CN208258093U - 用于用电信息采集远程通信的4g安全通信模块 - Google Patents
用于用电信息采集远程通信的4g安全通信模块 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于用电信息采集远程通信的4G全网通安全通信模块，包括用于与远程接入网关进行加密数据传输的4G通信芯片、用于数据加解密的加密芯片以及用于控制所述加密芯片和4G通信芯片的微处理器；所述微处理器将明文数据交由加密芯片进行加密，再由4G通信芯片发出；反之，4G通信芯片接收远程接入网关发来的密文，由微处理器发送至加密芯片进行解密。本实用新型可以实现远程接入网关与集中器之间传输数据的透明性，起到安全防护作用，具有结构简单，体积小，成本低，兼容现有产品，无缝升级，便于推广和应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机终端设备，尤其涉及一种用于用电信息采集中远程通信的4G全网通安全通信模块。
背景技术
随着智能电网技术水平的不断发展，用电信息采集***的采集方式逐渐由人工方式向远程控制方式转变。远程智能抄表***是采用了远程数据采集与控制技术的用电信息采集***，是如今采集***发展的主要类型。这种采集方式中，集中器与远程数据采集中心通过某种传输方式建立连接，再汇总一定区域内的用电信息通过网络上传到远程数据中心。数据中心也可以通过网络直接控制集中器进而监控一片区域内的用电信息。这种采集***脱离了人工抄表的方式，以高速的数据传输网络为载体，更高效、快捷。
目前，远程智能抄表***一般采用移动通信技术作为通信方式。通过在采集终端上安装远程通信模块，能与数据中心进行数据传输。绝大多数集中器中，远程通信模块和远程接入网关之间的通信采用非加密方式，存在数据外泄的风险。
因此，需要对远程通信模块进行重新设计，从而实现用电信息的远程加密传输。对远程通信模块和接入网关之间的连接建立和数据传输采用加密方式，保证通信安全可靠。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是针对现有集中器上远程通信模块的不安全性问题，提供一种用于用电信息采集中远程通信的4G全网通安全通信模块。
技术方案：一种用于用电信息采集远程通信的4G全网通安全通信模块，包括用于与远程接入网关进行加密数据传输的4G通信芯片、用于数据加解密的加密芯片以及用于控制所述加密芯片和4G通信芯片的微处理器；
所述微处理器将明文数据交由加密芯片进行加密，再由4G通信芯片发出；反之，4G通信芯片接收远程接入网关发来的密文，由微处理器发送至加密芯片进行解密。
优选的，所述微处理器与4G通信芯片之间通过串口或者USB通信；所述微处理器和加密芯片采用SPI通道通信。
进一步的，所述微处理器采用STM32嵌入式微控制器。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：该安全通信模块可以实现远程接入网关与集中器之间传输数据的透明性，起到安全防护作用，具有结构简单，体积小，成本低等优点；兼容现有产品，无缝升级，便于推广和应用。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示为本实用新型的4G全网通安全通信模块结构示意图，集中器1的机壳内部安装一块嵌入式处理器作为主处理器，用于汇总数据和控制远程通信模块2；远程通信模块2安装在机箱内部，内置一块移动通信芯片，实现无线通信功能。本实用新型基于现有的设计，将远程通信模块2中旧型号移动通信芯片改为新型4G通信芯片201，并在集中器主处理器与4G通信芯片201之间添加微处理器202和具备国密算法的加密芯片203。
现有技术中，集中器1的主处理器与远程通信模块2之间是采用插针进行连接的，主处理器通过插针控制远程通信模块2，包括提供电源、控制开机和串口通信。本实用新型中，集中器1的主处理器与远程通信模块2之间可插拔，这样可以方便地用新设计的4G全网通安全通信模块与旧型模块进行替换，不需要替换原有的集中器机箱主体。
本实施例中，主处理器优选采用ARM系列嵌入式处理器，微处理器优选用STM32嵌入式微控制器。
工作原理：STM32微处理器截取集中器主处理器发来的需要加密的有效数据，控制加密芯片203对数据进行加密，再通过4G通信芯片201发送密文至远程接入网关，网关对密文进行解密和处理，提取出有效数据并发送至存放用电信息采集的服务器主站。反之同理，4G通信芯片接收远程接入网关发来的密文给STM32微控制器，再由加密芯片进行解密，经由STM32发送至集中器主处理器进行进一步处理。必要的，在与远程接入网关进行加密数据传输之前，STM32自行控制加密芯片、4G通信芯片与网关进行密钥协商，协商一致后才能开始数据收发。下面分别对该终端的各部件进行说明：
主处理器：是集中器的重要部件，可以采用ARM系列嵌入式处理器，通过串口或者USB与通信模块处理器通信，主要负责集中器的整体控制和数据的调度。这个部分是目前大量部署并且符合Q GDW 1375.2-2013电力用户用电信息采集***型式规范标准。
加密芯片：具有加密、解密、签名、验签等功能，并用来保存密钥信息，支持RSA、AES、SHA1、SM1、SM2、SM3等多种通用的密码算法。
4G通信芯片：支持4G全网通和短消息等传输数据方式，能与远程网关进行无线通信。该4G通信模块符合Q GDW 1375.2-2013电力用户用电信息采集***型式规范标准，可对现有大量部署的远程通信模块产品进行替换，实现产品的无缝的安全升级。
微处理器：优选用STM32嵌入式微控制器，通过串口与主处理器、通信芯片进行通信，主要负责安全通信模块的整体控制、数据调度和身份认证；STM32和加密芯片采用SPI通道通信；STM32与4G通信芯片201之间通过串口或者USB通信。
由于当前许多集中器主体已投入现场开始使用，且集中器主体成本昂贵，不方便进行替换。为了节约成本，节省时间，只需替换远程通信模块即可快速投入使用，解决通信的安全问题。因此，本实用新型的4G全网通安全通信模块可以体现产品的兼容性设计，能够满足客户对终端安全防护的需求，从而提供产品的自身价值，具有广泛的推广和实用性。
Claims (5)
1.一种用于用电信息采集远程通信的4G安全通信模块，其特征在于：包括用于与远程接入网关进行加密数据传输的4G通信芯片(201)、用于数据加解密的加密芯片(203)以及用于控制所述加密芯片和4G通信芯片的微处理器(202)；
所述微处理器(202)将用电信息采集集中器的有线网口的明文数据交由加密芯片(203)进行加密，再由4G通信芯片(201)发出；反之，4G通信芯片(201)接收远程接入网关发来的密文，由微处理器(202)发送至加密芯片(203)进行解密。
2.根据权利要求1所述的用于用电信息采集远程通信的4G安全通信模块，其特征在于：所述微处理器(202)与4G通信芯片(201)之间通过串口通信。
3.根据权利要求1所述的用于用电信息采集远程通信的4G安全通信模块，其特征在于：所述微处理器(202)与4G通信芯片(201)之间通过USB通信。
4.根据权利要求1所述的用于用电信息采集远程通信的4G安全通信模块，其特征在于：所述微处理器(202)和加密芯片(203)采用SPI通道通信。
5.根据权利要求1所述的用于用电信息采集远程通信的4G安全通信模块，其特征在于：所述微处理器(202)采用STM32嵌入式微控制器。
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