一种运行电能计量装置rfid密钥管理方法及系统
阅读说明：本技术 一种运行电能计量装置rfid密钥管理方法及系统 (Method and system for managing RFID (radio frequency identification) key of running electric energy metering device ) 是由 张家铭 程瑛颖 杜杰 舒永生 周峰 肖冀 常仕亮 胡建明 于 2020-11-20 设计创作，主要内容包括：一种运行电能计量装置RFID密钥管理方法及系统,涉及电能表技术领域,本发明包括具有RFID密钥功能的电能表接线盒、控制决策模块、传感器组、RFID读写设备和远程通讯模块,所述RFID读写设备读取有RFID密钥功能的电能表接线盒上的RFID进行身份认证,所述控制决策模块与具有RFID密钥功能的电能表进行数据通讯以实现对具有RFID密钥功能的电能表是否被非法操作进行监测,所述传感器组接收控制决策模块发送的开始工作的命令并将采集得到的数据传输至控制决策模块,所述控制决策模块将收集到的传感器组的数据加密后经远程通讯模块传输至远程终端。(The invention relates to a method and a system for managing an RFID (radio frequency identification) key of an operating electric energy metering device, relating to the technical field of electric energy meters.)
技术领域
本发明涉及电能表技术领域，具体涉及一种运行电能计量装置RFID密钥管理方法及系统。
背景技术
按计量法与技术标准规范，电能计量装置应安装在产权分界处，即客户与供电企业各自资产的分界位置，从这一角度看，电能计量装置天然具有靠近客户的特点，从另一方面而言，电能计量装置作为供用电双反进行电能交易的直接依据，只允许授权人员方可进行限定范围内的操作与测试，当出现非授权人员操作时，通常即认为相应电能计量装置存在较高的窃电或违约用电风险，可见，对现场运行计量装置实施密钥与授权管理，对维持计量准确可靠、支撑交易公平公正、保护供用电双方合法权益具有重要意义。
目前，现场运行计量装置通常采用施加封印的技术措施实行保护，即在计量装置操作部分安装可封闭的盖板或箱盒，在开关处安装特质的封印，封印一经拆解后即无法重复使用，但是封印本身结构相对简单，缺乏必要的防伪措施，近年来，越权操作计量装置及由此产生的窃电/违约用电隐患和安全隐患呈现出上升态势，传统的封印难以从根本上禁止违规操作，也缺乏有效的警报功能，常导致相关事件的发现核查滞后，为取证、整改和查处都带来了很大困难，在长期工作中发现难以对窃电、违规操作、越权操作特别是目前逐渐兴起的技术窃电等问题取得良好的防护措施，存在诸多问题，详细情况如下：
①从防护效果来看，目前采用的锁具和封印更多停留在隔离操作人与设备操作部分的方式，存在一定的被动性和固定性，在近期出现的技术窃电案例中，采用仿制、伪造封印的方式进行窃电的情况已经呈现出高发态势，现行技术措施和手段对此类操作缺乏防护效果。
②从防护实现方式来看，目前采用的管控手段难以实现对违规、越权操作的拦截和否定，一方面在窃电场景下，直至窃电被发现之前，窃电操作的有效性都将得到延续，为差错电量的追补和窃电、违约用电行为的处罚带来不便，也将严重影响计量装置运行性能；另一方面，对
③工作人员的误操作缺乏防护能力，这一场景下由于使用的封印和锁具均为正常设备，将使得错误操作的效果持续时间更长，影响更为严重。
④从发现和管控机制来看，目前采取的运行电能计量装置管控手段缺乏主动告警和提示能力，从违规、越权操作发生到发现往往需要经过数周、数月乃至数年不等的时间，一方面为反窃查违中电量追补造成不利因素，另一方面也将导致对窃电和违规越权操作查处时现场破坏严重，难以发现线索或固定证据，为解决以上技术问题，本发明提供一种运行电能计量装置RFID密钥管理方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于：为解决背景技术中提出的技术问题，本发明提供一种运行电能计量装置RFID密钥管理方法及系统。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种运行电能计量装置RFID密钥管理方法及系统，包括具有RFID密钥功能的电能表接线盒、控制决策模块、传感器组、RFID读写设备和远程通讯模块，所述RFID读写设备读取有RFID密钥功能的电能表接线盒上的RFID进行身份认证，所述控制决策模块与具有RFID密钥功能的电能表进行数据通讯以实现对具有RFID密钥功能的电能表是否被非法操作进行监测，所述传感器组接收控制决策模块发送的开始工作的命令并将采集得到的数据传输至控制决策模块，所述控制决策模块将收集到的传感器组的数据加密后经远程通讯模块传输至远程终端。
进一步地，所述控制决策模块设置在具有RFID密钥功能的电能表接线盒的背面。
进一步地，所述具有RFID密钥功能的电能表接线盒包括盒体和透明的盒盖，所述盒盖可通过螺钉与盒体连接为一体，所述螺钉上设有封印，所述盒体内设有A、B、C三相相线区和N零线区，所述A、B、C三相相线区均包括设置在区域内左侧上方的电压端子和位于电压端下方的用于控制电压通道通断的电压连片，还包括设置在区域内右侧上方的电流端子和位于电流端子下方的用于切换电流流通途径的电流连片，所述N零线区设置有位于上方的电压端子和位于电压端子下方的用于控制电压通道通断的电压连片，所述盒体的背面设有连接铜排，所述连接铜排包括电压铜排和电流铜排，所述电压铜排和电压端子电连接，所述电流铜排和电流端子电连接，所述封印上设有RFID芯片。
进一步地，所述传感器组包括温度传感器、湿度传感器、电磁传感器和用于采集图像的图像采集传感器。
一种具有RFID密钥功能的电能表管理方法，其特征在于，采用上述的一种运行电能计量装置RFID密钥管理系统，包括以下步骤：
步骤一、决策控制模块判断当前具有RFID密钥功能的电能表接线盒是否处于非工作状态，若处于非工作状态则执行步骤二，若处于工作状态，则判断其是否处于非正常工作状态，若非正常工作状态且为非接触式窃电或违规、越权操作，则执行步骤三，如处于非正常工作状态且为直接操作式窃电或违规、越权操作，则执行步骤四；
步骤二、具有RFID密钥功能的电能表接线盒处于休眠状态，其RFID标签不激活，不发生通讯，传感器组的图像采集传感器处于休眠状态，传感器组的温度传感器、湿度传感器和电磁环境传感器一定周期内进行测量采样并通过RS-485将结果发送至控制决策模块，由控制决策模块判定是否处于正常范围内，如判定属于正常状况，则终止本次流程，并循环以上操作，若处于非正常范围则通过远程通讯模块将数据发送至远程终端；
步骤三、控制决策模块识别操作信号并向具有RFID密钥功能的电能表接线盒查询认证信息，具有RFID密钥功能的电能表接线盒启动权限认证，若认证不成功则控制决策模块向具有RFID密钥功能的电能表接线盒发送拦截指令同时启动传感器组，并将传感器组采集得到的数据通过远程通讯模块发送至远程终端，若认证成功则不进行任何操作；
步骤四、具有RFID密钥功能的电能表接线盒识别操作并启动权限认证，若认证成功则控制决策模块向具有RFID密钥功能的电能表接线盒发送拦截指令同时启动传感器组，并将传感器组采集得到的数据通过远程通讯模块发送至远程终端，若认证成功则不进行任何操作。
本发明的工作原理及有益效果如下：
(一)正常运行状态下：具有RFID密钥功能的电能表接线盒处于休眠状态，其射频标签不激活，不发生通讯，传感器组的影像采集传感器处于休眠状态，以节约能源，温度传感器、湿度传感器、电磁环境传感器间隔一定周期进行测量采样并通过RS-485将监测结果发送至控制决策模块，由控制决策模块判定是否处于正常范围内，如判定属于正常状况，则终止流程，持续运行；(二)非接触式窃电或违规、越权操作下：由于并不涉及对具有RFID密钥功能的电能表接线盒进行操作，故此组件将不主动联络控制决策模块，此场景下下，控制决策模块将通过信号回路的数据流动监测到操作正在发生，并向具有RFID密钥功能的电能表接线盒发出查询操作人、操作设备与操作权限的指令，具有RFID密钥功能的电能表接线盒由于未经合法的RFID读写设备进行身份认证，将返回无身份/非法操作等信息，控制决策模块据此将进行三项操作：(1)调用传感器组，记录此刻及以后一段时间内温度传感器、湿度传感器、电磁环境传感器记录数据，唤醒影像采集传感器开始影像资料采集；(2)自身启动指令拦截功能，在电能表前主动拦截并储存操作指令；(3)调用远程通讯模块，命令其通过射频通讯和/或蓝牙通讯功能，将当前传感器组采集到的的信息打包加密传输至稽查管理人员通讯设备，提示相关人员前来查处或修复并保留证据；(三)直接操作式窃电或违规、越权操作下：作为直接操作部分，具有RFID密钥功能的电能表接线盒在接受到操作/封印开启操作的时候，即启动权限认证功能，对操作人的身份信息和权限信息进行认证，如身份认证失败或发现权限不匹配，即将相应认证结果发送至控制决策模块，控制决策模块以与场景中相似的方式，分别调用传感器组、远程通讯模块进行信息采集记录、证据留存和稽查管理人员警示信息报送，以此防范并警示违法操作、误操作或越权操作等异常行为，本发明通过具有RFID密钥功能的电能表接线盒、控制决策模块、传感器组、RFID读写设备和远程通讯模块的相互配合实现实时报警功能，提示相关稽查管理人员前来查看，缩短了窃电或违规操作的发现时间，同时保留了稽查线索。
附图说明
图1是本发明原理框图结构示意图；
图2是本发明电能表正面结构示意图；
图3是本发明电能表接线盒背面结构示意图；
图4是本发明传感器检测传输数据流程图；
图5是本发明非接触式窃电或违规、越权操作流程图；
图6是本发明直接操作式窃电或违规、越权操作流程图；
附图标记：1-盒体、2-盒盖、3-接线端子、31-电压端子、32-电流端子、33-弱电信号端子、4-连接铜排、41-电压铜排、42-电流铜排、43-弱电转接线路组、5-操纵连片、51-电流连片、52-电压连片、6-封印、7-密钥管理模块、8-影像采集装置、9-传感器组。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1-6所示，一种运行电能计量装置RFID密钥管理方法及系统，包括具有RFID密钥功能的电能表接线盒、控制决策模块、传感器组、RFID读写设备和远程通讯模块，所述RFID读写设备读取有RFID密钥功能的电能表接线盒上的RFID进行身份认证，所述控制决策模块与具有RFID密钥功能的电能表进行数据通讯以实现对具有RFID密钥功能的电能表是否被非法操作进行监测，所述传感器组接收控制决策模块发送的开始工作的命令并将采集得到的数据传输至控制决策模块，所述控制决策模块将收集到的传感器组的数据加密后经远程通讯模块传输至远程终端。
优选地，所述控制决策模块设置在具有RFID密钥功能的电能表接线盒的背面。
优选地，所述具有RFID密钥功能的电能表接线盒包括盒体和透明的盒盖，所述盒盖可通过螺钉与盒体连接为一体，所述螺钉上设有封印，所述盒体内设有A、B、C三相相线区和N零线区，所述A、B、C三相相线区均包括设置在区域内左侧上方的电压端子和位于电压端下方的用于控制电压通道通断的电压连片，还包括设置在区域内右侧上方的电流端子和位于电流端子下方的用于切换电流流通途径的电流连片，所述N零线区设置有位于上方的电压端子和位于电压端子下方的用于控制电压通道通断的电压连片，所述盒体的背面设有连接铜排，所述连接铜排包括电压铜排和电流铜排，所述电压铜排和电压端子电连接，所述电流铜排和电流端子电连接，所述封印上设有RFID芯片。
优选地，所述传感器组包括温度传感器、湿度传感器、电磁传感器和用于采集图像的图像采集传感器。
一种具有RFID密钥功能的电能表管理方法，其特征在于，采用上述的一种运行电能计量装置RFID密钥管理系统，包括以下步骤：
步骤一、决策控制模块判断当前具有RFID密钥功能的电能表接线盒是否处于非工作状态，若处于非工作状态则执行步骤二，若处于工作状态，则判断其是否处于非正常工作状态，若非正常工作状态且为非接触式窃电或违规、越权操作，则执行步骤三，如处于非正常工作状态且为直接操作式窃电或违规、越权操作，则执行步骤四；
步骤二、具有RFID密钥功能的电能表接线盒处于休眠状态，其RFID标签不激活，不发生通讯，传感器组的图像采集传感器处于休眠状态，传感器组的温度传感器、湿度传感器和电磁环境传感器一定周期内进行测量采样并通过RS-485将结果发送至控制决策模块，由控制决策模块判定是否处于正常范围内，如判定属于正常状况，则终止本次流程，并循环以上操作，若处于非正常范围则通过远程通讯模块将数据发送至远程终端；
步骤三、控制决策模块识别操作信号并向具有RFID密钥功能的电能表接线盒查询认证信息，具有RFID密钥功能的电能表接线盒启动权限认证，若认证不成功则控制决策模块向具有RFID密钥功能的电能表接线盒发送拦截指令同时启动传感器组，并将传感器组采集得到的数据通过远程通讯模块发送至远程终端，若认证成功则不进行任何操作；
步骤四、具有RFID密钥功能的电能表接线盒识别操作并启动权限认证，若认证成功则控制决策模块向具有RFID密钥功能的电能表接线盒发送拦截指令同时启动传感器组，并将传感器组采集得到的数据通过远程通讯模块发送至远程终端，若认证成功则不进行任何操作。
本发明：(1)具有RFID密钥功能的电能表接线盒，用于实现与控制决策模块和RFID读写设备的信息交互，当进行授权操作的时候，通过作业人员携带的RFID读写设备与具有RFID密钥功能的电能表接线盒进行身份认证，随后进行操作项目、操作过程等内容的记录，根据需求与控制决策模块进行通讯，将操作人身份、操作权限、操作设备、操作项目、操作过程等信息传送至远程通讯模块，进行后续决策和判断；(2)RFID读写设备，由现场操作人员携带，用于实现与运行计量装置上的RFID标签实现信息交互，完成密钥认证与身份识别，防止认错装置、走错间隔以及误操作等作业风险，通过射频通讯与现场设备完成通讯；(3)传感器组，安装在运行电能计量装置现场，用于辅助完成对现场情况的测量和记录，包括温度传感器、湿度传感器、电磁传感器和影像采集器四个种类，分别用于测量和记录计量装置运行现场的温度、湿度、电磁环境，和根据控制决策模块指令完成对运行电能计量装置现场情况的记录。传感器组通过射频通讯和蓝牙通讯与控制决策模块和远程通讯模块连接；(4)控制决策模块，根据运行电能计量装置典型配置和屏柜空间布置需求，作为独立功能组件附属在具有RFID密钥功能的电能表接线盒的背侧，一方面此位置基本位于各功能组件安装位置的中心部分，利于实现与各功能组件的快速可靠通讯，另一方面，试验接线盒背侧目前未设置任何功能结构，且可实现与屏柜之间适当的架构设计，以实现接地、散热等方面的需求。控制决策模块内置基于单片机的控制电路，烧录有控制决策算法，可根据其他功能构件的输入信息通过算法控制实现对其他构件的功能调用和指令传输，也可作为中继环节接入试验接线盒控制线路和电能表之间，根据需求完成必要的指令控制和拦截功能；(5)远程通讯模块，采用2G/3G/4G/5G等公网通讯协议实现与操作人员移动终端的远程通讯，通过射频通讯与蓝牙通讯实现与传感器组和控制决策模块之间的信息交互，接受控制决策模块的指令将特定信息进行封包发送。
由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种共享用电计量装置及防窃电方法