(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111581066.0 (22)申请日 2021.12.2 2 (71)申请人 杭州万高科技股份有限公司 地址 310053 浙江省杭州市滨江区六和路 368号一幢(北)四楼B40 04室 (72)发明人 陈波　韩坚炯　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 代理人 胡建华 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 69/22(2022.01) H04Q 9/00(2006.01) (54)发明名称 一种适用于DLMS/COSEM通信协议的加解密 模块和抄表系统 (57)摘要 本发明提供了一种适用于DLMS/COSEM通信 协议的加解密模块和抄 表系统， 所述加解密模块 应用于抄 表系统中的电能表和抄读设备， 包括加 解密主控芯片、 加解密接口电路、 加解密电源电 路和运行指示灯， 加解密主控芯片用于完成数据 的加解密运算； 加解密接口电路用于加解密模块 与外部模块进行数据及信号交互； 加解密电源电 路用于将加解密接口电路输入的电源电平转换 成加解密模块需要的电平； 运行指示灯， 用于显 示加解密模块的运行状态。 该加解密模块和抄 表 系统将加密算法与业务程序分开， 加密更加安全 可靠； 密匙存贮在加解密模块中， 有效防止密匙 被盗取； 加解密模块集成DLMS/COSEM通信中各种 加密算法， 系统开发人员不必再去开发， 减轻开 发人员的负担， 加快产品开发周期。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114244511 A 2022.03.25 CN 114244511 A 1.一种适用于DLMS/COSEM通信协议的加解密模块， 其特征在于， 应用于抄表系统中的 电能表和抄读设备， 包括加解密 主控芯片、 加解密接口电路、 加解密电源电路和运行指示灯 (1)， 所述加解密主控芯片是 所述加解密模块的核心器件， 用于 完成数据的加解密运 算； 所述加解密接口 电路， 用于加解密模块与外部模块进行数据及信号交互， 所述外部模 块指电能表和抄读设备中除加解密模块以外的模块； 所述加解密电源电路， 用于将加解密接口电路输入的电源电平转换成加解密模块需要 的电平； 所述运行指示灯(1)， 用于 显示加解密模块的运行状态。 2.根据权利要求1所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的加解密模块， 其特征在于， 所述加解密接口电路的管脚包括输入输出管脚 VDD、 模拟与数字地管脚GND、 输入 管脚MOSI、 输出管脚MISO、 输入管脚SCLK、 输入管脚CS、 输出 管脚STA和输入管脚RST， 所述输入输出 管脚VDD， 用于加解密模块电源输入； 所述模拟与数字地管脚GND， 用于加解密模块接地， 与电能表地或者抄读设备地相连； 所述输入管脚MOSI是 标准串行接口， 用于加解密模块数据输入； 所述输出 管脚MISO是 标准串行接口， 用于加解密模块数据输出； 所述输入管脚SCLK 是标准串行接口， 用于时钟输入； 所述输入管脚CS是 标准串行接口， 用于 输入片选信号； 所述输出管脚STA， 用于加解密模块的运行状态指示， 如果输出高电平表示加解密模块 工作异常或者 正在加解密， 如果输出低电平 表示加解密模块处于待机状态； 所述输入管脚RST， 用于加解密模块复位信号输入。 3.根据权利要求2所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的加解密模块， 其特征在于， 所述运行指示灯(1)状态和 加解密模块的运行状态之间的关系包括： 运行指示灯(1)常亮： 加解密模块电源正常， 加解密主控芯片正常供电； 运行指示灯(1)亮0.5秒， 灭0.5秒， 周期性闪烁： 加解密模块处于正常运行状态； 运行指示灯(1)亮0.2秒， 灭0.2秒， 周期性快速闪烁： 加解密模块处于通信及加解密运 行状态； 运行指示灯(1)亮1秒， 灭1秒， 周期性慢速闪烁： 加解密模块处于异常工作状态， 所述异 常工作状态包括 程序自检异常和通信长时间异常。 4.根据权利要求3所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的加解密模块， 其特征在于， 所述加解密接口电路还是加解密 模块与外部模块电路板的安装或焊接接口， 接口形式对应 为接插件接口或者贴片焊接口。 5.根据权利要求4所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的加解密模块， 其特征在于， 所述加解密主控芯片的参数要求如下： 内核： M0以上； 主频： 8MHz以上； FLASH： 32KB， 具有IAP功能， 用于存储参数； RAM： 8KB； SPI： 1路； GPIO： 大于 5个； 封装： SOP16 。 6.根据权利要求5所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的加解密模块， 其特征在于， 所述运行指示灯(1)采用贴片式的发光 二极管， 即LED灯， 颜色选用绿色。 7.一种适用于DLMS/COSEM通信协议的抄表系统， 包括电能表和抄读设备， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114244511 A 2电能表包括电能表主控芯片和电能表加解密 模块， 抄读设备包括抄读设备主控芯片和抄读 设备加解密 模块， 所述电能表加解密 模块和抄读设备加解密 模块相同， 为权利要求 1‑6任一 项所述的加解密模块， 电能表主控芯片和抄读设备主控芯片统称为第一主控芯片； 电能表的数据加解密处 理方式包括： 抄读设备发出来的加密数据通过通信 接口电路进行物理层转换之后， 进入到电能表主 控芯片； 电能表主控芯片将加密数据发送给电能表加 解密模块， 电能表加 解密模块对数据 进行解密， 将解密好的数据回传给电能表主控芯片； 电能表主控芯片根据明文完成DLMS/ COSEM协议处理， 再将需要加密的数据发送给电能表加解密模块； 电能表加解密模块对 数据 进行加密处理， 将加密后的密文返回给电能表主控芯片； 电能表主控芯片再通过通信接口 将密文返回给抄读设备； 抄读设备的数据加解密处 理方式与电能表的数据加解密处 理方式相同。 8.根据权利要求7所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的抄表系统， 其特征在于， 加 解密模块工作流 程包括： 步骤1， 加解密模块上电之后 输出管脚STA输出高电平， 运行指示灯(1)常亮， 进行自检； 如果自检异常， 运行指示灯(1)周期性慢速闪烁； 如果自检正常， 执 行步骤2； 步骤2， 加解密模块自检初始化完毕， 输出管脚STA输出低电平， 运行指示灯(1)周期性 闪烁， 处于待机状态； 步骤3， 第一主控芯片侦测到输出管脚STA为低电平， 向加解密模块发送数据， 进行操 作； 所述操作包括加密、 解密和读写； 步骤4， 加解密模块根据加解密模块与第一主控芯片之间的通信协议解析接收到的数 据， 若为加解密操作， 执 行步骤5， 若为读 操作， 执行步骤6； 步骤5， 加解密操作： 第一主控芯片将需要加解密的数据发给加解密模块， 加解密模块 根据加解密类型进行加解密操作， 在加解密过程中， 输出管脚STA输出高电平； 加解密结束 后， 输出管脚STA输出低电平； 第一主控芯片通过判断输出管脚STA的状态是否由低电平变 为高电平来判断加解密模块是否收到正确数据并开始进行加解密操作； 步骤6， 读操作： 主控芯片读取到输出管脚STA从高电平变为低电平， 发送读取命令来读 取加解密的结果。 9.根据权利要求8所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的抄表系统， 其特征在于， 加 解密模块和第一主控芯片之 间的通信协 议包括物理层和协议层， 所述物理层通过加解密接 口电路的输入管脚MOSI和 输出管脚MISO进行数据输入输出， 加解密模块为从机， 第一主控 芯片为主机； 所述协议层包括主机发给从机的通信帧和从机返回给主机的通信帧， 主机发给从机的 通信帧依次包括帧头、 长度LEN、 命令CTR、 类型TYPE、 主机发送帧数据DATE1、 校验位CRC和帧 尾字段， 从机返回给主机的通信帧依次包括帧头、 长度 LEN、 标识FLG、 从机回应帧数据DATE2、 校 验位CRC和帧尾字段。 10.根据权利要求9所述的一种适用于DLMS/COSEM通信协议的抄表系统， 其特征在于， 所述帧头和帧尾用于标识完整的一个通信帧， 所述长度LEN为一个通信帧中不包括帧头和帧尾的总长度， 长度LEN是一个字节， 一个权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114244511 A 3