还用于：

根据所述预警信息生成控制命令，并将所述控制命令通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

本申请所提供的智能能耗管理方法中，LoRa设备采集电器的状态数据，经会话密钥加密后通过LoRa网关发送给LoRa平台处理器；

所述LoRa平台处理器根据所述会话密钥对所述状态数据进行解密，并判断所述状态数据是否满足预设的控制条件，若是，则通过所述LoRa网关向所述LoRa设备发送经所述会话密钥加密的控制命令；

所述LoRa设备根据所述会话密钥对所述控制命令进行解密，并依据所述控制命令对所述电器进行控制。

可见，本申请所提供的智能能耗管理方法中，通过LoRa设备采集各个电器的状态数据并经LoRa网关汇总到LoRa平台处理器进行分析和判断，因而可以在某个或多个电器的状态数据满足控制条件时，及时进行相应的控制处理以减少能耗；此外，相比于现有技术，为了提高所述能耗管理方法的安全性，本申请在进行能耗管理过程中利用会话密钥对LoRa设备和LoRa平台处理器之间的通信数据均进行了加密，因此，本申请所提供的智能能耗管理方法，可以极大地提高能耗管理过程中的通信安全性。本申请所提供的智能能耗管理系统可以实现上述智能能耗管理方法，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例所提供的智能能耗管理方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的LoRa设备入网的流程图；

图3为本申请实施例所提供的智能能耗管理系统的结构框图；

图4为本申请实施例所提供的智能能耗管理系统的应用场景示意图。

具体实施方式

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请采用了基于LoRa通信技术的物联网系统，实现了智能能耗的管理。LoRa通信技术是近年来刚刚发展起来的低功耗广域网通信技术，与其他无线技术，例如WiFi、ZigBee、蓝牙等局域网无线技术，以及2G/3G/4G等广域网无线技术相比，LoRa不仅传输距离远、抗干扰能力强，并且终端功耗低，因而非常适合于覆盖范围广、要求系统能耗低的智能能耗管理应用。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的智能能耗管理方法的流程图，主要包括以下步骤：

步骤101：LoRa设备采集电器的状态数据。

状态数据是反应电器当前运行状态的信息数据，对电器状态数据的分析和判断，是对电器进行能耗管理的依据。本申请实施例利用与电器相连的LoRa设备，采集得到各个电器的状态数据，以便后续步骤的进行。

具体的，对于空调电器来说，LoRa设备可以为LoRa智能中央空调恒温器，它具有普通空调控制面板的功能，例如控制本地电源开关、设置温度和风速、设置调温模式等；此外，它还可以采集并通过LoRa技术发送空调当前的状态数据，例如温度和风速等，并可以依照接收到的控制命令对空调进行调节温度或风速、开启或关闭电源等操作。

对于其他用电电器来说，LoRa设备可以为LoRa智能电源转换器，它具有一般普通插排所具有的控制电源通断的功能，除此之外还可以采集并通过LoRa技术发送电器的状态数据，例如电流、电压、功率等；并可以依照接收到的控制命令对相应的电源开关进行开关控制。

当然，除了以上所说的LoRa智能中央空调恒温器、LoRa智能电源转换器，本申请实施例所提供的智能能耗管理方法中，LoRa设备还可以包括其他任意具有类似LoRa功能的成品设备甚至模块，本申请实施例对具体采用何种LoRa设备并不做限定，只要其能采集并发送电器的状态数据，并能依据控制命令对电器进行控制即可。

步骤102：LoRa设备将经会话密钥加密后的状态数据通过LoRa网关发送给LoRa平台处理器。

为了对电器的状态数据进行判断，以便对电器进行能耗控制，LoRa设备可以将其在步骤101中采集得到的状态数据发送给LoRa平台处理器。为了保证数据传输过程中的安全性，在进行通信时，可以采用会话密钥对通信数据进行加密。

一般的，LoRa设备在出厂时，都会有一个内置密钥，用于在LoRa设备入网时进行加密校验。该内置密钥一般是由LoRa设备的设备SN码随机生成的，并保证具有唯一性，即LoRa设备和其内置密钥一一对应。

而为了进一步提高通信安全性，本申请实施例中并没有将内置密钥也作为LoRa设备入网后正常通信时的加密密钥，而是采用了一个新密钥。在LoRa设备入网时，LoRa设备和LoRa平台处理器分别根据LoRa设备的内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成了同一个新的密钥，即会话密钥。该部分具体内容将在下文结合图2进行介绍，这里就不再赘述。

当然，LoRa网关在向LoRa平台处理器透传所述状态数据时，为了满足不同通信网络的协议要求，需要对状态数据的格式进行封装转换。具体的，LoRa网关经LoRa无线网络技术接收到所述状态数据之后，将其封装为与LoRa平台处理器有线交互的数据包格式，然后通过私有协议发送给LoRa平台处理器。当然，所述私有协议是经过SSL认证以保障安全性的。

步骤103：LoRa平台处理器判断状态数据是否满足预设的控制条件，若是，则进入步骤104。

LoRa平台处理器从LoRa网关接收到数据包之后，首先进行解封装，然后通过所述会话密钥，对电器的状态数据进行解密。之后，LoRa平台处理器对所述状态数据是否满足预设的控制条件进行判断，若其满足预设控制条件，则进入步骤104以进行能耗控制。

这里所说的控制条件，是预先进行设置的。被控电器不同，控制条件也不同，并且同一个电器也可能会有多个不同的控制条件。举例来说，所述控制条件可以为“下班时间电灯仍在照明”、“空调设置的温度过低”或者“下班时间空调仍在运转”等等。具体的控制条件可由本领域技术人员自行选择并设置，本申请实施例对此并不进行限定。

步骤104：LoRa平台处理器通过LoRa网关向LoRa设备发送经会话密钥加密后的控制命令。

当LoRa平台处理器经步骤103判断所述电器的状态数据符合控制条件后，可以通过向LoRa设备发送合适的控制命令以实现对电器的能耗管理。

这里所述的控制命令，可由用户输入给LoRa平台处理器，再由LoRa平台处理器下达给LoRa设备。具体的，LoRa平台处理器可以在控制终端的显示界面向用户推送是否进行控制的提示信息；并接收用户输入的控制命令；然后LoRa平台处理器将所述控制命令加密后通过LoRa网关发送给LoRa设备。当然，这里所述控制终端可以为PC等固定终端，也可以为手机、掌上电脑等移动终端。

此外，所述控制命令还可以由LoRa平台处理器自行进行决策并下达给LoRa设备。具体的，可以预先在LoRa平台处理器中配置好控制策略，则LoRa平台处理器可以根据所述控制策略生成相应的控制命令，并通过LoRa网关发送给LoRa设备。

容易理解的是，控制命令的具体内容视具体的状态数据和其满足的控制条件而定。例如，若LoRa平台处理器判断发现“下班时间电灯仍在照明”时，则可以向与该电灯相连的LoRa设备发送“关闭电灯”的控制命令；再例如，若LoRa平台处理器判断发现“空调设置的温度过低”时，则可以向与该空调相连的LoRa设备发送“调整空调的设置温度至27℃”的控制命令。本申请实施例对控制命令的具体内容并不限定，本领域技术人员可根据实际使用情况自行选择并设置。

当然，为了保证通信过程中的安全性，这里的控制命令也需要经所述会话密钥进行加密。并且，与前文所述内容相对应，LoRa网关在进行透传所述控制命令时同样需要对数据格式进行转换，以适应不同通信协议的需要。即，LoRa网关在接收到LoRa平台处理器发送来的固定数据包格式的控制命令后，首先将其解封装，然后再经LoRa无线通信技术发送给与其相连的LoRa设备。

另外，本申请所提供的智能能耗管理方法，除了可以通过以上内容提高通信过程的安全性以外，还可以进一步提高对硬件设备安全性的监测能力。由于对于电器来说，电故障时有发生，例如功率或者电流过高等，有时甚至会引起火灾等严重事故。因此，LoRa设备可以设置一些传感器，并在监测到预警事件发生后，例如电器功率过高、线路烧毁产生烟雾等，及时通过LoRa网关向LoRa平台处理器发送预警信息；以便LoRa平台处理器在接收到预警信息的第一时间，根据所述预警信息生成控制命令，并通过LoRa网关下达给LoRa设备，以便LoRa设备依据所述控制命令对相应的电器进行控制。

步骤105：LoRa设备依据控制命令对电器进行控制。

可见，本申请实施例所提供的智能能耗管理方法中，在各个LoRa设备将电器的状态数据经LoRa网关汇总到LoRa平台处理器进行判断，以及接收LoRa平台处理器返回的控制命令以便对电器进行能耗控制等通信过程中，均采用会话密钥进行加密，并且所述会话密钥是由另一个加密密钥，即LoRa设备入网时加密所用的内置密钥，结合设备SN码、设备随机码、平台随机码经过一定算法计算生成的，可极大地提高通信过程中的安全性。

如前文所述，用于加密通信数据的会话密钥是LoRa设备和LoRa平台处理器在LoRa设备入网时，分别根据该LoRa设备的内置密钥、设备SN码、设备随机码、平台随机码计算生成的，下面将对LoRa设备入网时的步骤进行介绍。请参考图2，图2为本申请实施例所提供的LoRa设备入网的流程图，主要包括以下步骤：

步骤201：LoRa设备通过LoRa网关向LoRa平台处理器发送经内置密钥加密后的入网请求。

LoRa设备在入网时，首先经LoRa网关向LoRa平台处理器发送入网请求。所述入网请求中携带有所述LoRa设备的设备SN码和设备随机码，以待校验认证。并且，为了保障安全性，LoRa设备利用其内置密钥对入网请求的数据进行了加密。

同样地，LoRa网关在转发入网请求时依旧需要进行数据格式的转换，即将其封装为与LoRa平台处理器交互的数据包格式之后再经私有协议发送给LoRa平台处理器。

步骤202：LoRa平台处理器根据输入的内置密钥和设备SN码，对入网请求进行解密和校验；若校验通过，进入步骤203。

LoRa平台处理器在接收到用户输入的所述LoRa设备的内置密钥和设备SN码之后，便可以对该LoRa设备的入网请求进行校验了。即，LoRa平台处理器利用用户输入的内置密钥对该入网请求进行解密，若能成功解密，并且解密得到的设备SN码与用户输入的设备SN码相一致，则校验通过。

步骤203：LoRa平台处理器根据内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成会话密钥。

若校验通过，则LoRa平台处理器利用其解密得到的设备SN码和设备随机码、用户输入的内置密钥，以及其随机产生的平台随机码，经一定的算法计算生成会话密钥，用于在以后的通信过程中对通信数据进行加密和解密。

步骤204：LoRa平台处理器将许可报文经内置密钥加密后，通过LoRa网关发送给LoRa设备。

LoRa平台处理器在完成对LoRa设备的入网校验之后，将对该LoRa设备入网请求的许可报文经LoRa网关发送给LoRa设备。当然，为了保证安全性，所述许可报文同样经内置密钥进行加密。并且，所述许可报文携带有所述平台随机码，以便该LoRa设备在获取到所述平台随机码之后计算得到会话密钥。

同样地，为适应不同通信协议的需求，LoRa网关需要先将许可报文由特定的数据包格式解封装，然后再通过LoRa无线网络技术转发给LoRa设备。

当然，LoRa平台处理器也可以先执行步骤204，再执行步骤203，本申请实施例对二者的顺序并不进行限定。

步骤205：LoRa设备根据内置密钥解密获取平台随机码。

LoRa设备从LoRa网关接收到许可报文之后，利用内置密钥对其进行解密，从而可以获得LoRa平台处理器发送的平台随机码。

步骤206：LoRa设备根据内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成会话密钥。

LoRa设备采用同样的计算算法，根据内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码进行计算，得到与LoRa平台处理器相同的计算结果，即同一个会话密钥，以便以后在与LoRa平台处理器进行通信时，对通信数据进行加密和解密。

下面对本申请实施例所提供的智能能耗管理系统进行介绍。下文描述的智能能耗管理系统与上文描述的智能能耗管理方法可相互对应参照。

请参阅图3，图3为本申请实施例所提供的智能能耗管理系统的结构框图；包括LoRa设备301、LoRa网关302和LoRa平台处理器303。

LoRa设备301主要用于在能耗管理过程中，采集电器的状态数据，将所述状态数据经会话密钥加密后通过LoRa网关302发送给LoRa平台处理器303；并根据接收到的LoRa平台处理器303下达的控制命令，对相应的电器进行相应的能耗控制。这里所说的会话密钥，是LoRa设备301和LoRa平台处理器303在LoRa设备301入网时，分别根据该LoRa设备301的内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成的，用于对两者间的通信数据进行加密或解密。

如前所述，这里所说的LoRa设备301对于空调电器可以为LoRa智能中央空调恒温器；对于其他用电电器来说，可以为LoRa智能电源转换器。当然，其还可以包括其他任意具有类似LoRa功能的成品设备甚至模块，本申请实施例对具体采用何种LoRa设备并不做限定，只要其能采集并发送电器的状态数据，并能依据控制命令对电器进行控制即可。

LoRa网关302向下可以通过LoRa无线通信技术与LoRa设备301进行数据交互，向上可以通过有线与LoRa平台处理器303进行数据交互，为无线网络和有线网络建立连接，并提供数据格式的转换。在能耗管理过程中，其具体用于将LoRa设备301采集到的状态数据封装为与LoRa平台处理器303交互的数据包格式，然后通过经SSL认证的私有协议透传给LoRa平台处理器303；并在接收到LoRa平台处理器303发送的控制命令的数据包之后，将其解封装，然后通过LoRa无线网络发送给相应的LoRa设备301。

LoRa平台处理器303是整个智能能耗管理系统的控制中心，在能耗管理过程中，其主要用于根据会话密钥对其从LoRa网关302接收到的状态数据进行解密；然后判断该状态数据是否满足预设的控制条件；若是，则将控制命令经会话密钥加密后，通过LoRa网关302发送给相应的LoRa设备301。

如前文所述，这里所说的控制命令，可以是由用户输入给LoRa平台处理器303，再由LoRa平台处理器303下达给LoRa设备301的。即，LoRa平台处理器303具体还用于，在判断电器的状态数据满足控制条件后，在控制终端的显示界面向用户推送是否进行控制的提示信息；并接收用户输入的控制命令；然后将该控制命令加密后通过LoRa网关302发送给相应的LoRa设备301。

或者，所述控制命令也可以由LoRa平台处理器303自行进行决策并下达给LoRa设备301。则LoRa平台处理器303具体还用于，在判断电器的状态数据满足控制条件后，根据预先配置好的控制策略生成相应的控制命令；然后将该控制命令加密后通过LoRa网关302发送给相应的LoRa设备301。

此外，所述智能能耗管理系统还可以对系统的硬件安全性进行监测。即LoRa设备301还可以设置一些传感器，并在监测到预警事件发生后，例如电器功率过高、线路烧毁产生烟雾等，通过LoRa网关302向LoRa平台处理器303发送预警信息；LoRa平台处理器303则还用于根据该预警信息生成控制命令，并将该控制命令经加密后通过LoRa网关302发送给LoRa设备301，以便LoRa设备301根据该控制命令对相应的电器进行控制，第一时间对预警事件进行处理，避免险情的发生。

与前文方法部分内容相对应，在LoRa设备301入网时，LoRa设备301具体用于通过LoRa网关302向LoRa平台处理器303发送经内置密码加密后的入网请求；所述入网请求中携带有该LoRa设备301的设备SN码和设备随机码。经LoRa平台处理器303处理之后，LoRa设备301可以接收到LoRa平台处理器303发送的加密后的平台随机码，则LoRa设备301还用于根据内置密钥解密获取平台随机码，并根据内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成会话密钥。

相应地，在LoRa设备301入网时，LoRa平台处理器303具体用于在接收到入网请求之后，根据输入的内置密钥和设备SN码，对该入网请求进行解密和校验，若校验通过，则根据内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码以同样的算法计算生成同样的会话密钥；然后将许可报文经内置密码加密后，通过LoRa网关302发送给LoRa设备301；所述许可报文携带有平台随机码，以便LoRa设备301根据平台随机码等计算得到会话密钥。

可见，本申请所提供的智能能耗管理系统，利用LoRa平台处理器303对各个LoRa设备301采集得到的电器的状态数据进行分析和判断，并在需要的时候对电器用电进行能耗控制和管理，同时利用入网认证时的内置密钥和通信时的会话密钥，极大提高了智能能耗管理系统的安全性，保证系统安全可靠地运行。

请参考图4，图4为本申请实施例所提供的智能能耗管理系统的应用场景图，主要包括LoRa智能电源转换器4011、LoRa智能中央空调恒温器4012、LoRa网关402和LoRa平台处理器403。

作为智能能耗管理系统中的LoRa设备，LoRa智能电源转换器4011和LoRa智能中央空调恒温器4012在完成入网配置之后，均分别根据各自的内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码，计算生成了各自的会话密钥，用于与LoRa平台处理器403的通信加密。当然，LoRa平台处理器403也同样计算生成了LoRa智能电源转换器4011和LoRa智能中央空调恒温器4012各自的会话密钥，相关的步骤和详细内容可参考图2，这里就不再赘述。

如前文所述，LoRa智能电源转换器4011除了具有普通插排的功能外，还可以采集与其连接的各个电器的状态数据，例如电流、电压、功率等。LoRa智能电源转换器4011将各个电器的状态数据经会话密钥加密后，利用LoRa无线网络技术发送给LoRa网关402。LoRa网关402便对来自LoRa智能电源转换器4011的状态数据进行封装，得到LoRa平台处理器403进行交互时所使用的数据包格式，然后通过与LoRa平台处理器403之间的私有协议，将该数据包格式的状态数据透传给LoRa平台处理器403。LoRa平台处理器403将其接收到的状态数据解封装后，利用其之前所计算生成的LoRa智能电源转换器4011的会话密钥进行解密，得到直接可用的状态数据，并判断该状态数据是否符合控制条件；若是，则可以在控制终端的显示界面向用户推送进行能耗管理的提示信息，并从输入设备获取用户所输入的控制命令；或者，LoRa平台处理器403也可以根据预先设置的控制策略，自行生成控制命令。然后，LoRa平台处理器403将加密的控制命令经LoRa网关402发送给LoRa智能电源转换器4011，由其对符合控制条件的电器进行能耗控制。

例如，当LoRa平台处理器403通过接收到的电压数据，判断出与LoRa智能电源转换器4011相连的电灯在下班时间(比如18:00之后)仍为打开状态时，便可以在控制终端显示界面向用户推送“是否关闭该电灯”的提示信息，并获取到用户所输入的“关闭该电灯”的控制命令；或者，本领域技术人员可以预先在LoRa平台处理器403中设置好控制策略，比如“下班时间关闭所有电灯”，则LoRa平台处理器403便根据该控制策略，自动生成“关闭该电灯”的控制命令。之后，LoRa平台处理器403将该控制命令经会话密钥加密并封装之后，发送给LoRa网关402，LoRa网关402再将该控制命令解封装并透传给LoRa智能电源转换器4011。LoRa智能电源转换器4011利用会话密钥进行解密获取到控制命令之后，便可以切断该电灯的电源，完成对该电灯的能耗控制。

LoRa智能中央空调恒温器4012的能耗管理过程与LoRa智能电源转换器4011相类似。例如，LoRa智能中央空调恒温器4012将加密后的空调的状态数据经LoRa网关402透传给LoRa平台处理器403之后，LoRa平台处理器403利用该LoRa智能中央空调恒温器4012的会话密钥进行解密，并对空调的状态数据进行判断，发现某空调在下班时间仍在运转，于是可以向显示界面推送“是否关闭该空调”的提示信息，并从输入设备获取到用户输入的“关闭该空调”的控制命令；或者，LoRa平台处理器403可以依据预先设置的“下班时间关闭所有空调”的控制策略，自行生成“关闭该空调”的控制命令。之后，LoRa平台处理器403将该控制命令经会话密钥加密封装后，发送给LoRa网关402，由LoRa网关402将该控制命令解封装后透传给LoRa智能中央空调恒温器4012。LoRa智能中央空调恒温器4012便利用会话密钥解密得到控制命令，从而关闭该空调，达到能耗管理的目的。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能能耗管理方法，其特征在于，包括：

LoRa设备采集电器的状态数据，经会话密钥加密后通过LoRa网关发送给LoRa平台处理器；

所述LoRa平台处理器根据所述会话密钥对所述状态数据进行解密，并判断所述状态数据是否满足预设的控制条件，若是，则通过所述LoRa网关向所述LoRa设备发送经所述会话密钥加密的控制命令；

所述LoRa设备根据所述会话密钥对所述控制命令进行解密，并依据所述控制命令对所述电器进行控制。

2.根据权利要求1所述智能能耗管理方法，其特征在于，所述LoRa平台处理器判断所述状态数据是否满足预设的控制条件，若是，则通过所述LoRa网关向所述LoRa设备发送经所述会话密钥加密的控制命令包括：

所述LoRa平台处理器判断所述状态数据是否满足预设的控制条件；若是，则在控制终端的显示界面向用户推送是否进行控制的提示信息；并接收用户输入的控制命令；将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；

或者所述LoRa平台处理器判断所述状态数据是否满足预设的控制条件；若是，则根据预先配置的控制策略生成控制命令；并将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

3.根据权利要求1所述智能能耗管理方法，其特征在于，所述会话密钥是在所述LoRa设备入网时，所述LoRa设备和所述LoRa平台处理器分别根据所述LoRa设备的内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成的。

4.根据权利要求3所述智能能耗管理方法，其特征在于，所述LoRa设备入网的步骤包括：

所述LoRa设备通过所述LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送入网请求；所述入网请求中携带有所述LoRa设备的设备SN码和设备随机码，并通过所述LoRa设备的内置密钥进行加密；

所述LoRa平台处理器根据输入的内置密钥和设备SN码，对所述入网请求进行解密和校验；若校验通过，则根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和平台随机码计算生成会话密钥；并将许可报文经所述内置密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；所述许可报文携带有所述平台随机码；

所述LoRa设备根据所述内置密钥解密获取所述平台随机码，并根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和所述平台随机码计算生成所述会话密钥。

5.根据权利要求1至4任一项所述智能能耗管理方法，其特征在于，还包括：

所述LoRa设备在监测到预警事件发生后，通过所述LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送预警信息；

所述LoRa平台处理器根据所述预警信息生成控制命令，并将所述控制命令通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

6.一种智能能耗管理系统，其特征在于，包括：

LoRa设备：用于采集电器的状态数据，将所述状态数据经会话密钥加密后通过LoRa网关发送给LoRa平台处理器；并根据所述会话密钥对所述LoRa平台处理器的控制命令进行解密，根据所述控制命令对所述电器进行控制；

所述LoRa网关：用于向所述LoRa平台处理器透传所述LoRa设备采集到的所述状态数据；并向所述LoRa设备透传所述LoRa平台处理器发送的所述控制命令；

所述LoRa平台处理器：用于根据所述会话密钥对所述状态数据进行解密；并判断所述状态数据是否满足预设的控制条件；若是，则将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

7.根据权利要求6所述智能能耗管理系统，其特征在于，所述LoRa平台处理器具体用于：

当判断所述状态数据满足所述控制条件后，在控制终端的显示界面向用户推送是否进行控制的提示信息；并接收用户输入的控制命令；将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；

或者当判断所述状态数据满足所述控制条件后，根据预先配置的控制策略生成控制命令；并将所述控制命令经所述会话密钥加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。

8.根据权利要求6所述智能能耗管理系统，其特征在于，所述LoRa设备和所述LoRa平台处理器分别用于：

在所述LoRa设备入网时，根据所述LoRa设备的内置密钥、设备SN码、设备随机码和平台随机码计算生成所述会话密钥。

9.根据权利要求8所述智能能耗管理系统，其特征在于，在所述LoRa设备入网时，所述LoRa设备具体用于：

通过LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送经所述内置密码加密后的入网请求；所述入网请求中携带有所述LoRa设备的设备SN码和设备随机码；并在接收到所述LoRa平台处理器发送的许可报文之后，通过所述内置密钥解密获取所述平台随机码，并根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和所述平台随机码计算生成所述会话密钥；

所述LoRa平台处理器具体用于：

根据输入的内置密钥和设备SN码，对所述入网请求进行解密和校验，若校验通过，则根据所述内置密钥、所述设备SN码、所述设备随机码和所述平台随机码计算生成所述会话密钥；并将许可报文经所述内置密码加密后，通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备；所述许可报文携带有所述平台随机码。

10.根据权利要求6至9任一项所述智能能耗管理系统，其特征在于，所述LoRa设备还用于：

在监测到预警事件发生后，通过所述LoRa网关向所述LoRa平台处理器发送预警信息；

所述LoRa平台处理器还用于：

根据所述预警信息生成控制命令，并将所述控制命令通过所述LoRa网关发送给所述LoRa设备。