[实用新型]基于国密算法SM1的电能表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电能表，尤其是基于国密算法SM1的电能表。

背景技术

随着电力市场改革的推进，电能作为一种商品已全面走向市场化，商业化运营对电能的管理及收缴费的准确性和安全性提出了更高的要求，以及用电数据信息更人性化的通知用户。电能表作为电能计量的专用仪表，其质量问题和智能管理及安全保密性日益受到重视。逻辑加密卡技术的不足之处也日益暴露，难以满足更高的安全性和更复杂的多应用的需求。特别是2008年10月，互联网上公布了破解MIFARE CLASSIC IC芯片(以下简称M1芯片)密码的方法，不法分子利用这种方法可以很低的经济成本对采用该芯片的各类“一卡通”、进行非法充值或复制，带来很大的社会安全和经济安全的隐患。目前国内80％的产品均是采用普通的IC卡，根本没有去进行加密认证或开发专用的密钥，其安全隐患远远比Mifare卡的破解更危险，非法破解的人士只需采用的是专业的技术手段就可以完成破解过程，导致目前国内产品都不具备安全性，原因之一是因为早期很少关注卡的加密认证，缺少钥匙体系的设计。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种安全程度更高，其IC卡更难以被破解复制从而尽量避免窃电行为发生的基于国密算法SM1的电能表。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于国密算法SM1的电能表，包括微处理器，以及与该微处理器连接的IC卡接口，其特别之处在于，还包括基于国密算法SM1的用户IC卡和ESAM模块，其中该ESAM模块与所述微处理器连接。

还包括一电力载波通信模块，该电力载波通信模块分别与用户线路和微处理器连接从而实现基于电力线的双向通信。

其中微处理器为单片机。

本实用新型的电能表采用国密算法SM1的IC卡为媒介的预付费电能表，其有益效果其一是通过此IC卡实现先买电后用电的科学管理模式，该智能卡预付费方式是通过嵌入在设备内，实现安全存储、数据加/解密、双向身份认证、存取权限控制、线路加密传输等安全控制功能来保证电能表安全可靠的；其二是解决了人工抄表及收费的工作量大、收费难等问题，杜绝了恶意欠费行为的发生；还能够通过电力线载波通讯功能，实时监测用户的用电情况和电网的运行情况，通过主站定制任务的监测和实时召测，可以分析用电情况和电网的运行参数；三是便于统计线损，能够实时抄回用户的用电量，以便准确的统计线损；四是解决了普通卡容易被破解复制的不安全隐患；五是功能齐全、操作简单。

附图说明

附图1为本实用新型的逻辑原理框图；

附图2为基于国密算法SM1的ESAM模块与用户IC卡认证的原理图。

具体实施方式

下面结合附图来对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1所示，本实用新型由单相计量芯片、单片机、功率指示灯、报警指示灯、跳闸指示灯、LCD显示器、存储器、电源管理模块、继电器、红外接收发射管、RS485通信接口等集成在一块PCB板上，以及一个支持热插拔的电力载波模块。整个PCB板装在一个阻燃的塑料表壳里，用自攻螺丝固定，罩壳与底壳通过螺丝固定在一起。

本实用新型利用电力载波通信模块传输数据，实现预付费和远程控制功能。传输的数据采用了认证和加密的算法，数据安全性高。传输的过程为发送端将需要发送的数据加密后进行发送，接收端将收到的数据解密后再进行必要的操作，并对发送端发出确认数据通知操作成功或失败。

比如要进行购电，主站先将购电数据加密后写到采用国密算法SM1的用户IC卡上，电能表将收到的数据解密后判断操作内容，若为购电操作，则将本次购电数据写入电能表，并返回操作成功确认。若操作不成功则返回购电异常信息。对于继电器的跳闸合闸采用同样的流程进行控制，同时电能表采用了液晶显示提示、报警灯、跳闸指示等功能，及时提醒用户缴费，为用户和供电管理部门提供了方便。

本实用新型的工作原理是：

如图1、2所示，一是电能计量芯片采集电网实时参数，单片机通过SPI接口将计量芯片采集的数据进行分析、运算处理，并将分析处理后的数据保存在RAM区域和存储器内；二是单片机与采用国密算法SM1的ESAM模块之间安全认证，只有认证通过后方可对电能表进行购电操作；三是单片机与电力载波通信模块之间利用电力线进行数据传输，电力载波通信模块收到数据通然后传给单片机，反之，单片机将要发送的数据传给电力载波通信模块，电力载波通信模块将数据发送给主站；四是单片机将接收的电力载波通信模块的数据进行分析判断，将主站需要的数据从RAM或存储器中取出传送给通信模块，并将主站下达的跳合闸等指令进行立即执行。