(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 202211478673.9 (22)申请日 2022.11.24 (71)申请人 中国电力科 学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 (72)发明人 杨国生　詹荣荣　孟江雯　金龙　 周泽昕　梁英　李仲青　余越　 刘龙浩　张坤俊　 (74)专利代理 机构 北京工信联合知识产权代理 有限公司 1 1266 专利代理师 贾银秋 (51)Int.Cl. H02H 3/04(2006.01) H02J 13/00(2006.01) G01R 31/327(2006.01)H04W 12/03(2021.01) H04W 12/08(2021.01) H04W 12/63(2021.01) (54)发明名称 一种压板状态在线监测系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种压板状态在线监测系统 和方法， 系统包括： 传感层设备、 汇聚层设备和站 控层设备； 传感层设备上设置压板状态监测装 置， 压板状态 监测装置采集智能压板上压板的位 置状态， 并将位置状态进行加密处理， 生成压板 状态数据 报文并发送至汇聚层设备； 汇聚层设备 上设置至少一个汇聚节点， 汇聚节 点上设有加密 模块和通信模块， 通信模块用于接收压板状态数 据报文， 加密模块用于对压板状态数据报文进行 解密， 获取位置状态， 并将位置状态发送至站控 层设备； 站控层设备设置有管理单元， 通过管理 单元接收汇聚节点发送的位置状态； 管理单元将 位置状态与预设标准位置状态进行对比， 基于对 比结果进行 预警。 权利要求书4页 说明书17页 附图5页 CN 115549027 A 2022.12.30 CN 115549027 A 1.一种压板状态在线监测系统， 所述系统包括： 传感层设备、 汇聚层设备和站控层设 备； 所述传感层 设备上设置压板状态监测装置， 所述压板状态监测装置采集智能压板上压 板的位置状态， 并将所述位置状态进行加密处理， 生成压板状态数据报文并发送至所述汇 聚层设备； 所述汇聚层设备上设置至少一个汇聚节点， 所述汇聚节点上设有加密模块和通信模 块， 所述通信模块用于接 收所述压板状态数据报文， 所述加密模块用于对所述压板状态数 据报文进行解密， 获取 所述位置状态， 并将所述 位置状态发送至所述站控层设备； 所述站控层 设备设置有管理单元， 通过所述管理单元接收所述汇聚节点发送的所述位 置状态； 所述管理单元将所述位置状态与预设标准位置状态进行对比， 基于对比结果进行 预警。 2.根据权利要求1所述的系统， 包括： 所述管理单元与 所述汇聚节点通过总 线通信方式 或以太网通信方式进行 数据传输 。 3.根据权利要求2所述的系统， 包括： 当所述管理单元与 所述汇聚节点通过以太网通信 方式进行数据传输时， 所述汇聚节点设置安全接入网关和正/反向隔离装置， 所述汇聚节 点 通过加密模块将获取的所述位置状态转换为E文件， 并将所述E文件经由安全接入网关和 正/反向隔离装置通过以太网上报至所述管理单 元。 4.根据权利要求2所述的系统， 包括： 当所述管理单元与 所述汇聚节点通过总 线通信方 式进行数据传输时， 所述汇聚节点通过加密模块将获取的所述位置状态通过RS485通信方 式上报至所述管理单 元。 5.根据权利要求1所述的系统， 包括： 所述压板状态监测装置包括： 状态采集传感模块， 以及设置 于所述状态采集传感模块上的第一加密模块和第一 通信模块； 所述状态采集传感模块用于实时采集压板的位置状态， 将所述位置状态发送至所述第 一加密模块； 所述第一加密模块用于在获取位置状态后， 生成随机数， 并基于所述随机数和所述第 一加密模块的标识生成数据加密密钥， 基于所述数据加密密钥对位置状态进行加密， 生成 压板状态数据报文， 将所述压 板状态数据报文发送至所述第一 通信模块； 所述第一 通信模块用于通过 无线通信方式上报压 板状态数据报文。 6.根据权利要求5所述的系统， 所述第一 通信模块的通信方式为 微功率无线通信。 7.根据权利要求5所述的系统， 所述第一加密模块为设置在所述状态采集传感模块上 的安全芯片。 8.根据权利要求7所述的系统， 所述状态采集传感模块包括至少一个采集器和与所述 采集器进行通信连接的至少一个 状态传感器； 其中， 所述状态传感器设置 于所述压 板上。 9.根据权利要求8所述的系统， 所述安全芯片设置于所述采集器上， 所述采集器获取至 少一个状态传感器发送的位置状态， 并将所述位置状态汇聚后利用所述安全芯片进行加 密， 生成压 板状态数据报文。 10.根据权利要求8所述的系统， 所述安全芯片设置于所述传感器上， 各压板上的所述 传感器采集到位置状态后， 利用所述安全芯片进 行加密， 生成压板状态密 文， 并将所述压板 状态密文发送至所述采集器上生成压 板状态数据报文。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115549027 A 211.根据权利要求5所述的系统， 所述智能压 板包括至少一个压 板； 所述状态采集传感模块设置于压板上， 用于实时采集压板在投/退时的位置状态并利 用第一加密模块对所述 位置状态进行加密， 生成压 板状态数据报文。 12.根据权利要求5所述的系统， 所述压板状态监测装置用于将所述位置状态进行加密 处理， 生成压 板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备， 还用于： 判断所述压板状态监测装置与所述汇聚层设备之间是否满足预设的传输条件， 当所述 压板状态监测装置与所述汇聚层设备之 间满足预设的传输条件时， 通过所述第一加密 模块 的数据加密 密钥向所述汇聚层请求双向身份认证； 当所述双向身份认证通过后， 将所述压 板状态数据报文发送至所述汇聚层设备。 13.根据权利要求12所述的系统， 所述压板状态监测装置与所述汇聚节点通过握手通 信， 获取数据加密 密钥； 或者 所述压板状态监测装置获取到各压板的位置状态后， 基于所述第 一加密模块的标识和 随机数生成密钥请求指令， 将所述密钥请求指令发送至所述汇聚节点请求数据加密密钥； 所述汇聚节点在获取 所述密钥请求指令后基于密钥生成算法计算数据加密 密钥。 14.根据权利要求5所述的系统， 所述压板状态监测装置用于将所述位置状态进行加密 处理， 生成压 板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备， 还用于： 所述压板状态监测装置基于预设的物理帧结构中的上行和下行帧结构， 分别提取压板 状态数据报文中属于位置状态的密文字段， 基于密文字段和压板的信息构建包头和包头对 应的值， 将包头、 包头对应的值和密文字段依 次串接， 获取上行数据帧， 将所述上行数据帧 广播发送至汇聚层。 15.根据权利要求5所述的系统， 所述管理单 元还用于： 实时获取 所述压板状态监测装置的当前工作电压和通信状态； 分别将所述当前工作电压和所述通信状态与对应的标准参数进行对比， 获取对比结 果； 基于所述对比结果判断是否对所述压 板状态监测装置进行 预警。 16.一种压板状态监测装置， 所述装置包括： 状态采集传感模块， 以及设置于所述状态 采集传感模块上的第一加密模块和第一 通信模块； 所述状态采集传感模块用于实时采集压板的位置状态， 将所述位置状态发送至所述第 一加密模块； 所述状态采集传感模块包括至少一个采集器， 以及与所述采集器相连接的至 少一个状态传感器； 其中， 状态传感器设置 于压板上； 所述第一加密模块用于在获取位置状态后， 生成随机数， 并基于所述随机数和所述第 一加密模块的标识生成数据加密密钥， 基于所述数据加密密钥对位置状态进行加密， 生成 压板状态数据报文， 将所述压 板状态数据报文发送至所述第一 通信模块； 所述第一 通信模块用于通过 无线通信方式上报压 板状态数据报文。 17.根据权利要求16所述的装置， 所述装置还包括智能压板， 所述智能压板包括至少一 个压板； 所述状态采集传感模块设置 于压板上， 用于实时采集压 板的位置状态。 18.一种压板状态在线监测方法， 所述方法基于压板状态在线监测系统进行在线监测， 所述压板状态在线监测系统包括： 传感层设备、 汇聚层设备以及站控层设备； 所述方法包权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115549027 A 3