[发明专利]电表数据收集系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息通信技术领域，特别涉及一种电表数据收集系统及方法。

背景技术

电网的现代化建设是许多国家都致力于推动的，因为它能在提高能源利用效率、渐渐过渡到新能源的使用、减少温室气体的排放、建立可持续的经济发展等方面起到很大的作用。电网系统是一种大规模的结构复杂的系统，为了维护系统的安全和稳定性，网络通信和信息技术被广泛应用于电网系统，这种新型的混合网络就是智能电网。

从技术上讲，智能电网是未来的一种基于信息技术的自愈性电力系统，通过信息技术，可以改良当前的电力系统，使它变的更加高效。智能电网将会融合新奇的控制、信息和管理技术，实现从发电到终端用户之间一系列的智能交互，合乎科学并且有系统地优化发电、输电和配电等部分。先进数字技术的应用期望可以大幅度地提高电网的可靠性、安全性、各部分协同工作能力以及电网的效率，同时减少对环境的影响以及提高经济增长。

然而，在智能电网中用户和能源供应端之间要进行频繁的信息通信，主要包括能源供应端对于智能电网中用户的电表数据的收集。电表数据不能被敌手进行截获和篡改，一旦这样，敌手就可以更改电表数据。电表数据是用来评估电网负载状况以及用来进行收费等使用，特别是如果未来电网采用实时价格，则电表数据被更改会对收费带来很大的影响。所以为保护电表数据不被敌手截获和篡改，电表数据需要进行高强度的加密，这就使得ES（Energy Supplier，能源供应端）收到电表数据后需要进行解密操作。

另外，由于在智能电网中使用带宽230MHz的频段，所以智能电网中一个小区的覆盖范围比传统通信中的要大许多。一般来说，一个小区差不多有几千个SM（Smart Meter，智能读表器），大约需要10，000个信道。因此，如果SM发送的加密电表数据全部在ES处解密，那么ES的计算复杂度将会非常的高。举个例子来说，采用椭圆曲线加密（ECC，Elliptic Curve Cryptography）的解密复杂度是O(n³)，其中n是加密数据包的比特数，假设一个小区有10，000个SM，每个电表数据包大小是160比特，即n=160，由此可以计算出一个SM数据，如果ES解密整个小区的SM数据，则计算复杂度为10，000*160³=4.096*10¹⁰。所以，如果所有SM发送的数据都由其解密的话，那么ES将花费很大一部分时间和计算能力来进行解密操作。

因此，如何提供一种电表数据收集系统和方法，既能保证电表数据的安全，又能够减小ES处的解密复杂度，成了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电表数据收集系统及方法，以解决现有的电表数据收集系统和方法中，ES处的解密复杂度高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电表数据收集系统，包括：N个智能读表器、数据收集器及能源供应端，其中，

所述N个智能读表器用以产生N个电表数据，其中，N≥2；并对N个电表数据加密，得到N个消息；并将N个消息发送给数据收集器；

所述数据收集器用以解密N个消息；并对解密的N个消息进行编码，且选取M个编码的消息进行加密，其中N＞M，M≥1；并将M个编码且加密的消息及N-M个编码的消息发送给能源供应端；

所述能源供应端用以解密M个编码且加密的消息；并解码N个编码消息，得到N个电表数据。

可选的，在所述的电表数据收集系统中，所述数据收集器将M个编码且加密的消息及N-M个编码的消息发送给能源供应端包括：

所述数据收集器将M个编码且加密的消息及N-M个编码的消息分成多个数据包，每个数据包通过不同信道发送给能源供应端。

可选的，在所述的电表数据收集系统中，所述数据收集器将M个编码且加密的消息及N-M个编码的消息发送给能源供应端包括：

所述数据收集器将M个编码且加密的消息及N-M个编码的消息分成多个数据包，每个数据包在不同时刻发送给能源供应端。

可选的，在所述的电表数据收集系统中，每个数据包通过不同路径发送给能源供应端。

可选的，在所述的电表数据收集系统中，所述数据收集器利用随机线性编码对解密的N个消息进行编码。

可选的，在所述的电表数据收集系统中，所述数据收集器利用能源供应端的公钥对选取M个编码的消息进行加密。

本发明还提供一种电表数据收集方法，包括：