CN112134696A - 一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统,所述方法包括如下步骤:动态获取电能表实时时钟;获取电能表RAM存储空间;对电能表实时时钟取反码,生成动态密码;将取反后的动态密码存储于RAM存储空间中;获取电能表内单片机7个字节的实时时钟信息,其中所述实时时钟信息根据周、年、月、日、时、分、秒的时间位排序,每个时间位分别保存于RAM存储空间不同的字节中,所述电能表采动态密码的方式和上位机或其他电能表之间执行加密通讯,所述动态密码间隔一定时间更新,可提高所述电能表通讯的安全性。

Description

一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统
发明领域
本发明涉及电学领域,特别涉及电能表领域,尤其涉及一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统。
发明背景
目前电能表的数据容易泄露盗听,主要原因是现有电能表通讯通常采用的是固定密码通讯,也就说在通讯协议中加入固定的数字或字符串,上位机通过解析该字数或字符串就可以获取电能表数据,然而这样的一种固定式密码容易通过拦截通讯协议的方式获取固定密码,在获取固定密码后可持续对电能表进行盗听,从而加大了电表数据泄密的风险。另外,现有采用固定密码通讯的电能表需要非易失存储器存储固定密码,从而使得采用固定密码通讯的电能表占用存储资源较多,硬件成本较高。
发明内容
本发明其中一个主要目的在于提供一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统,所述电能表采动态密码的方式和上位机或其他电能表之间执行加密通讯,所述动态密码间隔一定时间更新,可提高所述电能表通讯的安全性。
本发明另一个主要目的在于提供一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统,所述动态密码基于电能表自身的单片机通过特定的密码生成程序生成,无需额外的密码生成器,无硬件成本的增加。
本发明另一个目的在于提供一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统,所述电能表内不占用非易失性存储空间,相对于传统固定密码的电能表无需对密码进行保存和备份,可减少电能表非非易失性存储装置配置,节约硬件成本。
本发明另一个目的在于提供一种电能表动态密码生成、通讯方法及其通讯系统,所述电能表根据电能表内单片机的实时时钟设计加密方式,并间隔地获取实时时钟信息以获取动态加密码,动态密码的来源稳定,并且电能表自身无成本无消耗。
为了实现至少一个上述发明目的,本发明进一步提供一种电能表动态密码生成方法,包括如下步骤:
动态获取电能表实时时钟;
获取电能表RAM存储空间;
对电能表实时时钟取反码,生成动态密码;
将取反后的动态密码存储于RAM存储空间中。
根据本发明另一较佳实施例,获取电能表内单片机7个字节的实时时钟信息,其中所述实时时钟信息根据周、年、月、日、时、分、秒的时间位排序,每个时间位分别保存于RAM存储空间不同的字节中,其中年时间位的数据取值后两位。
根据本发明另一较佳实施例,所述动态密码生成方法还包括初始化动态密码方法,包括如下步骤:获取电能表RAM中7个字节的存储空间,清空所述7个字节存储空间内的存储信息,用于存储初始化动态密码。
根据本发明另一较佳实施例,所述动态密码生成方法包括:将所述实时时钟信息中的周、年、月、日、时、分的6个时间位对应的数据和秒时间位对应的数据分别相加,并将相加后的6个时间位对应的数值进行按位取反,将前6个时间位对应的数值相加并和第7个时间位对应的数值相加后取反,并作为末位时间位密码数据,将上述7个时间位取反后的数据分别存储于RAM存储空间的不同字节中。
根据本发明另一较佳实施例,设置间隔周期,所述电能表动态密码生成方法每隔所述间隔周期从所述电能表的单片机中获取实时时钟信息。
根据本发明另一较佳实施例,根据设置的时间间隔,周期性地清除所述RAM中7个字节的存储空间,并周期性地将更新后的动态密码保存于所述RAM中7个字节的存储空间
根据本发明另一较佳实施例,所述间隔周期设置为1-3秒。
为了实现至少一个上述发明目的,本发明进一步提供一种电能表通讯方法,所述电能表通讯方法采用上述电能表动态密码生成方法,包括如下步骤:
获取电能表数据;
所述电能表和上位机建立会话,并采用所述动态密码对所述电能表数据进行打包加密;
所述上位机获取电能表数据,根据解密规则解析所述动态密码并执行抄表工作。
为了实现至少一个上述发明目的,本发明进一步提供一种电能表通讯系统,所述电能表通讯系统采用上述电能表动态密码生成方法。
为了实现至少一个上述发明目的,本发明进一步提供一种电能表通讯系统,所述电能表通讯系统采用上述电能表通讯方法。
附图说明
图1显示的是本发明电能表动态密码生成方法流程示意图;
图2显示的是本发明电能表通讯方法流程示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
请参考图1,本发明公开了一种电能表动态密码生成方法,所述电能表内设有单片机,所述单片机具有实时时钟,所述实时时钟包括7个时间位,所述7个时间位为分别为:周、年、月、日、时、分、秒,每个时间位分别占具一个字节,每个时间位分别存储对应的时间刻度,所述电能表通过对所述单片机的进行编程,根据单片机内部的实时时钟进行动态密码的编码,具体包括如下步骤:
动态获取电能表实时时钟;
获取电能表RAM存储空间;
对电能表实时时钟取反码,生成动态密码;
将取反后的动态密码存储于RAM存储空间中。
在本发明另一较佳实施例中,需要预先获取电能表RAM至少7个字节的存储空间,并清空所述RAM存储空间内的数据,将所述7个时间位依次存储于7个字节的RAM存储空间中,每个字节占据一个时间位,所述7个时间位采用二进制显示,进一步对上述7个时间位中的前6个,即周、年、月、日、时、分对应的数据和秒时间位数据相加后按位进行取反,将第7个时间位的秒数据和之前6个时间位对应的数据相加,作为第7个时间位的数值进行按位取反,将上述取反后的7个时间位数值存储于RAM存储空间中,生成7位的动态密码,其中所述动态密码在一定的时间间隔下更新,其中,所述时间间隔被设置为1-3秒。
具体地,举例来说,假设电能表单片机中的实时时钟为2020年1月1日1时1分1秒,对应的周数据是周3。根据上述7个时间位排序为:周3,2020年、1月、1日、1时、1秒。由于2进制的存储数据中单个字节的最大存储数值为127,因此对年数值取值后两位,即重新取值后的7个时间位数值排序为:3、20、1、1、1、1、1。7个时间位数值对应的2进制数分别为:00000011、00010100、00000001、00000001、00000001、00000001、00000001、将前6个2进制的时间位和秒时间位对应的数据相加后的数值为:00000100、00010101、00000010、00000010、00000010、00000010,第7个时间位的数值为28,对应的2进制数值为:00011100,将上述7个2进制的时间位按位取反,生成取反码:00100000、10101000、01000000、01000000、01000000、01000000、00111000。将取反后的7个时间位的数值作为动态密码执行和其他电表以及上位机之间的加密通讯,其中所述加密通讯方式包括但不仅限于RS-485,modbus协议。
需要说明的是,在本发明一个较佳实施例中,所述动态密码的时间间隔为1秒,也就是说,每次秒数据进行更新时,所述动态密码随之更新,所述电能表将更新后的动态密码和电能表内的数据进行打包加密,并进一步将打包加密后的数据发送至其他交互的电能表或上位机,其他电能表或上位机通过对所述动态密码解密后读取对应的电能表数据,由于本发明采用的动态加密方法仅仅是程序上的加密,无需额外的加密硬件,从而可以降低电能表的加密成本,另外由于本发明对加密数字仅仅需要7个字节的容量,动态加密的方法使得7个字节容量的加密数字将动态清除和写入到所述RAM存储空间中,无需配置非易失性存储器,可降低存储成本。
附图中的流程图和框图,图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明,本发明的目的已经完整并有效地实现,本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种电能表动态密码生成方法,其特征在于,包括如下步骤:
动态获取电能表实时时钟;
获取电能表RAM存储空间;
对电能表实时时钟取反码,生成动态密码;
将取反后的动态密码存储于RAM存储空间中。
2.根据权利要求1所述的电能表动态密码生成方法,其特征在于,获取电能表内单片机7个字节的实时时钟信息,其中所述实时时钟信息根据周、年、月、日、时、分、秒的时间位排序,每个时间位分别保存于RAM存储空间不同的字节中,其中年时间位的数据取值后两位。
3.根据权利要求2所述的电能表动态密码生成方法,其特征在于,所述动态密码还包括初始化动态密码方法,包括如下步骤:获取电能表RAM中7个字节的存储空间,清空所述7个字节存储空间内的存储信息,用于存储初始化动态密码。
4.根据权利要求2所述的电能表动态密码生成方法,其特征在于,将所述实时时钟信息中的周、年、月、日、时、分的6个时间位对应的数据和秒时间位对应的数据分别相加,并将相加后的6个时间位对应的数值进行按位取反,将前6个时间位对应的数值相加并和第7个时间位对应的数值相加后取反,并作为末位时间位密码数据,将上述7个时间位取反后的数据分别存储于RAM存储空间的不同字节中。
5.根据权利要求4所述的电能表动态密码生成方法,其特征在于,设置间隔周期,所述电能表动态密码生成方法每隔所述间隔周期从所述电能表的单片机中获取实时时钟信息。
6.根据权利要求5所述的电能表动态密码生成方法,其特征在于,根据设置的时间间隔,周期性地清除所述RAM中7个字节的存储空间,并周期性地将更新后的动态密码保存于所述RAM中7个字节的存储空间。
7.根据权利要求5所述的电能表动态密码生成方法,其特征在于,所述间隔周期设置为1-3秒。
8.一种电能表通讯方法,所述电能表通讯方法采用权利要求1-7所述的电能表动态密码生成方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取电能表数据;
所述电能表和上位机建立会话,并采用所述动态密码对所述电能表数据进行打包加密;
所述上位机获取电能表数据,根据解密规则解析所述动态密码并执行抄表工作。
9.一种电能表通讯系统,其特征在于,所述电能表通讯系统采用权利要求1-8中任意一项所述的电能表动态密码生成方法。
10.一种电能表通讯系统,其特征在于,所述电能表通讯系统采用权利9所述的一种电能表通讯方法。
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