集成国密算法安全芯片的电力无线传感器研究

随着传感技术的发展。电力无线传感器在智能电网中得到大量应用，但同时也带来了信息安全问题。电力无线传感器通信过程无安全防护，传感数据易被截取。伪造和篡改等，从而影响电网安全稳定运行。提出在无线传感器、无线接收基站中集成基于国密算法的安全芯片，开发基于国密算法的电力传感数据安全接入系统，无线传感器与基站通过双向认证后方可相互通信，传感数据加密传输，避免因篡改、伪造控制指令控制传感设备，保障电网运行的安全。

用于就地化保护关键技术的SoC设计

以解决变电站继电保护中存在因多个功能芯片导致的系统可靠性降低、运维难度增大为目的,提出了基于双核Cortex-A9的自研智能就地化保护SoC芯片。该芯片通过采用基于节点冗余算法的HSR环网结构,确保环内任何一个元件或链路阻塞时,报文均能沿另一方向传递至主机。使用多采样率多通道的动态可重构ADC采集模块,使芯片可以根据不同实时性要求进行软件修改。采用时钟数据恢复对FT3码流进行处理,以提高信息传输的可靠性。在UMC55工艺下,完成了该芯片的版图设计,芯片面积为5.3×5.3 mm,主时钟频率可达到500 MHz。仿真结果验证了所提出芯片的可行性和先进性。

基于LoRa技术的电力抄表模块研究

LoRa是由Semtech公司提供的超长通信距离、低功耗的物联网解决方案。本文以LoRa无线通信技术为基础,探索LoRa无线通信应用到电力无线抄表的可行性。文中说明了当前国网用电信息采集的主要系统架构以及当前采用的主要技术和不足,介绍了LoRa无线通信的基本原理和技术优势。以用电信息采集系统的相关规范为依据,设计开发了一款LoRa无线通信模块,无线通信模块由ST半导体的低功耗微处理器STM32L031和LoRa射频芯片SX1278构成。文中对模块的主要系统架构和主要设计电路做了详细说明,简述了模块的软件配置和程序工作流程,设计了较为详细的试验过程,对模块的主要射频技术指标、功耗等参数做了测试,使用实际的电能表和电能表协议测试软件,进行实际的抄表测试,在海淀区北清路做了通信距离测试。实验结果表明,模块技术指标、抄表情况达到了设计需求,可以应用在未来的电力无线抄表中。

基于国密算法的高安全RFID技术在电力设备管理中的应用

根据电力设备资产全生命管理的数据安全需求,提出采用SM7算法对电力设备资产管理系统进行信息安全防护。国密SM7算法是国家密码管理局专门为RFID电子标签设计的商用密码对称算法,密钥长度为128 bit,安全性能优于其他RFID算法。RFID电子标签认证过程采用3次数据传输的鉴别方法,即'双向认证'或'三重认证'流程,RFID电子标签的SM7算法模块支持加密和解密功能,在认证过程中采用SM7算法来完成认证数据的加解密以实现电力系统与电力设备间的认证。采用国密SM7算法对电力设备资产信息进行安全防护,电力系统与电力设备的电子标签先通过双向认证,并以密文形式对电子标签的电力设备信息进行读取,提高电力设备资产信息的安全性。

基于SPI接口安全芯片产品的读卡器研究

由于SPI接口的简单、高速、稳定的特性,在实际中得到了广泛应用,本文介绍了SPI从设备的接口协议,提出了一种基于该SPI协议的读卡器的设计思路,简述了方案的具体实现方法,包括读卡器的硬件设计及软件设计。采用USB即插即用的连接方式,采用CCID标准设备通过USB接口与主机或其它嵌入式主机连接,完成SPI协议的数据通讯,满足了实际的功能需求,对于开发设计相同工作模式下的SPI从设备的程序具有很好的借鉴价值。

基于竞争双深度Q学习的智能电表隐私保护与成本管理

智能电表能够实时采集、计算、存储和传输电力数据,对智能电网的运转起着关键性的作用。配备储能设备的智能家居是智能电表的一种重要的应用场景,它的发展面临隐私数据泄露隐患和高用电成本2个问题,需要研究两者的权衡优化策略。系统模型考虑了2种不同类型的储电设备,并建立了电表数据泄露和用电成本量化的权衡模型。考虑到传统深度强化学习存在过度估计和收敛慢的缺陷,提出一种基于竞争双深度Q学习的储能电器功率分配方法,实现了性能优化的目标。仿真结果表明,对比传统的深度Q学习和双深度Q学习方法,所提方法在隐私保护和成本控制2方面能获得更好的性能。