[发明专利]一种远程预付费电表的加密通讯和控制方法

权利要求书

1.一种远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，主要由通讯链路管理、数据加密解密模块、随机密钥控制模块、电费单价和计价方式管理以及负载供电控制模块组成；

加密通讯方法包括以下步骤：

S1：预付费管理系统向电表提供建立通讯链路的申请；

S2：预付费管理系统向电表申请操作随机码；

S3：预付费管理系统向电表发送写操作数据；

电表控制方法包括以下步骤：

S11：通过加密通讯获取当前充值的金额，经过运算得到当前电表内部的剩余金额；

S12：根据电表当前的计价方式和电费单价，结合使用的电量数据，实现费用的自动扣除；

S13：判断当前剩余金额是否超出预设的阈值，如果超出则发出相应指令，控制电表内部执行机构脱开负载通路并报警指示，实现自动断电及警报操作。

2.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，计价方式主要包括单费率计费、复费率计费、阶梯费率计费和正向反向双路计费方式。

3.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，电表与PC电脑之间采用RS485/TCPIP通讯方式，采用私有的协议格式与标准的Modbus协议格式相结合，通讯数据采用TEA加密算法。

4.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，在加密通讯步骤S1中，预付费管理系统需采用TEA固定私钥加密Key1，先向电表提出通讯链路的连接申请数据包，数据包包括连接申请码和电表序列号，电表接收到链路连接申请时，对数据包采用Key1私钥进行解密验证，读出自己的序列号进行对比，验证通过后，则建立通讯链路，如果验证失败，则不建立通讯链路。

5.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，在加密通讯步骤S2中，在建立通讯链路后，预付费管理系统需再向电表提出获取随机码的申请，发送请求数据包，数据包包括申请码和电表序列号，通讯的数据包采用TEA固定私钥加密Key2，下位机电表收到PC上位机发送的写数据要求时，对数据包采用Key2私钥进行解密验证，读出自己的序列号进行对比，验证通过后，随机产生4个字节的随机码，然后对4个字节进行封装加密。

6.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，在加密通讯步骤S3中，当预付费管理系统在超时时间内收到电表的随机码数据包后，通过Key3进行解密，验证CRC16及电表序列号相关信息，验证通过则根据随机位得到正确的随机码，预付费管理系统根据随机码产生新的密钥Key3，新密钥Key3由电表固定12个字节密钥+4个字节的随机码组成，随机码每个字节分散存入Key3数据区的不同位置；预付费管理系统采用TEA的随机秘钥Key3进行充值金额的数据加密，然后发送给电表；电表在规定时间内收到数据包后，通过Key3进行解密，然后进行CRC16校验及电表序列号相关数据验证，验证通过则写入电表内部存储器，断开通讯链路。

7.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，在电表控制步骤S11中，电表根据加密通讯方法获取的充值金额，经过算法运算得到电表当前的内部剩余金额；金额充值后，电表会立即触发费用自检模式，判断当前剩余金额是否有剩余，如有剩余，而且之前处于欠费状态，则会发送相应指令，控制电表内部执行机构闭合负载通路，实现自动送电操作。

8.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，在电表控制步骤S12中，在正常运行过程中，电表会实时根据当前实时的剩余金额，判断是否超出预设的阈值，如果超出则发出相应指令，控制电表内部执行机构脱开负载通路，实现自动断电操作。

9.根据权利要求1所述的远程预付费电表的加密通讯和控制方法，其特征在于，在电表控制步骤S13中，在正常运行过程中，电表会实时根据当前实时的剩余金额，判断是否超出预设的阈值，如果超出则发出相应指令，控制电表内部执行机构脱开负载通路并报警指示，实现自动断电及警报操作。