一种基于射频加密技术的低压互感器防伪系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于射频识别技术领域，具体设及一种基于射频加密技术的低压互感器防 伪系统和方法。
【背景技术】
[0002] 在我国，电力用户较为多元化，部分用户为了追求高额利润，利用各种手段破坏或 干扰电力计量设备正常工作而进行窃电。其中，更换低压互感器，改变互感器铭牌等方法是 较常用的窃电方法。为了防止窃电事件的频繁发生，低压互感器防伪技术的研究至关重要。 电子标签在低压互感器上的应用能够及时发现非授权者对低压互感器的伪造和非法破坏， 是低压互感器的重要防伪技术之一。现阶段，基于电子标签的低压互感器防伪技术工作原 理为在低压互感器中植入射频电子标签，对低压互感器赋W唯一的身份标识，定期通过标 签读写设备对互感器进行巡检或信息查询，从而实现低压互感器的防伪。
[0003] 目前，大多数互感器上应用的电子标签由于具有功耗低、存储空间和计算能力受 限等特点，无法进行一些复杂的密码运算，使得设备信息很容易被非法破译，并且某些电子 标签很容易从互感器上分离出来，该使得互感器被非法伪造或更换的风险仍然存在。因此， 现有基于电子标签的互感器防伪技术在一定程度上存在着安全缺陷，防伪效果达不到预期 目标。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明提供一种基于射频加密技术的低压互感器防伪系统和方 法，根据射频电子标签ID与低压互感器相关信息通过SM7加密算法计算出对应的低压互感 器校验码W便在整个生命周期中能够对低压互感器进行唯一识别验证，此外防伪系统中的 射频电子标签为拆装易损、具有数据加密、身份认证、位置传感等功能的电子标签，防伪效 果较传统系统更好。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0006] 本发明提供一种基于射频加密技术的低压互感器防伪系统，所述防伪系统包括射 频电子标签、标签读写设备、低压互感器和后台管理系统；所述射频电子标签安装在低压互 感器上，所述标签读写设备通过RFID射频信号与射频电子标签进行信息交互，并通过通信 信道与所述后台管理系统进行信息交互。
[0007] 所述标签读写设备将射频电子标签相关信息和低压互感器相关信息上传给后台 管理系统，后台管理系统根据业务应用情况将接收到的信息分类存储，并根据实际业务需 要将执行命令信息、射频电子标签参数设置信息、标签读写设备参数设置信息W及标签读 写设备维护信息下发给标签读写设备，标签读写设备对射频电子标签执行相应的操作。
[000引所述标签读写设备与射频电子标签之间交互的信息包括射频电子标签相关信息、 低压互感器相关信息和用于身份认证和信息加密的随机数；
[0009] 所述射频电子标签相关信息包括射频电子标签ID;低压互感器相关信息包括低 压互感器ID、低压互感器校验码、互感器性能参数和互感器运行状态；
[0010] 所述通信信道包括USB数据通信信道、GPRS无线通信信道和RS485通信信道。
[0011] 所述射频电子标签包括天线、射频模块、主控模块和信号探测线。
[0012] 所述射频模块包括第一供电模块、时钟模块、谐振模块、调制模块、解调模块和复 位模块；
[0013] 所述第一供电模块为射频电子标签供电；
[0014] 所述时钟模块为射频电子标签提供时钟；
[0015] 所述谐振模块用于产生传输RFID射频信号的基波；
[0016] 所述调制模块用于将射频电子标签发送给标签读写设备的射频电子标签相关信 息、低压互感器相关信息、用于身份认证和信息加密的随机数与基波融合，调制成标签读写 设备可接收频率的RFID射频信号；
[0017] 所述解调模块用于将标签读写设备发送给射频电子标签的执行命令信息和射频 电子标签参数设置信息解调成射频电子标签可接收频率的RFID射频信号；
[0018] 所述复位模块用于实现射频电子标签的上电复位和下电复位。
[0019] 所述主控模块包括逻辑加密电路、EEPROM存储模块、位置传感模块、MCU模块和ID 标识模块；
[0020] 所述逻辑加密电路用于完成抗冲突控制、CRC校验、MAC校验、低压互感器校验码 计算、数据加密W及双向身份认证控制；
[0021] 所述邸PROM存储模块用于存储低压互感器相关信息；
[0022] 所述位置传感模块用于识别射频电子标签的地理位置；
[0023] 所述MCU模块用于对逻辑加密电路、EEPROM存储模块、位置传感模块和ID标识模 块进行控制；
[0024] ID标识模块用于存储射频电子标签ID。
[0025] 所述逻辑加密电路包括随机数发生器，支持SM7加密算法，用于实现低压互感器 相关信息的加/解密运算、射频电子标签与标签读写设备的=重身份认证、存取权限控制 和通信信道加密传输安全控制；
[0026] 所述位置传感模块包括位置传感器，当射频电子标签与低压互感器线圈之间的距 离超过预设的距离阔值时，表明射频电子标签与低压互感器已分离；
[0027] 所述位置传感器型号为LSM303DLH，其由S维磁阻传感器和双轴倾角传感器组成， 通过检测=个方向的磁场强度确定射频电子标签的地理位置。
[002引所述信号探测线与主控模块的MCU模块连接，并延伸到射频电子标签的外部与射 频电子标签共同诱铸到低压互感器的外壳中。
[0029]所述标签读写设备包括控制处理模块、存储模块、第二供电模块、通信接口模块、 人机接口模块和安全加密模块；
[0030]所述第二供电模块为标签读写设备供电；
[0031] 所述通信接口模块包括RFID接口、GPRS接口和通用串口，通过RFID接口获取射 频电子标签相关信息和低压互感器相关信息，通过GPRS接口和通用串口与后台管理系统 完成射频电子标签相关信息、低压互感器相关信息和标签读写设备相关信息的交互；
[0032] 所述安全加密模块支持SM1、SM2、SM3和SM7加密算法，实现标签读写设备与射频 电子标签及后台管理系统的身份认证和数据加密传输。
[0033] 所述后台管理系统包括数据库服务器、网络服务器、密码机和前置计算机；
[0034] 所述数据库服务器用于存储射频电子标签相关信息、低压互感器相关信息和标签 读写设备相关信息；
[0035] 所述标签读写设备相关信息包括标签读写设备的编号、操作员信息、智能卡信息、 设备硬件信息、任务信息和组织机构信息；
[0036] 所述网络服务器用于监听客户端请求信息和标签读写设备请求信息，并进行协议 解析，并根据客户端请求信息和标签读写设备请求信息调用数据库服务器给客户端或标签 读写设备发送应答信息；
[0037] 所述密码机的型号为SJJ1009,用于与标签读写设备的身份认证和数据加密传 输；
[003引所述前置计算机通过系统信息内网与数据库服务器、网络服务器、密码机分别连 接，将执行命令信息发送给标签读写设备。
[0039] 本发明还提供一种基于射频加密技术的低压互感器防伪方法，所述防伪方法采用 权1-10任一所述的防伪系统实现，所述防伪方法具体包括W下步骤：
[0040] 将射频电子标签及其信号探测线共同诱铸到低压互感器的外壳中，当射频电子标 签从低压互感器上拆除时，信号探测线将标签被破坏的消息传输到MCU模块，MCU模块向主 控模块中的其它模块发送标签被破坏的消息，射频电子标签中存储的低压互感器相关信息 将不能再被读出；
[0041] 通过射频电子标签的位置传感模块测量射频电子标签与低压互感器线圈之间的 距离，当射频电子标签与低压互感器线圈之间的距离超过预设的距离阔值时，表明射频电 子标签与低压互感器已分离，射频电子标签将失效，射频电子标签中存储的低压互感器相 关信息将不能再被读出；
[0042] 根据射频电子标签ID与低压互感器相关信息，采用SM7加密算法和密码分组链 接模式计算低压互感器校验码，用于在整个生命周期中能够对低压互感器进行唯一标识验 证；
[0043] 射频电子标签与标签读写设备之间进行=重身份认证；
[0044] 基于SM7加密算法对低压互感器相关信息进行加密存储。
[0045] 所述射频电子标签与标签读写设备之间进行=重身份认证具体包括：<