[發明專利]一種基于藍牙通訊的智能電能表系統及其通信方法

在審

• 申請號: 202011197345.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112399394A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 熊德智;周綱;尹梅;劉小平;柳青;溫和;胡軍華;陳浩;楊茂濤;卿曦;肖湘奇;曾偉杰
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司供電服務中心（計量中心）;國家電網有限公司
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W12/041;H04W12/06;H04W12/55;H04W52/02;H04W76/14;G08C17/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

1.一種基于藍牙通訊的智能電能表系統，其特征在于，包括電能表、智能微型斷路器、終端模塊和藍牙模塊；所述藍牙模塊采用藍牙模組或SOC兩種方式，其中SOC為電能表自身集成藍牙協議棧；在采用藍牙模組時，藍牙模組包括第一藍牙模組和第二藍牙模組，所述電能表通過第一藍牙模組與智能微型斷路器和從設備相連；所述電能表依次通過第一藍牙模組和第二藍牙模組與終端模塊相連；在采用SOC方式時，電能表通過自身集成藍牙與智能微型斷路器、從機和終端模塊相連；其中電能表工作在一主多從模式時，電能表做為主機，電能表主動發起與智能微型斷路器或其它從設備的數據連接，進行藍牙通信；電能表做為從機時，電能表接受來自終端模塊的連接請求，進行藍牙通信。

2.根據權利要求1所述的基于藍牙通訊的智能電能表系統，其特征在于，所述藍牙模塊為單模低功耗藍牙且為4.0版本。

3.一種基于權利要求1或2所述的基于藍牙通訊的智能電能表系統的通信方法，其特征在于，包括藍牙模組或SOC兩種方式，且電能表工作在一主多從模式時，電能表做為主機，電能表主動發起與智能微型斷路器或其它從設備的數據連接，進行藍牙通信；電能表做為從機時，電能表接受來自終端模塊的連接請求，進行藍牙通信。

4.根據權利要求3所述的基于藍牙通訊的智能電能表系統的通信方法，其特征在于，還包括基于費控模式下的電能表與智能微型斷路器的連接方法，包括讀數據：主機通過藍牙模塊對電能表操作前需要進行藍牙認證，打開操作權限，如認證不通過，只能讀出表號、通信地址、備案號、當前日期、當前時間、當前電能、當前剩余金額，其它信息不允許讀出；寫數據：主機通過藍牙模塊對電能表寫操作前需進行藍牙認證，認證不通過，所有信息不允許設置,僅支持藍牙認證命令；電能表與外置智能微型斷路器數據交互：電能表和智能微型斷路器唯一對應，電能表不能操作其它智能微型斷路器，智能微型斷路器也不允許其它電能表來控制；其中電能表對智能微型斷路器的讀或寫權限不同，讀數據完成確認即可，拉合閘或寫參數需進行智能微型斷路器身份認證；其中電能表藍牙上電一直保持工作狀態，智能微型斷路器藍牙工作方式為周期性喚醒；智能微型斷路器藍牙喚醒后與電能表成功建立連接，在預定時間內，如沒有收到電能表的隨機數密碼確認或寫操作智能微型斷路器身份認證，則自動斷開連接，以防止被攻擊者惡意連接。

5.根據權利要求4所述的基于藍牙通訊的智能電能表系統的通信方法，其特征在于，還包括電能表與智能微型斷路器的匹配方法：

終端模塊完成與電能表身份認證；

智能微型斷路器藍牙MAC地址通過二類參數設置到電能表中，電能表根據此智能微型斷路器藍牙MAC地址與智能微型斷路器建立數據連接，同時將智能微型斷路器資產號通過一類參數寫入到電能表ESAM文件中；

電能表ESAM利用智能微型斷路器資產號離散生成用于控制智能微型斷路器的各種密鑰，電能表和智能微型斷路器之間的安全通過該密鑰保證；其中智能微型斷路器安裝前，已根據智能微型斷路器資產號下裝離散密鑰。

6.根據權利要求5所述的基于藍牙通訊的智能電能表系統的通信方法，其特征在于，其中智能微型斷路器身份認證及隨機密碼生產的過程為：

電能表上電后，通過匹配MAC地址與智能微型斷路器建立通信連接；

智能微型斷路器身份認證，智能微型斷路器身份認證通過后，返回的隨機數作為隨機密碼；

智能微型斷路器身份認證通過后，進入身份認證狀態，可進行參數修改和拉合閘操作，否則返回錯誤；其中智能微型斷路器身份認證過程用于拉合閘或寫操作前的認證，讀數據不需要；隨機密碼用于電能表和智能微型斷路器的數據抄讀確認，也用于攻擊者偽冒電能表藍牙MAC，頻繁與智能微型斷路器建立非法連接。