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申请/专利权人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院;华北电力科学研究院有限责任公司;国家电网公司;华立科技股份有限公司

摘要：本发明提供了电能表计量数据抄读方法及装置，方法包括：计量芯用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；主站设备用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据。本发明计量芯产生的数据均需要数字签名后才能传递给管理芯以及其他抄表设备，本发明可在管理芯、集中器、主站、抄表终端等设备上通过公钥验证数字签名，防止法制计量数据被篡改和伪造。

主权项：1.一种电能表计量数据抄读方法，其特征在于，所述的方法包括：用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；主站设备用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据；所述用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备，包括：计量芯用预设的私钥对电能表数据进行签名后传递给管理芯以及其他抄表设备；集中器抄读管理芯存储的计量数据时将数字签名一起上传至主站；主站利用公钥对上传的数据进行签名验证；每个所述计量芯拥有唯一的公私密钥对；所述公私密钥对是使用相关密钥算法产生的；所述的电能表数据包括：电能表的时钟数据和计量芯的计量数据；所述主站设备用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，包括：所述主站通过公钥验证数字签名后进行时标验证，防止计量数据被回放；所述电能表计量数据抄读方法还包括：管理芯定时向计量芯发送读取计量芯数据和数据签名请求；所述计量芯接收到请求后对电能表数据进行签名并返回请求开始响应；管理芯接收到所述请求开始响应后发送读取指令；所述计量芯接收到所述读取指令后向管理芯发送签名后的电能表数据。

全文数据：电能表计量数据抄读方法及装置技术领域[0001]本发明涉及电力技术，具体的讲是一种电能表计量数据抄读方法及装置。背景技术[0002]国际法制计量组织推行的IR46标准，要求电能表计量功能与其他功能相互独立，法制计量数据应受保护。借鉴欧洲智能表表计设计理念，结合国内实际情况，国网启动双芯方案的下一代智能表项目，来满足IR46标准。[0003]现有法制计量数据抄读方案如下：电能表管理芯读取计量芯法制数据并存储，集中器抄读管理芯存储的数据并存储，再由主站抄读集中器存储的数据。管理芯和集中器固件不属于法制计量部分而且固件可升级。存在管理芯和集中器篡改、中间人伪造和重放法制计量数据的问题。[0004]另外，现有技术对电能表数据的验证，主要通过使用用电运维掌机现场人工抄读和电能表拆回后485抄读法制计量数据与主站抄读数据进行比对。[0005]如图1所示，为现有技术中，使用用电运维掌机现场人工抄读电能表数据的示意图，其中，用电运维掌机具有能与电能表本地通信的红外接口和能与主站授权通信的2G3G4G上行通信接口。运维人员达到现场后，在掌机上输入电能表通信地址，通过红外抄读电能表法制计量数据，然后通过上行通信接口与主站进行身份认证，获取主站存储的该电能表的法制计量数据，进行比对。发明内容[0006]本发明提供一种法制计量数据防篡改的抄读方法，不需要运维人员到现场进行法制计量数据的核实，通过主站即可验证法制计量数据的有效性、真实性、唯一性。本发明提供的一种电能表计量数据抄读方法，包括：[0007]用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；[0008]主站设备用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据。[0009]本发明一实施方式中，电能表数据包括:电能表的时钟数据和计量芯的计量数据。[0010]本发明一实施方式，所述的方法还包括：[0011]管理芯定时向计量芯发送读取计量芯数据和数据签名请求；[0012]所述计量芯接收到请求后对电能表数据进行签名并返回请求开始响应；[0013]管理芯接收到所述请求开始响应后发送读取指令；[0014]所述计量芯接收到所述读取指令后向管理芯发送签名后的电能表数据。[0015]本发明一实施方式，所述的主站设备用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证包括：[0016]用预设的公钥对电能表数据中的时钟数据进去时标验证。[0017]同时，本发明还提供一种电能表计量数据抄读装置，包括：[0018]签名模块，用于用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；[0019]验证模块，用于用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据。[0020]本发明一实施方式，所述的装置还包括：[0021]定时请求发送模块，用于定时向计量芯发送读取计量芯数据和数据签名请求；[0022]请求响应模块，用于接收到请求后对电能表数据进行签名并返回请求开始响应；[0023]读取指令发送模块，用于接收到所述请求开始响应后发送读取指令；[0024]电能表数据发送模块，用于接收到所述读取指令后向发送签名后的电能表数据。[0025]本发明一实施方式，验证模块用预设的公钥对电能表数据进行签名验证包括：[0026]用预设的公钥对电能表数据中的时钟数据进去时标验证。[0027]本发明的技术方案中，计量芯产生的数据均需要数字签名后才能传递给管理芯以及其他抄表设备，集中器抄读管理芯存储的计量数据时将数字签名一起上传，主站抄读集中器存储的计量数据时将数字签名一起上传。本发明可在管理芯、集中器、主站、抄表终端等设备上通过公钥验证数字签名，防止法制计量数据被篡改和伪造。[0028]为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。[0030]图1为现有技术中使用用电运维掌机现场人工抄读电能表数据的示意图；[0031]图2为本发明公开的一种电能表计量数据抄读方法的流程图；[0032]图3为本发明公开的一种电能表计量数据抄读方法的一实施例的流程图；[0033]图4为本发明公开的一种电能表计量数据抄读装置的框图；[0034]图5为本发明一实施方式的示意图。具体实施方式[0035]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0036]本发明公开一种电能表计量数据抄读方法，如图2所示，该方法包括：[0037]步骤S101，用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；[0038]步骤S102,主站设备用预设的公钥对电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据。[0039]本发明实施例中，电能表数据包括:电能表的时钟数据和计量芯的计量数据。[0040]如图3所示，本发明实施例中，该方法还包括：[0041]步骤S2〇l，管理芯定时向计量芯发送读取计量芯数据和数据签名请求；[0042]步骤S202,计量芯接收到请求后对电能表数据进行签名并返回请求开始响应；[0043]步骤S203,管理芯接收到所述请求开始响应后发送读取指令；[0044]步骤S204，计量芯接收到读取指令后向管理芯发送签名后的电能表数据。[0045]同时，如图4所示，本发明还提供一种电能表计量数据抄读装置，包括：[0046]签名模块301，用于用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；[0047]验证模块302,用于用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据。[0048]本发明公开的电能表计量数据抄读方法及装置，提供了一种法制计量数据防篡改的方法，不需要运维人员到现场进行法制计量数据的核实。通过主站即可验证法制计量数据的有效性、真实性、唯一性。[0049]本发明实施例是基于公用加密技术设计一种法制计量数据数字签名真实性验证方法。[0050]计量芯管理的数据具有法制效力，所以本发明实施例设计有法制效力的私钥和公钥数字证书。按照《电子认证服务管理办法》获得“电子认证服务许可”资质的CA机构，根据《中华人民共和国电子签名法》和管理办法，按照PKI的流程，使用相关密钥算法产生公私密钥对，将私钥注入法制计量芯，给每一个法制计量芯拥有唯一的密钥对。将公钥数字证书作为计量器具唯一的“身份证”，按照PKI的要求进行发布。[0051]本实施例中，计量芯产生的数据均需要数字签名后才能传递给管理芯以及其他抄表设备。集中器抄读管理芯存储的计量数据时将数字签名一起上传，主站抄读集中器存储的计量数据时将数字签名一起上传。此方法可在管理芯、集中器、主站、抄表终端等设备上通过公钥验证数字签名，防止法制计量数据被篡改和伪造。如图5所示，为本发明一实施方式的示意图。计量芯501采用私钥对时标和电量数据进行数字签名后，上传至管理芯5〇2,集中器5〇3抄读管理芯502存储的计量数据时将数字签名一起上传至主站504,主站504利用公钥对上传的数据进行签名验证，以验证计量数据的真实、合法性。[0052]电能表内计量芯是嵌入式系统，CPU、内存等资源有限，而数字签名算法耗时很长。本发明实施例中通过以下方法解决数字签名算法耗时长的问题，具体为：[0053]管理芯定时向计量芯发送读取计量芯法制计量数据和数字签名请求，计量芯收到请求后回应管理芯数据和签名开始，管理芯再发送读取结果命令，计量芯将签名完成的计量数据回应给管理芯。[0054]根据IR46国际建议，时钟属于法制计量数据。本发明实施例中，管理芯读取计量芯计量数据时均将时钟数据作为时标，将时标和计量数据一起参与数字签名。管理芯、集中器、主站、抄表终端等设备上通过公钥验证数字签名后进行时标验证，防止计量数据被回放。[0055]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等上实施的计算机程序产品的形式。[0056]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程W现万枢图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和或方框图中的每一流程和或方框、以及流程图和或方框图中的流程和或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。[0057]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。[0058]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。[0059]本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

权利要求：1.一种电能表计量数据抄读方法，其特征在于，所述的方法包括：用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；主站设备用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据。2.如权利要求1所述的电能表计量数据抄读方法，其特征在于，所述的电能表数据包括:电能表的时钟数据和计量芯的计量数据。3.如权利要求2所述的电能表计量数据抄读方法，其特征在于，所述的方法还包括：管理芯定时向计量芯发送读取计量芯数据和数据签名请求；所述计量芯接收到请求后对电能表数据进行签名并返回请求开始响应；管理芯接收到所述请求开始响应后发送读取指令；所述计量芯接收到所述读取指令后向管理芯发送签名后的电能表数据。4.如权利要求2或3所述的电能表计量数据抄读方法，其特征在于，所述的主站设备用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证包括：用预设的公钥对电能表数据中的时钟数据进去时标验证。5.—种电能表计量数据抄读装置，其特征在于，所述的装置包括：签名模块，用于用预设的私钥对电能表数据进行签名传输到主站设备；验证模块，用于用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证，获取电能表计量数据。6.如权利要求5所述的电能表计量数据抄读装置，其特征在于，所述的电能表数据包括:电能表的时钟数据和计量芯的计量数据。7.如权利要求6所述的电能表计量数据抄读装置，其特征在于，所述的装置还包括：定时请求发送模块，用于定时向计量芯发送读取计量芯数据和数据签名请求；请求响应模块，用于接收到请求后对电能表数据进行签名并返回请求开始响应；读取指令发送模块，用于接收到所述请求开始响应后发送读取指令；电能表数据发送模块，用于接收到所述读取指令后向发送签名后的电能表数据。8.如权利要求5或6所述的电能表计量数据抄读装置，其特征在于，所述的验证模块用预设的公钥对所述电能表数据进行签名验证包括：用预设的公钥对电能表数据中的时钟数据进去时标验证。

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