CN109586897B - 一种智能表计携号转网的方法和系统 - Google Patents

一种智能表计携号转网的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种智能表计携号转网的方法和系统，属于智能电网技术领域。本系统包括多个智能表计，多个不同能源公司的抄表网络服务器，每个智能表计均包括路由模块和标识模块，每个抄表网络服务器均包括路由模块、授权模块、共识模块、存储模块和转网模块；所述授权模块用于在有新的抄表网络服务器加入时发起授权流程；所述转网模块用于在智能表计更换所属能源公司时，由新抄表网络服务器向现抄表网络服务器发起转网申请，其同意确认即可转网。本发明支持任何类型的智能表计，在智能表计需要转网时，无需智能表计撤换和安装，实现方便快捷地携号转网，同时可以保留智能表计中的历史数据，不会造成数据丢失等问题。

Description

一种智能表计携号转网的方法和系统
技术领域
本发明属于智能电网技术领域，涉及一种智能表计携号转网的方法和系统。
背景技术
随着科学技术的发展，智能表计开始大规模应用在人们生活中。一般来说，智能表计包括：电表、水表、气表等，能够部署在用户侧，分别实时计量用户的用电量、用水量、用气量数据。远端部署着有能源公司的抄表系统，通过特定的远程通信协议，采集用户侧的表计数据。
当前常规的能源公司，是按电力公司、水力公司、燃气公司区分，用户侧的表计可分属于不同的公司，也有着不同的抄表系统，有以下的不足和局限：
1、用户想切换能源公司时，无法保留当前已使用的表计，需要旧能源公司回收表计，新能源公司安装表计。
2、用户想切换能源公司时，新能源公司的抄表系统没有旧表计数据，用户无法看到过去的表计能源使用情况。
发明内容
鉴于此，为了解决现有的系统转网困难及转网后历史数据不能保存的问题，本发明提供了一种智能表计携号转网的方法和系统。
本发明提出一种智能表计携号转网的方法，包括以下步骤：
S1、即将入网的抄表网络服务器通过授权模块发起入网申请，由所有在网的抄表网络服务器进行审批，所有在网的抄表网络服务器均同意即可入网；
S2、入网后所有之前在网的抄表网络服务器将数据通过路由模块发送给新入网的抄表网络服务器，并更新抄表网络服务器连接地址的排序；
S3、如果有智能表计需要更换现有的能源公司，由新能源公司的抄表网络服务器向现能源公司的抄表网络服务器发起转网申请，其同意即可转网；
S4、转网成功的智能表计与新能源公司的抄表网络服务器建立连接，向其发送档案数据和能源数据；
S5、抄表网络服务器对接收到的数据进行判断，若是第一次接收到则存储并转发给其他抄表网络服务器，否则丢弃；其他抄表网络服务器接收到抄表网络服务器发送的数据亦进行判断，若是第一次收到则存储并转发给其余抄表网络服务器，否则丢弃。
本发明还提出一种智能表计携号转网的系统，包括多个智能表计，多个不同能源公司的抄表网络服务器，每个智能表计均包括路由模块和标识模块，每个抄表网络服务器均包括路由模块、授权模块、共识模块、存储模块和转网模块；
所述路由模块用于实现所有的智能表计与任意抄表网络服务器双向通信，以及抄表网络服务器之间双向通信；
所述标识模块用于记录该智能表计的类型，所属能源公司ID，能源公司的抄表网络服务器地址，以及该智能表计的私钥；
所述授权模块用于在有新的抄表网络服务器加入时发起授权流程，由所有已经在网的抄表网络服务器审核，所有审核通过才能入网；
所述共识模块用于获取和发送智能表计的档案数据和能源数据；在新抄表网络服务器第一次入网时，能够同步已在网的所有数据；还能够在向其他抄表网络服务器发送数据时根据自身的私钥生成数字签名，接收方会根据发送方的公钥，验证数据的真实性；
所述转网模块用于在智能表计更换所属能源公司时，由新抄表网络服务器向现抄表网络服务器发起转网申请，其同意确认即可转网；
所述存储模块能够保存智能表计的数据，包括档案数据和能源数据。
进一步的，当智能表计需要访问抄表网络服务器时，智能表计的路由模块对多个抄表网络服务器连接地址进行排序，并能够定期更新排序，智能电表能够按照排序依次访问抄表网络服务器。
进一步的，根据路由规则，所述路由模块可以确保两个抄表网络服务器之间直接或间接连接，其中间接连接的两个抄表网络服务器之间通过第三个抄表服务器连接。
进一步的，抄表网络服务器录入或更新智能表计的档案数据和能源数据时，其共识模块能够将上述数据发送给其它抄表网络服务器，接收到上述档案数据的抄表网络服务器进行判断，若是第一次接收到，则由共识模块转发给其余的抄表网络服务器；若不是第一次接收到，则不再转发。
进一步的，当某个抄表网络服务器获得智能表计的档案数据时，其共识模块能够判断接收到智能表计的档案数据和能源数据是否有效；验证档案数据是否有效的规则是档案数据是否满足预定格式要求；验证能源数据是否有效的规则是能源数据否满足预定格式要求、数字签名是否正确、能源公司ID是否正确；若验证有效则保存到存储模块，若验证无效，则丢弃。
进一步的，智能表计的档案数据和能源数据能够先缓存到本地存储模块，共识模块能够每隔I分钟，将缓存池中的J个档案数据和能源数据打包，通过路由模块转发给其它抄表网络服务器，实现在网的所有数据同步，且档案数据总是优先于能源数据被打包。
进一步的，抄表网络服务器接收到转网过来的智能表计的转网数据时，其转网模块判定接收的转网数据是否有效，判定规则是验证转网数据是否满足预定格式要求、数字签名是否正确、旧能源公司ID是否正确、新能源公司ID是否正确，若验证有效则保存到存储模块，更新智能表计档案数据和能源数据，若无效则丢弃。
进一步的，所述档案数据包括智能表计的类型、公钥、所属能源公司ID，能源数据包括能源消耗时间和消耗量，在将档案数据和能源数据上报给抄表网络服务器时还需要数字签名，所述数字签名是根据智能表计私钥生成的HASH值。
本发明的有益效果在于：本发明支持任何类型的智能表计，在智能表计需要转网时，无需智能表计撤换和安装，实现方便快捷地携号转网，同时可以保留智能表计中的历史数据，不会造成数据丢失等问题。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1是本发明的智能表计和抄表网络服务器的结构示意图；
图2是本发明方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
图1是本发明的智能表计和抄表网络服务器的结构示意图；如图1所示，本系统包括智能表计和抄表网络服务器。智能表计分为三类：智能电表、智能水表、智能气表。
所述智能表计，通过专网或互联网与抄表网络服务器相通信，能够向远端抄表系统上报能源数据，与现有智能电表相比，扩展了：标识模块、路由模块。
所述智能表计亦可以通过内部网络与其他类型的智能表计相通信，常见的内部网络是低功耗无线网络，如RF。例如，智能水表可以与智能电表相通信。
所述标识模块，记录有该表计的类型、能源公司ID、能源公司系统地址，以及表计的私钥。
所述路由模块，能够根据需要访问的抄表系统地址，与远端的抄表系统双向通信。
所述智能水表，当需要上报能源数据时，会将表计类型、用水量、能源公司ID、数字签名，传给所属能源公司的抄表网络服务器，直接进行抄表；或者将数据传给智能电表，由智能电表根据能源公司ID选择对应的抄表系统地址，进而将能源数据上报给智能水表所属的抄表网络服务器。
所述智能表计当需要上报数据时，会将表计类型、用电量、能源公司ID、数字签名，上报给所属能源公司对应的抄表网络服务器。所述数字签名，是根据要上报的能源数据，用表计对应的私钥进行生成HASH的值，确保数据来源的真实性。
所述抄表系统能够接收智能表计上报的能源数据，与现有抄表系统相比，扩展了：路由模块、授权模块、共识模块、存储模块、转网模块。
所述路由模块，能够连接所有在网智能电表，获取智能表计上的能源数据。
所述路由模块，能够排序N个其它抄表系统连接地址，当本抄表系统需要连接其它抄表系统时，能够按排序顺序依次访问。N个连接地址能够定期更新。
所述路由模块，根据路由规则，能够确保在网的所有抄表系统能够相互连接，即一个抄表系统能够通过另一个抄表系统，访问到第三个抄表系统。
上述路由模块的设计中，N个抄表系统能够相互访问到(这N个抄表系统不一定是直接连接)，而且必须要有一定的策略来确保新加入的(例如第N+1个)抄表系统是可控的、安全的、全网知晓的；另外为了确保智能表计的路由模块，改造最小，只需有一个要通信的抄表系统，访问的抄表系统地址在转网后可更新，而不是让智能表计的路由模块去更新，即后面提到的转网系统。
所述授权模块，在有新抄表系统第一次加入时，能够发起授权流程，必须所有已在网抄表系统均授权同意，新抄表系统才能够入网，并全网同步新抄表系统私钥，以及所述的更新N个连接地址。
所述共识模块，在新抄表系统第一次入网时，能够向连接的其它抄表系统同步数据，包括已在网的智能表计档案数据、智能表计能源数据。
所示共识模块，在向其它抄表系统通信任何数据时，会根据自身的私钥生成数字签名；在解析接收到的抄表系统通信的任何数据时，会根据发送方抄表系统的公钥，验证数据的真实性。
所述共识模块，在录入或更新智能表计档案时，能够智能表计档案发送给N个其它抄表系统。特别地，智能表计的档案信息，含有智能表计的公钥、智能表计所属的能源公司ID。
所述共识模块，当接收到其它抄表系统转发的智能表计档案时，若是第一次接收到，则转发给N个其它抄表系统；若不是第一次接收到，则不再转发给其它抄表系统。
所述共识模块，能够判定接收的智能表计档案是否有效，判定规则是档案是否满足预定格式要求，若有效则保存到存储模块；若计算后不一致，则丢弃，也不会转发给其它抄表系统。
所述共识模块，当获取到智能表计上的能源数据时，能够将能源数据发送给N个其它抄表系统。
所述共识模块，当接收到其它抄表系统转发的能源数据时，若是第一次接收到，则转发给N个其它抄表系统；若不是第一次接收到，则不再转发给其它抄表系统。
所述共识模块，能够判定接收的能源数据是否有效，判定规则是验证能源数据是否满足预定格式要求、数字签名是否正确、来源能源公司ID是否正确，若有效则保存到存储模块；若计算后不一致，则丢弃，也不会转发给其它抄表系统。
所述共识模块，智能表计档案数据和能源数据能够先缓存到本地存储模块，能够每隔I分钟，将缓存池中的J个档案数据和能源数据打包，通过路由模块转发给N个其它抄表系统，进而在网的所有抄表系统同步。特别地，档案数据总是优先于能源数据被打包。
所述存储模块，能够保存智能表计档案数据，能够保存智能表计能源数据。
所述存储模块，能够提供任意类型的智能表计、任意时间段的能源数据，供抄表系统统计和展现。
所述转网模块，当需要更换智能表计所属能源公司时，新抄表系统发起申请，旧抄表系统确认同意，即可发起智能表计转网流程，流程数据中带有智能表计唯一编号、旧能源公司ID、新能够公司ID、旧能源公司数字签名、新能源公司数字签名，全网所有抄表系统同步。
所述转网模块，当接收到智能表计转网数据时，能够判定接收的转网数据是否有效，判定规则是验证转网数据是否满足预定格式要求、数字签名是否正确、旧能源公司ID是否正确、新能源公司ID是否正确，若有效则保存到存储模块，更新智能表计档案数据，并返回转网数据处理完成。若无效则丢弃。
所述转网模块，全网所有抄表系统同步并处理完成后，旧能源公司抄表系统将更新所述需要转网的智能表计的抄表系统连接地址，从旧抄表系统地址更新为新抄表系统地址。更新成功以后，所述智能表计的能源数据将上报给新抄表系统。
图2是本发明方法流程图，包括以下步骤：
S1、即将入网的抄表网络服务器通过授权模块发起入网申请，由所有在网的抄表网络服务器进行审批，所有在网的抄表网络服务器均同意即可入网；
S2、入网后所有之前在网的抄表网络服务器将数据通过路由模块发送给新入网的抄表网络服务器，并更新抄表网络服务器连接地址的排序；
S3、如果有智能表计需要更换现有的能源公司，由新能源公司的抄表网络服务器向现能源公司的抄表网络服务器发起转网申请，其同意即可转网；
S4、转网成功的智能表计与新能源公司的抄表网络服务器建立连接，向其发送档案数据和能源数据；
S5、抄表网络服务器对接收到的数据进行判断，若是第一次接收到则存储并转发给其他抄表网络服务器，否则丢弃；其他抄表网络服务器接收到抄表网络服务器发送的数据亦进行判断，若是第一次收到则存储并转发给其余抄表网络服务器，否则丢弃。
应当说明的是，本发明中的抄表系统或者抄表网络服务器，可以是单台服务器，也可以是服务器集群；当为服务器集群时，只要对外接入本发明中的转网系统即可满足本发明对抄表系统或者抄表网络服务器的定义。
应当理解，本实施例中的智能水表和智能气表，在另外的实施例中，也能够具备路由模块，与远端抄表系统通信，即是说，无论智能表计的内部组网如何，都在本发明的保护范围内。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能表计携号转网的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、即将入网的抄表网络服务器通过授权模块发起入网申请，由所有在网的抄表网络服务器进行审批，所有在网的抄表网络服务器均同意即可入网；
S2、入网后所有之前在网的抄表网络服务器将数据通过路由模块发送给新入网的抄表网络服务器，并更新抄表网络服务器连接地址的排序；
S3、如果有智能表计需要更换现有的能源公司，由新能源公司的抄表网络服务器向现能源公司的抄表网络服务器发起转网申请，其同意即可转网；
S4、转网成功的智能表计与新能源公司的抄表网络服务器建立连接，向其发送档案数据和能源数据；
S5、抄表网络服务器对接收到的数据进行判断，若是第一次接收到则存储并转发给其他抄表网络服务器，否则丢弃；其他抄表网络服务器接收到抄表网络服务器发送的数据亦进行判断，若是第一次收到则存储并转发给其余抄表网络服务器，否则丢弃。
2.根据权利要求1所述的一种智能表计携号转网的方法，其特征在于：档案数据包括智能表计的类型、公钥、所属能源公司ID，能源数据包括能源消耗时间和消耗量，在将档案数据和能源数据上报给抄表网络服务器时还需要数字签名，所述数字签名是根据智能表计私钥生成的HASH值。
3.根据权利要求2所述的一种智能表计携号转网的方法，其特征在于：智能表计完成转网后，旧能源公司抄表网络服务器将更新所述需要转网的智能表计的抄表网络服务器连接地址，更新成功以后，所述智能表计的转网数据将上报给新抄表网络服务器，转网数据包括智能表计唯一编号、旧能源公司ID、新能够公司ID、旧能源公司数字签名、新能源公司数字签名。
4.一种智能表计携号转网的系统，其特征在于：包括多个智能表计，多个不同能源公司的抄表网络服务器，每个智能表计均包括路由模块和标识模块，每个抄表网络服务器均包括路由模块、授权模块、共识模块、存储模块和转网模块；
所述路由模块用于实现所有的智能表计与任意抄表网络服务器双向通信，以及抄表网络服务器之间双向通信；
所述标识模块用于记录该智能表计的类型，所属能源公司ID，能源公司的抄表网络服务器地址，以及该智能表计的私钥；
所述授权模块用于在有新的抄表网络服务器加入时发起授权流程，由所有已经在网的抄表网络服务器审核，所有审核通过才能入网，并全网同步新抄表系统私钥，以及更新N个抄表网络服务器的连接地址；
所述共识模块用于获取和发送智能表计的档案数据和能源数据；在新抄表网络服务器第一次入网时，能够同步已在网的所有数据；还能够在向其他抄表网络服务器发送数据时根据自身的私钥生成数字签名，接收方会根据发送方的公钥，验证数据的真实性；
所述转网模块用于在智能表计更换所属能源公司时，由新抄表网络服务器向现抄表网络服务器发起转网申请，所有在网的抄表网络服务器均同意确认即可转网；
所述存储模块能够保存智能表计的数据，包括档案数据和能源数据。
5.根据权利要求4所述的一种智能表计携号转网的系统，其特征在于：当本抄表网络服务器需要连接其它抄表网络服务器时，本抄表网络服务器将对N个其它抄表网络服务器的连接地址进行排序，并按排序顺序依次访问其它抄表网络服务器；两个抄表网络服务器之间直接或间接连接，其中间接连接的两个抄表网络服务器之间通过第三个抄表服务器连接。
6.根据权利要求4所述的一种智能表计携号转网的系统，其特征在于：抄表网络服务器录入或更新智能表计的档案数据和能源数据时，其共识模块将上述数据发送给其它抄表网络服务器，接收到上述档案数据的抄表网络服务器进行判断，若是第一次接收到，则由共识模块转发给其余的抄表网络服务器；若不是第一次接收到，则不再转发。
7.根据权利要求4所述的一种智能表计携号转网的系统，其特征在于：当某个抄表网络服务器获得智能表计的档案数据时，其共识模块能够判断接收到智能表计的档案数据和能源数据是否有效；验证档案数据是否有效的规则是档案数据是否满足预定格式要求；验证能源数据是否有效的规则是能源数据是否满足预定格式要求、数字签名是否正确、能源公司ID是否正确；若验证有效则保存到存储模块，若验证无效，则丢弃。
8.根据权利要求4所述的一种智能表计携号转网的系统，其特征在于：智能表计的档案数据和能源数据先缓存到本地存储模块，共识模块每隔I分钟，将缓存池中的J个档案数据和能源数据打包，通过路由模块转发给其它抄表网络服务器，实现在网的所有数据同步，且档案数据总是优先于能源数据被打包。
9.根据权利要求4所述的一种智能表计携号转网的系统，其特征在于：抄表网络服务器接收到转网过来的智能表计的转网数据时，其转网模块判定接收的转网数据是否有效，判定规则是验证转网数据是否满足预定格式要求、数字签名是否正确、旧能源公司ID是否正确、新能源公司ID是否正确，若验证有效则保存到存储模块，更新智能表计档案数据和能源数据，若无效则丢弃。
10.根据权利要求4所述的一种智能表计携号转网的系统，其特征在于：所述档案数据包括智能表计的类型、公钥、所属能源公司ID，能源数据包括能源消耗时间和消耗量，在将档案数据和能源数据上报给抄表网络服务器时还需要数字签名，所述数字签名是根据智能表计私钥生成的HASH值。
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