CN110034928B - 电能计量信息传输装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种电能计量信息传输装置及方法。其中，一种电能计量信息传输装置，包括主站、计量采集终端、智能电表和用户卡，每个智能电表与一个用户卡相匹配，而且只有与智能电表相匹配的用户卡才能启动相应智能电表；每个智能电表均设置有唯一标识；所述智能电表与计量采集终端相连，所述计量采集终端，被配置为：获取智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，并将两者打包成一个文件；对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密，并将加密后的打包文件传送至发送至主站；所述主站，被配置为：利用接收到的私钥对打包文件进行解密，解压解密后的打包文件，得到智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息。

Description

电能计量信息传输装置及方法
技术领域
本公开属于电能计量信息传输领域，尤其涉及一种电能计量信息传输装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
在实际应用的居民用户低压集中抄表系统中，由低压抄表集中器明文读取多个智能电能表收集并发送来的用户数据后，将用户数据发送至主站进行后台处理，在数据发送过程中，数据传输的安全性较低，易于受到攻击，从而影响计量数据的正常传输。
发明内容
根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种电能计量信息传输装置。
本公开一种电能计量信息传输装置，包括：主站、计量采集终端、智能电表和用户卡，每个智能电表与一个用户卡相匹配，而且只有与智能电表相匹配的用户卡才能启动相应智能电表；每个智能电表均设置有唯一标识；
所述智能电表与计量采集终端相连，所述计量采集终端，被配置为：
获取智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，并将两者打包成一个文件；
对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密，并将加密后的打包文件传送至发送至主站；其中，对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密的过程为：
产生不可预测的量子随机数，并经大整数素数筛选算法，得到满足生成公钥和私钥对的种子随机数；
结合利用预设公私密钥对生成函数及种子随机数，得到公钥和私钥对并发送至主站；
利用公钥对打包的文件进行加密；
所述主站，被配置为：
利用接收到的私钥对打包文件进行解密，解压解密后的打包文件，得到智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息。
进一步地，智能电表的唯一标识为与智能电表用户相匹配的身份证号码。
进一步地，采用量子随机数发生器产生不可预测的量子随机数。
进一步地，采用量子随机数发生器产生不可预测的量子随机数的过程为：
利用量子随机源产生具有量子特性的物理信号；
探测具有量子特性的物理信号并采样转化为二进制的数字序列；
该数字序列再经处理后，得到不可预测的随机数。
进一步地，所述计量采集终端与主站之间采用有线方式相互通信。
进一步地，所述计量采集终端与主站之间采用无线方式相互通信。
本公开的另一方面，提供一种电能计量信息传输装置的传输方法。
一种电能计量信息传输装置的传输方法，包括：
当用户卡启动相应智能电表时，计量采集终端获取智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，并将两者打包成一个文件；
对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密，并将加密后的打包文件传送至发送至主站；其中，对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密的过程为：
产生不可预测的量子随机数，并经大整数素数筛选算法，得到满足生成公钥和私钥对的种子随机数；
结合利用预设公私密钥对生成函数及种子随机数，得到公钥和私钥对并发送至主站；
利用公钥对打包的文件进行加密；
在主站内，利用接收到的私钥对打包文件进行解密，解压解密后的打包文件，得到智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息。
本公开的有益效果是：
本公开采用“主站－计量采集终端－智能电表－用户卡”的多层多级密钥体系及多重安全交互认证体系，解决了电网营销计量业务数据及计量装置安全防护问题。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开实施例提供的一种电能计量信息传输装置结构示意图。
图2是本公开实施例提供的一种电能计量信息传输装置的传输方法流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是本公开的一种电能计量信息传输装置结构示意图。
如图1所示，本实施例的一种电能计量信息传输装置，包括：
主站、计量采集终端、智能电表和用户卡。
其中，每个智能电表与一个用户卡相匹配，而且只有与智能电表相匹配的用户卡才能启动相应智能电表；每个智能电表均设置有唯一标识；
所述智能电表与计量采集终端相连。
所述计量采集终端，被配置为：
(1)获取智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，并将两者打包成一个文件；
在本实施例中，智能电表的唯一标识为与智能电表用户相匹配的身份证号码。
可以理解的，智能电表的唯一标识也可为预定义的一个序列号或文字与字符结合的标识，本领域技术人员可根据具体情况来自行选择。
(2)对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密，并将加密后的打包文件传送至发送至主站。
具体地，对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密的过程为：
(2.1)产生不可预测的量子随机数，并经大整数素数筛选算法，得到满足生成公钥和私钥对的种子随机数；
具体地，采用量子随机数发生器产生不可预测的量子随机数。
作为一种实施方式，采用量子随机数发生器产生不可预测的量子随机数的过程为：
(2.1.1)利用量子随机源产生具有量子特性的物理信号；
(2.1.2)探测具有量子特性的物理信号并采样转化为二进制的数字序列；
(2.1.3)该数字序列再经处理后，得到不可预测的随机数。
(2.2)结合利用预设公私密钥对生成函数及种子随机数，得到公钥和私钥对并发送至主站；
其中，预设公私密钥对生成函数可为现有的公私密钥对生成算法，或是本领域人员根据具体情况自行设定的函数(比如：强哈希函数)，该函数中变量包括种子随机数，输出量为公私密钥对。
(2.3)利用公钥对打包的文件进行加密；
所述主站，被配置为：
利用接收到的私钥对打包文件进行解密，解压解密后的打包文件，得到智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息。
作为一种实施方式，所述计量采集终端与主站之间采用有线方式相互通信。
作为另一种实施方式，所述计量采集终端与主站之间采用无线方式相互通信。
本实施例采用“主站－计量采集终端－智能电表－用户卡”的多层多级密钥体系及多重安全交互认证体系，解决了电网营销计量业务数据及计量装置安全防护问题。
图2是本公开实施例提供的一种电能计量信息传输装置的传输方法流程图。
如图2所示，一种电能计量信息传输装置的传输方法，包括：
步骤1：当用户卡启动相应智能电表时，计量采集终端获取智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，并将两者打包成一个文件；
步骤2：对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密，并将加密后的打包文件传送至发送至主站；
其中，对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密的过程为：
步骤2.1：产生不可预测的量子随机数，并经大整数素数筛选算法，得到满足生成公钥和私钥对的种子随机数；
步骤2.2：结合利用预设公私密钥对生成函数及种子随机数，得到公钥和私钥对并发送至主站；
步骤2.3：利用公钥对打包的文件进行加密；
步骤3：在主站内，利用接收到的私钥对打包文件进行解密，解压解密后的打包文件，得到智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息。
本实施例采用“主站－计量采集终端－智能电表－用户卡”的多层多级密钥体系及多重安全交互认证体系，解决了电网营销计量业务数据及计量装置安全防护问题。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种电能计量信息传输装置，其特征在于，包括：主站、计量采集终端、智能电表和用户卡，每个智能电表与一个用户卡相匹配，而且只有与智能电表相匹配的用户卡才能启动相应智能电表；每个智能电表均设置有唯一标识；
所述智能电表与计量采集终端相连，所述计量采集终端，被配置为：
获取智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，并将两者打包成一个文件；
对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密，并将加密后的打包文件传送至发送至主站；其中，对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密的过程为：
产生不可预测的量子随机数，并经大整数素数筛选算法，得到满足生成公钥和私钥对的种子随机数；采用量子随机数发生器产生不可预测的量子随机数，具体过程为：
利用量子随机源产生具有量子特性的物理信号；
探测具有量子特性的物理信号并采样转化为二进制的数字序列；
该数字序列再经处理后，得到不可预测的随机数；
结合利用预设公私密钥对生成函数及种子随机数，得到公钥和私钥对并发送至主站；
利用公钥对打包的文件进行加密；
所述主站，被配置为：
利用接收到的私钥对打包文件进行解密，解压解密后的打包文件，得到智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，采用“主站－计量采集终端－智能电表－用户卡”的多层多级密钥体系及多重安全交互认证体系，解决了电网营销计量业务数据及计量装置安全防护问题。
2.如权利要求1所述的电能计量信息传输装置，其特征在于，智能电表的唯一标识为与智能电表用户相匹配的身份证号码。
3.如权利要求1所述的电能计量信息传输装置，其特征在于，所述计量采集终端与主站之间采用有线方式相互通信。
4.如权利要求1所述的电能计量信息传输装置，其特征在于，所述计量采集终端与主站之间采用无线方式相互通信。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的电能计量信息传输装置的传输方法，其特征在于，包括：
当用户卡启动相应智能电表时，计量采集终端获取智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息，并将两者打包成一个文件；
对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密，并将加密后的打包文件传送至发送至主站；其中，对打包的文件采用量子随机数的非对称加密方式进行加密的过程为：
产生不可预测的量子随机数，并经大整数素数筛选算法，得到满足生成公钥和私钥对的种子随机数；
结合利用预设公私密钥对生成函数及种子随机数，得到公钥和私钥对并发送至主站；
利用公钥对打包的文件进行加密；
在主站内，利用接收到的私钥对打包文件进行解密，解压解密后的打包文件，得到智能电表的唯一标识及其对应的电能计量信息。
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