CN114339754A - 一种智能水表认证系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种智能水表认证系统，所述认证系统包括：5G网络、5G智能水表终端、区域认证和管理平台、中心认证和管理平台；所述5G智能水表终端与所述区域认证和管理平台通过所述5G网络连接，所述区域认证和管理平台管理一个固定区域内的所述5G智能水表；所述5G智能水表终端与所述中心认证和管理平台通过所述5G网络连接；所述中心认证和管理平台为智能水表、智能水务的中心管理系统。实现了对智能水表数据的自动采集以及远程控制，同时实现智能水表的安全接入认证，也实现了智能水表在使用过程中的安全保护，在被恶意篡改或者黑客控制时能够及时的发现，进行处置，避免了造成更大的危害以及损失。
Description
技术领域
本发明涉及智能水务领域，尤其涉及一种智能水表认证系统。
背景技术
现有技术中的智能水表的安全认证方面做的不够完善，仅依靠智能水表的电子编号和用户想关联，智能水表在完成安装开通之后，本身也没有安全保护措施，智能水表是否被移动，所传输的数据是否被篡改，都无法进行判断。随着物联网技术的发展，智能水表甚至可能会被黑客所控制，成为黑客攻击网络的工具。所以，亟需一种智能水表的认证方法。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种智能水表认证系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种智能水表认证系统，所述认证系统包括：5G网络、5G智能水表终端、区域认证和管理平台、中心认证和管理平台；
所述5G智能水表终端与所述区域认证和管理平台通过所述5G网络连接，所述区域认证和管理平台管理一个固定区域内的所述5G智能水表；
所述5G智能水表终端与所述中心认证和管理平台通过所述5G网络连接；所述中心认证和管理平台为智能水表、智能水务的中心管理系统。
可选的，所述5G网络为运营商的5G公网，共用所述5G公网的无线接入设备和传输设备，同时在区域UPF侧，部署MEP设备；
5G系统为智能水表业务分配专用DNN，所述区域UPF通过DNN识别智能水表业务，将业务数据分流到部署在所述MEP设备上的所述区域认证和管理平台。
可选的，所述5G智能水表终端包括：5G传输模组的智能水表终端；
当智能水表完成安装和激活之后，通过所述5G网络将电子编号进行上传，以完成首次认证；
在使用过程中，智能水表按照事前设定的周期将所述电子编号进行上传，以完成周期性认证。
可选的，所述区域认证和管理平台具体包括：管理一个固定区域内智能水表的系统，部署在UPF侧的MEP上，用于获得智能水表SIM卡的MSISDN和CellID；
所述区域认证和管理平台远程发送命令控制智能水表关闭、开启；
所述区域认证和管理平台能够与所述中心认证和管理平台互通，实现认证数据的共享以及告警信息、水表数据的传送。
可选的，所述中心认证和管理平台，用于存储所述5G智能水表终端的初始认证数据和数据包的特征数据；
在接收到区域平台的首次认证请求之后，进行首次认证，对比电子编号和MSISDN，将认证结果和数据包的特征数据发送到所述区域平台，并将智能水表的CellID更新到本地数据库；
接收所述区域平台发送的智能水表抄表数据，完成计费工作；
接收所述区域平台发送的告警信息，并通知管理员进行实地处理，并完成后续的处理。
可选的，所述初始认证数据具体包括：电子编号、MSISDN和具体地址。
可选的，所述特征数据具体包括：数据包的类型、目的IP地址和数据包长。
本发明提供的一种智能水表认证系统，所述认证系统包括：5G网络、5G智能水表终端、区域认证和管理平台、中心认证和管理平台；所述5G智能水表终端与所述区域认证和管理平台通过所述5G网络连接，所述区域认证和管理平台管理一个固定区域内的所述5G智能水表；所述5G智能水表终端与所述中心认证和管理平台通过所述5G网络连接；所述中心认证和管理平台为智能水表、智能水务的中心管理系统。实现了对智能水表数据的自动采集以及远程控制，同时实现智能水表的安全接入认证，也实现了智能水表在使用过程中的安全保护，在被恶意篡改或者黑客控制时能够及时的发现，进行处置，避免了造成更大的危害以及损失。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种智能水表认证系统组成示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提出一种智能水表认证系统，实现了智能水表在接入系统时的首次认证和周期性认证，同时提供了智能水表在使用过程中的业务安全性保证。
如图1所示，本发明所提出的一种智能水表认证系统中心认证和管理平台。
5G网络一般为运行商的5G公网，共用5G公网的无线接入设备和传输设备，同时在区域UPF侧，部署MEP设备，区域认证和管理系统部署在MEP之上。5G系统为智能水表业务分配专用DNN，UPF通过DNN识别智能水表业务，同时将业务数据分流到部署在MEP上的区域认证和管理平台。MEP和区域认证和管理平台通过开放的接口传输数据，除了智能水表的业务数据，还包括平台需要的5G网络参数，如智能水表SIM卡的号码MSISDN以及位置参数CellID。
5G智能水表终端，指的是包含5G传输模组的智能水表终端。当智能水表完成安装和激活之后，会通过5G网络将本身的电子编号进行上传，以完成首次认证。在使用过程中，智能水表按照事前设定的周期将电子编号进行上传，以完成周期性认证。同时智能水表终端还需要按照提前设定的周期或者在接收到管理平台的命令之后，将水表的读数通过5G网络回传到区域认证和管理平台，还需要支持区域认证和管理平台的远程管理命令，比如关断、打开，以实现预付费用水管理。
区域认证和管理平台，指的是管理一个固定区域内智能水表的系统，部署在UPF侧的MEP之上。
平台的第一个功能是区域内智能水表的认证接入工作，认证包括两种，一种是首次认证，一种是周期性认证。当智能水表完成安装和激活之后，会进行首次认证，通过5G网络将电子编号进行上传，区域认证和管理平台在收到电子编号之后，进行本地数据库搜索，如果没有该信息，确认为首次认证，通过MEP获得该智能水表的SIM卡MSISDN以及所在的CellID，将这三个数据传送到中心认证和管理平台进行首次认证，如果认证不通过，拒绝掉本次认证，如果认证通过，将该智能水表的信息(电子编号，MSISDN，CellID，具体地址)存储在本地数据库。周期性认证是指智能水表按照设定好的周期或者根据平台的命令进行认证，将电子编号上传，区域认证和管理平台在收到电子编号之后，通过MEP获得该水表的MSISDN以及CellID，并将这三个数据与本地存储数据进行比较，如果相同，通过认证，如果不同，拒绝认证，并将信息通知中心认证和管理平台，同时发送指令暂时关闭智能水表，等待管理员现场确认。
平台的第二个功能是对智能水表的数据进行安全保障。在智能水表完成首次认证之后，区域认证和管理平台可以从中心认证和管理平台接收到该水表的业务特征数据，包括数据包的类型，目的IP地址，数据包长。当区域认证和管理平台在接收到智能水表发送的业务数据包时，会进行包解析，与业务特征进行对比，如果相同，确认数据包未被篡改，将数据结果进行记录并抄送中心认证和管理平台，如果不相同，说明数据包有可能被篡改或智能水平存在被控制的风险，将告警发送到中心平台，同时发送指令，暂时远程关闭智能水表，等待管理员现场确认。
区域认证和管理平台部署在MEP之上，通过MEP获得智能水表SIM卡的MSISDN和CellID。
区域认证和管理平台远程发送命令控制智能水表关闭、开启。
区域认证和管理平台和中心认证和管理平台互通，实现认证数据的共享以及告警信息、水表数据的传送。
中心认证和管理平台，负责本市或更大范围的智能水表、智能水务的管理系统，一般部署在私有云或公有云。
中心认证和管理平台，存储范围内所有智能水表的初始认证数据(电子编号，MSISDN，具体地址)以及数据包的特征数据(数据包的类型，目的IP地址，数据包长)。
在接收到区域平台的首次认证请求之后，进行首次认证，对比电子编号和MSISDN，将认证结果和数据包的特征数据发送到区域平台，并将智能水表的CellID更新到本地数据库。
接收区域平台发送的智能水表抄表数据，完成计费工作。
接收区域平台发送的告警信息，并通知管理员进行实地处理，并完成后续的处理，如更换水表或对水表进行固件升级等工作。
首次认证方法具体包括：
智能水表安装开通后，通过5G网络发送电子编号给区域平台；
区域平台接收到电子编号，通过MEP得到MSISDN和CellID；
区域平台查询本地数据库，无信息，将电子编号和MSISDN、CellID发送到中心平台；
中心平台接收到数据，通过本地数据库的电子编号和MSISDN进行首次认证；
将认证结果发送给区域平台，如果是通过，将具体地址以及数据包特性发送给区域平台，同时将CellID更新到本地数据库；
区域平台接收到认证结果，如果为不通过，远程关闭智能水表，并发告警信息给管理员，如果为通过，更新本地数据库，并将结果反馈给智能水表。
周期性认证方法包括：
智能水表按照设定的周期或接收到平台的指令，将电子编号通过5G网络发送到区域平台；
区域平台通过MEP，接收MSISDN和CellID；
区域平台查询本地数据库，进行电子编号和MSISDN、CellID的对比；
如果不同，发送指令远程关闭智能水表，并发送告警信息到中央平台；如果相同，认证通过。
数据安全认证方法包括：
智能水表根据配置周期性的或者根据接收到的平台的指令，将当前的水表读数通过5G网络进行回传；区域平台通过MEP接收MSISDN和CellID；区域平台接入认证，对比电子编号，MSISDN和CellID；
在通过认证之后，区域平台对数据包进行解析，同时和本地数据库中数据包特性进行对比，如果不同，判断智能水表有被控制风险，发送指令远程关闭智能水表，同时发送告警信息到中央平台；如果相同，判断数据安全，将数据存档，并发送到中央平台进行最终的计费处理。
有益效果：实现了对智能水表数据的自动采集以及远程控制，同时实现智能水表的安全接入认证，也实现了智能水表在使用过程中的安全保护，在被恶意篡改或者黑客控制时能够及时的发现，进行处置，避免了造成更大的危害以及损失。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能水表认证系统，其特征在于，所述认证系统包括：5G网络、5G智能水表终端、区域认证和管理平台、中心认证和管理平台；
所述5G智能水表终端与所述区域认证和管理平台通过所述5G网络连接，所述区域认证和管理平台管理一个固定区域内的所述5G智能水表；
所述5G智能水表终端与所述中心认证和管理平台通过所述5G网络连接；
所述中心认证和管理平台为智能水表、智能水务的中心管理系统。
2.根据权利要求1所述的一种智能水表认证系统，其特征在于，所述5G网络为运营商的5G公网，共用所述5G公网的无线接入设备和传输设备，同时在区域UPF侧，部署MEP设备；
5G系统为智能水表业务分配专用DNN，所述区域UPF通过DNN识别智能水表业务，将业务数据分流到部署在所述MEP设备上的所述区域认证和管理平台。
3.根据权利要求1所述的一种智能水表认证系统，其特征在于，所述5G智能水表终端包括：5G传输模组的智能水表终端；
当智能水表完成安装和激活之后，通过所述5G网络将电子编号进行上传，以完成首次认证；
在使用过程中，智能水表按照事前设定的周期将所述电子编号进行上传，以完成周期性认证。
4.根据权利要求1所述的一种智能水表认证系统，其特征在于，所述区域认证和管理平台具体包括：管理一个固定区域内智能水表的系统，部署在UPF侧的MEP上，用于获得智能水表SIM卡的MSISDN和CellID；
所述区域认证和管理平台远程发送命令控制智能水表关闭、开启；
所述区域认证和管理平台能够与所述中心认证和管理平台互通，实现认证数据的共享以及告警信息、水表数据的传送。
5.根据权利要求1所述的一种智能水表认证系统，其特征在于，所述中心认证和管理平台，用于存储所述5G智能水表终端的初始认证数据和数据包的特征数据；
在接收到区域平台的首次认证请求之后，进行首次认证，对比电子编号和MSISDN，将认证结果和数据包的特征数据发送到所述区域平台，并将智能水表的CellID更新到本地数据库；
接收所述区域平台发送的智能水表抄表数据，完成计费工作；
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6.根据权利要求5所述的一种智能水表认证系统，其特征在于，所述初始认证数据具体包括：电子编号、MSISDN和具体地址。
7.根据权利要求5所述的一种智能水表认证系统，其特征在于，所述特征数据具体包括：数据包的类型、目的IP地址和数据包长。
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