(404)，用于存储信息;监控显示模块(405)，用于实时显示所有智能电表(100)的信息;计费模块(406)，用于对智能电表(100)的用电量进行计费;短消息模块(407)，用于向用户发送电费信息相关的短消息； 所述协调器(300)启动后，创建具有独立网络标识的无线网络，所述网络标识是管理系统(400)配置的，所述数据采集器(200)获取所述协调器(300)的网络标识，发送加入网络请求命令，所述协调器(300)接收到加入网络请求命令后发送加入网络响应命令，数据采集器(200)接收到加入网络响应命令后向协调器(300)返回确认信息，协调器(300)接收到确认信息后为数据采集器(200)分配唯一的网络地址，并将所述网络地址发送给数据采集器(200)以及将网络标识与网络地址发送给管理系统(400)，数据采集器(200)更新网络地址以及网络标识，管理系统(400)将网络标识与数据采集器(200)的网络地址对应存储在数据库模块(404)中； 数据采集器(200)加入协调器(300)建立的网络后，数据采集器(200)周期性广播自身的网络地址，智能电表(100)获取并保存所述数据采集器(200)的网络地址，并向数据采集器(200)发送包含智能电表(100)标识信息的连接请求，数据采集器(200)保存智能电表(100)的标识信息并向智能电表(100)返回连接成功响应信息；智能电表(100)的主控制器模块(101)从数据采集模块(109)获取采集的用电信息，将用电信息发送至加密模块(110)进行加密，加密过程为:智能电表(100)的主控制器模块(101)从存储模块(103)中存储的密钥和加密算法匹配表中随机选取一组密钥和加密算法(A)，对用电信息进行第一次加密;随后，主控制器模块(101)生成用电信息帧，该帧包含数据采集器(200)的网络地址，智能电表(100)的标识信息、选择的一组密钥和加密算法(A)在匹配表中的标识以及第一次加密的用电信息，并控制无线传输模块(111)将用电信息帧上传到智能电表(100)所属的数据采集器(200);数据采集器(200)接收到用电信息帧后，通过解析该帧获取帧中包含的数据采集器(200)的网络地址，智能电表(100)的标识信息，如判断该用电信息帧是其所属智能电表发送的，则保存用电信息帧，若否，则丢弃该帧，随后，数据采集器(200)的主控制器模块(201)从存储模块(203)中存储的密钥和加密算法匹配表中随机选取一组密钥和加密算法(B)，对保存的用电信息帧进行第二次加密，并在第二次加密后的用电信息帧前添加网络标识以及选择的一组密钥和加密算法(B)在匹配表中的标识形成新的用电信息帧； 所述协调器(300)将与数据采集器(200)进行通信的信道分为多个子信道，并将该多个子信道分配给多个数据采集器(200)，每个子信道可由多个数据采集器(200)共享，当一个数据采集器(200)需要上传新的用电信息帧时，先检测分配给该数据采集器(200)的子信道的状态，如果该子信道处于繁忙状态，则该数据采集器(200)进入延迟发送状态并继续检测子信道状态，如果该子信道处于空闲状态，则向协调器(300)发送数据发送请求，当数据采集器(200)接收到协调器(300)返回的数据发送允许消息后，开始发送用电信息帧，协调器(300)接收到用电信息帧后向数据采集器(200)反馈ACK信息，在数据发送时段结束后，协调器根据用电信息帧的接收情况，生成重传请求帧，重传请求帧包含需要重传用电信息帧的数据采集器的网络地址以及重传用电信息帧的信道资源，协调器广播该重传请求帧，当数据采集器接收该重传请求帧并解析出该重传请求帧中包含自身的网络地址时，根据分配的信道资源进行用电信息帧的重传;协调器解析接收到的用电信息帧获取帧中包含的网络标识，如判断该用电信息帧是其所属数据采集器(200)发送的，则保存用电信息帧，若否，则丢弃该帧； 管理系统(400)侦听协调器(300)发送的时隙请求，在接收到各个协调器的时隙请求后，为各个协调器分配数据发送时隙，生成并广播发送时隙响应帧，该发送时隙响应帧包含协调器的网络标识和对应的发送时隙，各个协调器(300)在接收到发送时隙响应帧后，解析获取自身网络标识对应的发送时隙，在发送时隙到来时，协调器(300)延迟一段时间后开始发送电信息帧并在发送时隙结束前提前结束发送;管理系统(400)的主控制器模块(401)接收无线传输模块(402)发送来的用电信息帧，解析获取网络标识以及数据采集器选择的一组密钥和加密算法在匹配表中的标识(B)并控制解密模块(403)对第二次加密的用电信息帧进行解密，获取数据采集器(200)的网络地址，智能电表(100)的标识信息、选择的一组密钥和加密算法(A)在匹配表中的标识以及第一次加密的用电信息，并控制解密模块(403)对第一次加密的用电信息解密，获取用电信息，并将网络标识、数据采集器(200)的网络地址、智能电表(100)的标识信息以及解密后的用电信息存储到数据库模块(404)中；主控制器模块(401)从数据库模块(404)读取所有用户的用电信息，控制监控显示模块(405)实时显示智能电表(100)的用电信息，主控制器模块(401)根据用户的用电信息计算得出用户的电费，控制短消息模块(407)向用户发送包含电费信息的短消息。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述智能电表(100)、数据采集器(200)、协调器(300)以及管理系统(400)的主控制器模块(101、201、301、401)采用嵌入式处理器，具有ARM7内核。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述防盗模块(108)包含的智能电表封装检测单元采用压力传感器、智能电表箱开启检测单元采用红外传感器，当对电表封装或表箱进行非法操作时，压力传感器或红外传感器能够立即感知并通过告警单元发出告警。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述数据采集器(200)和协调器(300)在采集完数据后发送数据前进入休眠状态。
【专利摘要】一种安全远程无线抄表计费系统，包括：智能电表，数据采集器，协调器，管理系统，协调器创建具有独立网络标识的无线网络，数据采集器加入网络，智能电表从密钥和加密算法匹配表中随机选取一组密钥和加密算法(A)，对用电信息进行第一次加密生成用电信息帧，数据采集器对用电信息帧进行第二次加密形成新的用电信息帧并向协调器发送用电信息帧，如果数据采集器接收到重传请求帧并解析出帧中包含自身网络地址时，则重传用电信息帧，管理系统侦听协调器发送的时隙请求，分配发送时隙，在发送时隙到来时，协调器延迟一段时间后开始发送电信息帧并在时隙结束前结束发送，管理系统对接收到的用电信息帧进行两次解密操作获取用电信息。
【IPC分类】G08C17/02, H04L29/08, H04W84/18
【公开号】CN105528886
【申请号】CN201610065419
【发明人】周伟伟, 王海鹏, 连学礼, 卢海, 吕琳, 田宏贞, 穆雪, 韩茜茜, 孙秀娜, 殷世军
【申请人】国网山东省电力公司荣成市供电公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月29日