(19)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 202111593224.4 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510000 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 (72)发明人 江疆　梁盈威　万婵　蔡雄　 彭泽武　温柏坚　谢瀚阳　张飞　 冯歆尧　杨济杰　萧展辉　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 谢珊 (51)Int.Cl. H04W 12/03(2021.01) H04W 12/041(2021.01) H04W 12/06(2021.01)H04L 9/40(2022.01) H04L 9/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于LoRa无线通信技术的电力数据安 全加密模块 (57)摘要 本发明涉及一种基于LoRa无线通信技术的 电力数据安全加密模块， 应用于所述LoRa网络 中， 包括控制单元、 密钥管理单元、 加密单元及认 证单元； 其中控制单元用于接收所述电力数据， 并基于所接收的数据触发所述密钥管理单元、 加 密单元及认证单元， 并为这些单元提供所需的数 据参数； 所述密钥管理单元用于应对控制单元的 触发， 生成密钥文本， 并将生成的密钥文本传输 至加密单元； 所述加密单元用于基于所述密钥文 本对所述控制单元接收的数据进行加密， 并将加 密的数据、 密钥文本通过LoRa节点进行发送； 所 述认证单元用于对所述LoRa节点的身份进行认 证， 身份认证通过后控制单元将加密的数据、 密 钥文本通过L oRa节点进行发送。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114501432 A 2022.05.13 CN 114501432 A 1.一种基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模块， 应用于所述LoRa网络中， 其 特征在于： 包括控制单 元、 密钥管理单 元、 加密单 元及认证单 元； 其中控制单元用于接收所述电力数据， 并基于所接收的数据触发所述密钥管理单元、 加密单元及认证单 元， 并为这些单元提供所需的数据参数； 所述密钥管理单元用于应对控制单元的触发， 生成密钥文本， 并将生成的密钥文本传 输至加密单 元； 所述加密单元用于基于所述密钥文本对所述控制单元接收的数据进行加密， 并将加密 的数据、 密钥文本通过L oRa节点进行发送； 所述认证单元用于对所述LoRa节点的身份进行认证， 身份认证通过后控制单元将加密 的数据、 密钥文本通过L oRa节点进行发送。 2.根据权利要求1所述的基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模块， 其特征在 于： 所述密钥管理单 元生成密钥文本的具体过程如下： 以编码为64 位的序列 作为染色体； 随机 选取所述染色体构成初始群 体； 通过计算所述初始群 体的香浓熵来获取适应度值； 将随机选取的两个所述 适应度值 通过交叉运 算生成交叉值； 对所述交叉值进行突变运 算获取突变适应度值； 输出最大突变适应度值作为所述密钥文本 。 3.根据权利要求2所述的基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模块， 其特征在 于： 加密单元用于基于所述密钥文本对所述控制单元接收的数据进行加密的具体过程如 下： 采用Caesar算法对数据加密生成初始加密文本； 将所述初始加密文本通过二进制转 化为64位的编码； 以转化后的所述初始加密文本和所述密钥文本作为父本一， 通过交叉运算获取子本 一； 对所述子 本进行突变运 算得到所述加密后的数据。 4.根据权利要求3所述的基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模块， 其特征在 于： 所述序列通过随机函数生成， 所述序列包 含特殊字符和字母。 5.根据权利要求3所述的基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模块， 其特征在 于： 所述染色体 群体的数量 为至少300个。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模块， 其特征在于： 所述认证单 元对所述 LoRa节点的身份进行认证的具体过程如下： LoRa节点与 安全加密模块连接后， 认证单元向服务器发送记录LoRa节点信息的认证请 求报文； 服务器接收到所述认证请求报文后， 判断认证请求报文是否符合预先设定的报文允许 规则， 若否则丢弃 该认证请求报文， 若是则执 行下一步； 服务器判断所述认证请求报文中的LoRa节点信息是否与服务器存储的LoRa节点信息 匹配， 若否则向认证单元发送拒绝访问应答报文； 若是则向认证单元发送接受访问应答报 文， LoRa节点认证通过。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114501432 A 2一种基于LoRa无 线通信技术的电力数据安全加密模块 技术领域 [0001]本发明涉及电力技术领域， 更具体地， 涉及一种基于LoRa无线通信技术的电力数 据安全加密模块。 背景技术 [0002]电力通信业务包括电力生产业务及管理信息业务两大类， 每一类业务均深入社会 各层面， 覆盖发、 输、 变、 配、 用各环节， 电力通信网经过多年的发展已经覆盖主、 配网各信息 节点。 近年由于业务的快速发展， 配网自动化、 电表信息采集、 智能家居、 输电线路信息等末 端边缘业务通信需求数量及种类均爆发式增长， 作为电力大数据的源头， 末端业务数据的 准确性、 安全性、 实时性的重要性凸显 。 [0003]物联网作为新一代信息通信技术， 其产业发展已被纳入国家战略， 国家 科技部、 工 业与信息化部先后在多项国家重大科技专项中设立课题支持物联网技术研究及产业化。 对 于电网来说， 物联网并非一个全新的事物， 相关技术已经 “渗入”智能电网的各个环节， 被用 于信息采集、 状态 监测、 回馈控制等， 从而全方位提高智能电网各环节的信息感知深度和广 度。 [0004]在各类物联网传输技术体系中， LoRa技术具有功耗低、 覆盖范围广、 布网灵活、 可 自主建网的优点， 非常适合搭建自主运营的电力物联网业务体系架构。 LoRa技术不仅拥有 覆盖性广、 容量高的特性， Lo Ra信号对建筑的穿透力也很强， 通讯成本低， 能够高效、 稳定的 远程读取数据， 作为广域通讯技术有着比Wi ‑Fi、 ZigBee等近场通讯更好的覆盖， 在地下管 廊通讯、 无线远程抄表、 输电线在线监测、 配电房安全监测以及光伏阵列在线监测中， 可以 一次部署， 多点接入， 大 大减轻工程作业 量的同时， 又减轻了设备成本 。 [0005]LoRa技术在电力数据传输中起着非常重要的作用， 而电力数据作为保密要求较高 的数据， 如何在L oRa无线通信中保证其 安全传输， 是现有技 术需要解决的技 术问题。 发明内容 [0006]本发明的发明目的在于提供一种基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模 块， 应用该模块在Lo Ra网络中， 能够 对电力数据进 行有效的加密后再进 行发送， 确保数据传 输的安全性。 [0007]为实现以上发明目的， 采用的技 术方案是： 一种基于LoRa无线通信技术的电力数据安全加密模块， 应用于所述LoRa网络中， 包括控制单 元、 密钥管理单 元、 加密单 元及认证单 元； 其中控制单元用于接收所述电力数据， 并基于所接收的数据触发所述密钥管理单 元、 加密单 元及认证单 元， 并为这些单元提供所需的数据参数； 所述密钥管理单元用于应对控制 单元的触发， 生成密钥文本， 并将生成的密钥文 本传输至加密单 元； 所述加密单元用于基于所述密钥文本对所述控制单元接收的数据进行加密， 并将说　明　书 1/4 页 3 CN 114501432 A 3