[发明专利]一种配网低压设备信息安全认证传输终端及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力通讯领域，具体涉及配网低压设备信息安全认证传输终端及其实现方法。

背景技术

2011年，国家电网公司为了保障配电网安全稳定运行，对《电力二次系统安全防护总体方案》及配套的《配电二次系统安全防护方案》进一步细化和补充，明确“防止通过公共网络对子站进行攻击，造成用户供电中断；防止通过公共网络和用户终端入侵主站造成更大范围的安全风险”的目标，并着重强调：配电网自动化系统主站与子站及终端无论采取哪种通信方式，都应对控制指令使用基于非对称密钥的单向认证加密技术进行安全防护。

因此，电网公司出于信息安全的考虑，自己有独立的内网系统，所有信息的接入需要通过安全认证后才能传入内网，而很多配网低压设备不具备安全认证能力，因而设备信息无法接入到电网公司的内网系统，这给设备的系统化管理带来困难。

发明内容

所要解决的技术问题：

为了解决上述的问题，本发明的目的是提供一种配网低压设备信息安全认证传输终端及其实现方法，将配网低压设备例如SVG、三相不平衡设备、无功补偿装置等等产生的数据安全接入电网公司的信息内网，并且安全稳定地将内网的信息传输到各个电力终端，实现对电力设备的系统化、智能化、网络化的管理，提高低压配网自动化的管理水平。

2、技术方案：

为了解决上述的技术问题，本发明的一种配网低压设备信息安全认证的方法，包括上行通道和下行通道。下行通道为：通过GPRS模块接收到电网公司的信息内网下发的数据时，微控制器先将数据发送到安全芯片进行解密处理，再将解密后的数据去标准化，最后将去标准化后的实际报文通过串口发送到电力设备接口上并等待电力设备响应。上行通道为：采集回的数据先进行标准化处理，并使用安全芯片进行加密处理，使数据符合电网公司信息内网要求。然后将处理后的信息通过GPRS模块上传到电网公司的安全接入平台，从而实现数据的安全接入到信息内网。

本发明还提供了一种使用上述配网低压设备信息安全认证方法的传输终端，包括微控制器，GPRS模块，安全芯片，串口接口，ROM芯片和电源；其中，GPRS模块与微控制器相连，ROM芯片与微控制器相连，安全芯片与微控制器相连，电源与微控制器相连；其特征在于：还包括信号隔离芯片；串口接口通过信号隔离芯片与微控制器相连。

所述电源包括外部电源和隔离自外部电源的隔离5V电源，所述外部电源通过微控制器对GPRS模块提供4V的电源；外部电源对微控制器和安全芯片提供3.3V的低压电源；隔离5V电源对隔离芯片提供5V电源。

所述串口接口为RS232接口，信号隔离芯片为ADuM1411；RS232接口与信号隔离芯片之间通过SPS3232相连。所述串口为RS485接口，信号隔离芯片为ADuM2483。本发明利用隔离串口通讯，具体装置为：与配网低压设备的接口可选RS232或/和RS485两种，其中RS232通讯在硬件上采用ADuM1411隔离信号和一片SP3232芯片电平转换，配置一个DB9串口座。RS485通讯在硬件采用一片ADI公司的ADuM2483芯片，隔离耐压能够达到2500V，具有较强抗ESD功能，可以实现RS485的全双工通讯功能。

为了降低与配网低压设备的电气耦合，本装置采用2组互相隔离的电源。其中装置采用外部5V供电，将外部5V电源降压降到4V，供给GPRS模块使用，降压到3.3V供给微处理器和安全芯片使用。另一组电源使用电源隔离技术，由外部5V直接隔离出5V电压，供给磁耦合隔离的隔离芯片如ADuM1411，ADuM2483等芯片使用。

所述安全芯片为NRSEC3000芯片。本发明的安全加密芯片采用南瑞的NRSEC3000芯片，该芯片采用RISC架构内核，具备国密局商用的SM1和SM2加密算法，DES/3DES加密模块和RSA公钥算法引擎，可提供32位的硬件加密处理。符合国家《关于加强配电网自动化系统安全防护工作的通知》的要求。

为了解决上述的技术问题，本发明的微控制器为STM32F103RBT6。本发明采用的是ST公司的STM32F103RBT6，该芯片为32位高性能ARM Cortex M3内核，64引脚，内置128K FLASH、20KB SRAM，具有丰富的外设接口，主频最高可达72MHz，具备多个DMA通道，可方便进行数据处理和暂存。