支持射频卡预付费加密功能的费控电能表检定系统和方法

摘要

本发明适用于电能表预付费安全认证检定领域，提供了一种射频卡预付费加密功能检定的系统和方法，包括上位机、网络交换机、密码机、发卡仿真器、交互终端和电能表检定装置，上位机通过网络交换机和密码机、发卡仿真器和电能表检定装置进行参数信息读取、请求和发送指令，密码机、发卡仿真器和电能表检定装置接收来自上位机的相关数据指令后进行相应操作。本发明解决了现在电力公司在对电能表升级改造过程中对射频卡预付费功能无法检定的问题，方便电能表的全功能检定。

说明书

技术领域

本发明属于电能表检定领域，尤其涉及一种支持射频卡预付费加密功能的 费控电能表检定系统和方法。

背景技术

南网电力公司在电能表增加预付费加密模块，在电能表中增加射频卡读写 功能，以提高用电安全性。目前南网已有的电能表检定装置不具备射频卡预付 费安全认证检定功能，为了配合国家推进智能电网发展的需求，电能表检定装 置需要配合电能表的升级，完成预付费安全认证检定功能的升级改造。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种支持射频卡预付费加密功能的费 控电能表检定系统和方法，旨在于已有电能表检定装置基础上实现射频卡读写 功能检定。

本发明是这样实现的，一种支持射频卡预付费加密功能的费控电能表的检 定系统，包括：上位机、网络交换机、密码机、发卡仿真器、交互终端和电能 表检定装置，其中：

所述网络交换机与所述上位机、密码机、发卡仿真器和电能表检定装置相 连接，用于进行相关数据交换；

所述上位机用于对所述密码机、发卡仿真器和电能表检定装置进行参数信 息读取、请求和发送指令，还用于读取费控电能表检定后参数信息并同请求数 据进行比较，判断费控电能表检定结果；

所述密码机用于在所述上位机发出加密请求指令时，将待加密的检定明文 数据进行加密，生成加密数据集；

所述发卡仿真器用于发行模拟射频卡,在所述上位机发出写数据请求指令 后将所述加密数据集写入所要发行的模拟射频卡；

所述交互终端与所述发卡仿真器连接，用于与所述模拟射频卡进行射频通 讯，获取写入所述模拟射频卡的信息并转发给对应的费控电能表；

所述电能表检定装置用于对费控电能表进行检定，并通过所述网络交换机 与所述上位机相连接，用于供所述上位机对费控电能表参数信息进行读取；并 与所述交互终端相连接，用于接收所述交互终端所传送的信息并执行检定操作。

进一步地，所述上位机为个人台式电脑。

进一步地，所述发卡仿真器集成一外置的专用读写卡器，方便更换。

进一步地，所述电能表检定装置具有至少一个表位,每个表位可容置一待检 定费控电能表并具备一个与交互终端进行交互的独立总线通讯接口。

再进一步地，所述检定系统设计为多路交互终端并行通讯模式,每个交互终 端对应电能表检定装置中的若干个表位。

进一步地，所述电能表检定装置具备独立的表位通讯总线。

一种对本地射频卡预付费加密功能的费控电能表进行检定的方法，包括以 下步骤：

步骤11，上位机通过网络交换机与电能表检定装置进行数据通讯，读取费 控电能表待检定前参数信息；

步骤12，上位机通过网络交换机与发卡仿真器进行数据通讯，读取待检定 前发卡仿真器发行的模拟射频卡的初始信息，确认线路连接正常；

步骤13，上位机通过网络交换机与密码机进行数据通讯，请求将参数等明 文数据进行加密，并获取加密数据集；

步骤14，上位机通过网络交换机与发卡仿真器进行数据通讯，将步骤13 中请求到的所述加密数据集通过发卡仿真器，写入模拟射频卡中；

步骤15，交互终端与发卡仿真器中的模拟射频卡进行射频通讯，获取模拟 射频卡中的信息并自动将模拟射频卡中的信息发送至对应的待检费控电能表， 费控电能表接收到信息后开始执行；

步骤16，上位机通过网络交换机和电能表检定装置进行数据通讯，读取费 控电能表检定后的参数、电量等信息，并与步骤13所请求的明文数据进行比较， 若本步骤读取的信息与步骤13请求的明文数据一致，则判定费控电能表检定合 格，若不一致则判定费控电能表检定不合格；

步骤17，上位机存储检定结果。

一种对射频卡预付费加密功能的费控电能表进行远程检定的方法，包括以 下步骤：

步骤21，上位机通过网络交换机与电能表检定装置进行数据通讯，读取费 控电能表待检定前参数信息；

步骤22，上位机通过网络交换机与密码机进行数据通讯，请求将远程指令 进行加密，并获取加密数据集；

步骤23，上位机通过网络交换机和电能表检定装置通讯，向电能表检定装 置上对应的待检费控电能表写入所述加密数据集，待检费控电能表接收到数据 集后开始执行；

步骤24，上位机通过网络交换机和电能表检定装置进行数据通讯，读取费 控电能表检定后的参数、电量等信息，并与步骤22所请求的远程指令进行比较， 若本步骤读取的信息与步骤22请求的远程指令一致，则判定费控电能表检定合 格，若不一致则判定费控电能表检定不合格；

步骤25，上位机存储检定结果。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明可模拟用户使用卡片直接 在安装有射频模块的费控电能表上或交互终端上进行刷卡操作，以及费控电能 表与主站进行信息安全交互的使用场景，并对该场景下的电能表进行费控安全 试验。其中费用电能表本体上的刷卡操作由检定人员完成，交互终端上的刷卡 操作可以通过改造由装置本身自动完成。本发明解决了电力公司在对电能表升 级改造过程中，已有电能表检定装置不具备射频卡预付费功能检定的问题，方 便电能表的全功能检定。

附图说明

图1是本发明实施例提供的支持射频卡预付费加密功能的费控电能表的检 定系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明所述的一种支持射频卡预付费加密功能的费控电能 表的检定系统，包括：上位机1、网络交换机2、密码机3、发卡仿真器5、交 互终端6和电能表检定装置4，其中：

所述网络交换机2与所述上位机1、密码机2、发卡仿真器5和电能表检定 装置4相连接，用于进行相关数据交换；

所述上位机1用于对所述密码机3、发卡仿真器5和电能表检定装置6进 行参数信息读取、请求和发送指令，还用于读取费控电能表检定前后参数信息 并进行比较，判断费控电能表检定结果；

所述密码机3用于在所述上位机1发出加密请求指令时，将待加密的检定 明文数据进行加密，生成加密数据集；

所述发卡仿真器5用于发行模拟射频卡,在所述上位机1发出写数据请求指 令后将所述加密数据集写入所要发行的模拟射频卡；

所述交互终端6与所述发卡仿真器5连接，用于与所述模拟射频卡进行射 频通讯，获取写入所述模拟射频卡的信息并转发给对应的费控电能表；

所述电能表检定装置4用于对费控电能表进行检定，并通过所述网络交换 机2与所述上位机1相连接，用于供所述上位机1对费控电能表参数信息进行 读取；并与所述交互终端6相连接，用于接收所述交互终端6所传送的信息并 执行检定操作。

一种对本地射频卡预付费加密功能的费控电能表进行检定的方法，包括以 下步骤：

步骤11，上位机1通过网络交换机2与电能表检定装置4进行数据通讯， 读取费控电能表待检定前参数信息；

步骤12，上位机2通过网络交换机2与发卡仿真器5进行数据通讯，读取 待检定前发卡仿真器5发行的模拟射频卡的初始信息，确认线路连接正常；

步骤13，上位机1通过网络交换机2与密码机3进行数据通讯，请求将参 数等明文数据进行加密，并获取加密数据集；

步骤14，上位机1通过网络交换机2与发卡仿真器5进行数据通讯，将步 骤13中请求到的所述加密数据集通过发卡仿真器5，写入模拟射频卡中；

步骤15，交互终端6与发卡仿真器5中的模拟射频卡进行射频通讯，获取 模拟射频卡中的信息并自动将模拟射频卡中的信息发送至对应的待检费控电能 表，费控电能表接收到信息后开始执行；

步骤16，上位机1通过网络交换机3和电能表检定装置4进行数据通讯， 读取费控电能表检定后的参数、电量等信息，并与步骤13所请求的明文数据进 行比较，若本步骤读取的信息与步骤13请求的明文数据一致，则判定费控电能 表检定合格，若不一致则判定费控电能表检定不合格；

步骤17，上位机1存储检定结果。

一种射频卡预付费加密功能检定的方法，在远程模式下的模拟检定包括以 下步骤：

步骤21，上位机1通过网络交换机2与电能表检定装置4进行数据通讯， 读取费控电能表待检定前参数信息；

步骤22，上位机1通过网络交换机2与密码机3进行数据通讯，请求将远 程指令进行加密，并获取加密数据集；

步骤23，上位机1通过网络交换机2和电能表检定装置4通讯，向电能表 检定装置4上对应的待检电能表写入加密数据集，待检电能表接收到数据集后 开始检定；

步骤24，上位机1通过网络交换机2和电能表检定装置4进行数据通讯， 读取费控电能表检定后的参数、电量等信息，并与步骤22所请求的远程指令进 行比较，若本步骤读取的信息与步骤22请求的远程指令一致，则判定费控电能 表检定合格，若不一致则判定费控电能表检定不合格；

步骤25，上位机存储检定结果。

在具体实施例中，上位机为个人PC电脑，网络交换机、密码机、发卡仿真 器、交互终端和电能表检定装置为市场上已有设备，此处不作详述。

以下为一具体实施例

为实现本发明，需对现有的电能检定装置进行改造及软件升级，

A,本发明的关键环节为发卡仿真器和交互终端，因此需要增加一个独立的 发卡控制柜，主要包含发卡仿真器和交互终端，发卡控制柜上层对外接口为网 络接口或者RS485总线接口，该接口与检测PC机连接，下层对外接口为RS485 总线接口，该接口连接各个表位的通讯总线，用于实现被检表信息的写入过程。

B,发卡仿真器主要集成专用的读写卡器，并内置一张CPU多功能卡，根据 检测进程更改CPU卡片类型和读写卡片数据。读写卡器为外置可以方便更换。

C，发卡控制柜与交互终端的接口设计为即插即用型，以适应多种不同的交 互终端。

D,电能表检定装置根据配置交互终端的接口进行相应更改，主要为表位通 讯RS485线路的改造。a，每个表位增加一个独立的总线RS485通讯接口。b, 在电能表检定装置中重新布置独立的表位通讯总线，该总线与发卡控制柜连接。

E，由于每只电能表都有一张独属的CPU卡，每台交互终端只能同时与一张 CPU卡进行信息交互，因此交互终端与电能表之间的信息交互只能依序开展， 无法一对多并行进行。为了提高检定效率，可以设计为多路交互终端并行通讯 的形式，即将检定装置的表位数合理的分成几组，分别与交互终端配对。以2 组为例，检定装置中增加两路独立的RS485总线，该两路总线可以设置为独立 使用，也可以设置为作为同一条总线使用，根据用户实际的需求选择2路总线 的连接方式，实现2台交互终端并行通讯或者1台交互终端串行通讯。

F,软件升级包括增加与发卡控制柜的信息交互，完成卡片发行和卡片指令 传送的准确控制；增加与密码机的信息交互；增加费控功能验证、密钥更新、 参数更新、远程控制和安全认证检验等检验项目。

以上还需现场调试电能表检定装置和发卡控制柜、密码机的连接环境，将 发卡控制柜、密码机接入电能表检定装置的通讯链路系统中。

用户可利用本发明模拟本地模式和远程模式下的费控电能表检定，分别详 述如下：

对于全真模拟检定场景本地模式下的费控电能表检定，检测PC机将检测的 指令经密码机加密后通过网络交换机发送给发卡仿真器，发卡仿真器负责模拟 卡的卡片发行和信息写入，电能表检定装置自动完成交互终端上的刷卡操作， 交互终端利用电能表检定装置本身的RS485线路将指令转发给对应的被检表， 完成模拟卡——交互终端——电能表之间的信息交互；在此场景下，检定人员 还可以手动对被检表进行插卡操作，完成电能表检定过程。

对于全真模拟检定场景远程模式下的费控电能表检定，在检定过程中勿需 刷卡操作，因此检定时检测PC机只需访问密码机然后通过电能表检定装置本身 的RS485线路将加密指令发送给被检表，并解读电能表返回的信息进行比对， 即可完成远程控制与信息安全交换认证检定。此场景下的检定过程可完全通过 纯软件实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。