用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)及認(rèn)證方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于光伏組件監(jiān)測的直流載波認(rèn)證系統(tǒng)及認(rèn)證方法。所述的認(rèn)證系統(tǒng)包括電壓采集電路、電流采集電路、環(huán)境監(jiān)測儀、MCU微處理器、載波通信模塊和電源管理模塊。所述的認(rèn)證方法用于匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)和光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)之間的交互控制和鑒別認(rèn)證。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有太陽能發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件故障監(jiān)測與通訊保障中的難題。既可實(shí)現(xiàn)對光伏組件電壓、電流、溫度等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測，又可利用直流載波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳或指令下發(fā)，從而迅速發(fā)現(xiàn)光伏組件故障、提高系統(tǒng)工作效率，并保障監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。
【專利說明】用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)及認(rèn)證方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及新能源光伏組件監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于光伏組件監(jiān)測的直 流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)及認(rèn)證方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 目前，主要通過對太陽能發(fā)電系統(tǒng)中逆變器電流電壓的監(jiān)測來檢查光伏組件是否 正常工作。這種方式只能監(jiān)測到某一串光伏組件是否正常工作，無法第一時(shí)間準(zhǔn)確定位故 障的太陽能電池板。在大型光伏電站的組件陣列中如有太陽能電池板損壞，會(huì)給發(fā)電系統(tǒng) 帶來損失，而且依靠人工檢查費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能滿足系統(tǒng)搶修的要求。另外，現(xiàn)有的太陽能發(fā) 電系統(tǒng)中的通信方式大多采用485串口通訊或者Zigbee無線射頻通信。這些通信方式在 光伏電站那種惡劣環(huán)境下，通信的有效性、安全性、抗干擾性和易擴(kuò)展性等都無法保證。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)及認(rèn)證 方法，該認(rèn)證系統(tǒng)及認(rèn)證方法能夠解決現(xiàn)有太陽能發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件故障監(jiān)測與通訊保 障中的難題。這既可以實(shí)現(xiàn)對光伏組件電壓、電流、溫度等信息的實(shí)時(shí)檢測，又可利用直流 載波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳或指令下發(fā)，從而迅速發(fā)現(xiàn)光伏組件故障、提高系統(tǒng)工作效率，并保 障監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案： 一種用于光伏組件監(jiān)測的直流載波認(rèn)證系統(tǒng)，包括電壓采集電路、電流采集電路、環(huán)境 監(jiān)測儀、MCU微處理器、載波通信模塊和電源管理模塊。
[0007] 所述的電壓采集電路的輸入端和電流采集電路的輸入端分別與太陽能電池盒的 輸出端相連。所述的MCU微處理器的輸入端分別與環(huán)境監(jiān)測儀的輸出端、電壓采集電路的 輸出端以及電流采集電路的輸出端相連。所述的MCU微處理器與載波通信模塊交互連接。 所述的載波通信模塊通過直流電源線與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)交互連接。所述的電源管理模塊 的輸入端與太陽能電池盒的輸出端相連，電源管理模塊的輸出端分別與MCU微處理器的輸 入端、載波通信模塊的輸入端相連。
[0008] 進(jìn)一步的，所述的載波通信模塊包括載波發(fā)送單元和載波接收單元。所述的載波 發(fā)送單元包括載波調(diào)制電路、第一模擬前端電路、功率放大電路和第一耦合電路。所述的載 波接收單元包括第二耦合電路、第二模擬前端電路和載波解調(diào)電路。
[0009] 更進(jìn)一步的，所述的載波調(diào)制電路的輸入端與UART接口的輸出端相連，載波調(diào)制 電路的輸出端與第一模擬前端電路的輸入端相連。所述的第一模擬前端電路的輸出端與功 率放大電路的輸入端相連。所述的功率放大電路的輸出端與第一稱合電路的輸入端相連。 所述的第一耦合電路的輸出端通過直流電源線與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的輸入端相連。
[0010] 所述的匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的輸出端與第二耦合電路的輸入端相連。所述的第二耦 合電路的輸出端與第二模擬前端電路的輸入端相連。所述的第二模擬前端電路的輸出端與 載波解調(diào)電路的輸入端相連。所述的載波解調(diào)電路的輸出端與UART接口的輸入端相連。 [0011] 從本質(zhì)上講，載波通信模塊用于完成UART串口與電力線通信數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。具 體地說，載波發(fā)送單元的工作過程是：（1)從UART接口接收數(shù)據(jù)，由載波調(diào)制電路進(jìn)行載波 調(diào)制；（2)由第一模擬前端電路對信號進(jìn)行濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換、前置線路驅(qū)動(dòng)等處理；（3)由功 率放大電路對信號進(jìn)行放大；（4)由第一耦合電路將信號耦合到直流電源線上；（5)由直流 電源線將耦合信號發(fā)送至匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)。
[0012] 載波接收單元的工作過程是：（1)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號經(jīng)直流電源線傳 輸至第二耦合電路；（2)由第二耦合電路對直流電源線上的信號進(jìn)行耦合；（3)由第二模擬 前端電路對信號進(jìn)行濾波、增益控制以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理；（4)由載波解調(diào)電路對信號進(jìn) 行解調(diào)，得到載波數(shù)據(jù)從UART接口輸出。
[0013] 本發(fā)明還涉及一種上述用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證方法， 該認(rèn)證方法用于匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)和光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)之間的交互控制和鑒別認(rèn)證。該 安全認(rèn)證是在光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)重啟，或者需要依據(jù)安全策略初始化時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)。所述 的安全認(rèn)證基于子節(jié)點(diǎn)的64位MAC地址和私鑰兩個(gè)參數(shù)；64位MAC地址是公開的；私鑰 即認(rèn)證密鑰，僅在主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)中是共享的，集成在主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)模塊中，相互的身份 驗(yàn)證要基于雙方公知的PSK秘鑰。所述的子節(jié)點(diǎn)MAC地址和私鑰PSK均配置和存儲(chǔ)在子節(jié) 點(diǎn)FLASH上。匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)來的加入網(wǎng)絡(luò)的請求，并驗(yàn)證 私鑰。匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送安全信息，由子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)答，以此進(jìn) 行安全認(rèn)證交互。所述的安全信息是通過封裝的安全協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)摹?br> [0014] 具體地說，該認(rèn)證方法包括以下步驟： (1)光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送入網(wǎng)請求。若所述的光伏組件監(jiān)控 子節(jié)點(diǎn)試圖加入網(wǎng)絡(luò)，但尚未獲得一個(gè)可路由的16位短地址時(shí)，將在啟動(dòng)引導(dǎo)階段進(jìn)行初 始化。
[0015] (2)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到入網(wǎng)請求后，向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送響應(yīng)消息 A。所述的響應(yīng)消息A包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)和匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的ID。
[0016] (3)光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)接收到響應(yīng)消息A后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求消 息B。所述的請求消息B包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)隨機(jī) 數(shù)、光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)的MAC地址和光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)的ID。
[0017] (4)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到請求消息B后，向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送響應(yīng)消 息C。所述的響應(yīng)消息C包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的MAC地 址和當(dāng)前秘鑰。
[0018] (5)光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)接收到響應(yīng)消息C后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求消 息D。所述的請求消息D包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、短隨機(jī)數(shù)以及Tag標(biāo)志位。
[0019] (6)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到請求消息D后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送接受確認(rèn) 消息。所述的接受確認(rèn)消息包括ΕΑΡ成功報(bào)文、子節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地址標(biāo)示。
[0020] 進(jìn)一步的，若光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)是相鄰的，則光伏組件監(jiān) 控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信； 若光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)不是相鄰的，則通過已經(jīng)連接到主節(jié)點(diǎn)的 一個(gè)中間子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信消息。
[0021] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有太陽能發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件故障監(jiān)測 與通訊保障中的難題。本發(fā)明不僅可以對光伏組件電壓、電流、溫度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測， 還可利用直流載波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳或指令下發(fā)，從而迅速發(fā)現(xiàn)光伏組件故障、提高系統(tǒng) 工作效率，并保障監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中提出的用于光伏組件監(jiān)控 的載波安全認(rèn)證方法具有簡易性，即僅需要一個(gè)128位的秘鑰作為身份證明，以及一個(gè)單 獨(dú)的AES-128加密算法。本發(fā)明所述的認(rèn)證方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，具有安全性，該認(rèn)證 方法是一種保守且嚴(yán)密的加密過程。第二，具有可擴(kuò)展性，應(yīng)用在光伏組件監(jiān)控的方案中， 認(rèn)證過程很容易來擴(kuò)展，以支持群組秘鑰的分配。第三，采用安全認(rèn)證機(jī)制可以杜絕非法節(jié) 點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)合法節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通訊安全；還可以大量減少無效報(bào)文的上送，提高后臺主 站處理報(bào)文的速度。
[0022]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)的示意圖； 圖2是本發(fā)明載波通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證方法的流程示意圖； 圖4是本發(fā)明用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證方法的工作示意圖。
[0024] 其中： 1、太陽能電池盒，2、環(huán)境監(jiān)測儀，3、電壓采集電路，4、電流采集電路，5、電源管理模塊， 6、MCU微控制器，7、載波通信模塊，8、匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)，9、UART接口，10、第一模擬前端電 路，11、功率放大電路，12、第一耦合電路，13、直流電源線，14、第二耦合電路，15、第二模擬 前端電路，16、載波解調(diào)電路，17、載波調(diào)制電路。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明： 如圖1-圖2所示的一種用于光伏組件監(jiān)測的直流載波認(rèn)證系統(tǒng)，包括電壓采集電路3、 電流采集電路4、環(huán)境監(jiān)測儀2、MCU微處理器6、載波通信模塊7和電源管理模塊5。
[0026] 所述的電壓采集電路3的輸入端和電流采集電路4的輸入端分別與太陽能電池盒 1的輸出端相連。所述的MCU微處理器6的輸入端分別與環(huán)境監(jiān)測儀2的輸出端、電壓采集 電路3的輸出端以及電流采集電路4的輸出端相連。所述的MCU微處理器6與載波通信模 塊7交互連接。所述的載波通信模塊7通過直流電源線13與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)8交互連 接。所述的電源管理模塊5的輸入端與太陽能電池盒1的輸出端相連，電源管理模塊5的 輸出端分別與MCU微處理器6的輸入端、載波通信模塊7的輸入端相連。
[0027] 進(jìn)一步的，所述的載波通信模塊包括載波發(fā)送單元和載波接收單元。所述的載波 發(fā)送單元包括載波調(diào)制電路17、第一模擬前端電路10、功率放大電路11和第一耦合電路 12。所述的載波接收單元包括第二耦合電路14、第二模擬前端電路15和載波解調(diào)電路16。
[0028] 更進(jìn)一步的，所述的載波調(diào)制電路17的輸入端與UART接口 9的輸出端相連，載波 調(diào)制電路17的輸出端與第一模擬前端電路10的輸入端相連。所述的第一模擬前端電路10 的輸出端與功率放大電路11的輸入端相連。所述的功率放大電路11的輸出端與第一 f禹合 電路12的輸入端相連。所述的第一耦合電路12的輸出端通過直流電源線13與匯流箱監(jiān) 控主節(jié)點(diǎn)8的輸入端相連。
[0029] 所述的匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)8的輸出端與第二耦合電路14的輸入端相連。所述的第 二耦合電路14的輸出端與第二模擬前端電路15的輸入端相連。所述的第二模擬前端電路 15的輸出端與載波解調(diào)電路16的輸入端相連。所述的載波解調(diào)電路16的輸出端與UART 接口 9的輸入端相連。
[0030] 從本質(zhì)上講，載波通信模塊7用于完成UART串口 9與電力線13通信數(shù)據(jù)的相互 轉(zhuǎn)換。具體地說，載波發(fā)送單元的工作過程是：（1)從UART接口 9接收數(shù)據(jù)，由載波調(diào)制電 路17進(jìn)行載波調(diào)制；（2)由第一模擬前端電路10對信號進(jìn)行濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換、前置線路驅(qū) 動(dòng)等處理；（3)由功率放大電路11對信號進(jìn)行放大；（4)由第一耦合電路12將信號耦合到 直流電源線13上；（5)由直流電源線13將耦合信號發(fā)送至匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)8。
[0031] 載波接收單元的工作過程是：（1)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)8發(fā)出的信號經(jīng)直流電源線 13傳輸至第二耦合電路14 ; (2)由第二耦合電路14對直流電源線13上的信號進(jìn)行耦合； (3)由第二模擬前端電路15對信號進(jìn)行濾波、增益控制以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理；（4)由載波解 調(diào)電路16對信號進(jìn)行解調(diào)，得到載波數(shù)據(jù)從UART接口 9輸出。
[0032] 如圖3所示，本發(fā)明還涉及一種上述用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng) 的認(rèn)證方法，該認(rèn)證方法用于匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)和光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)之間的交互控制和 鑒別認(rèn)證。當(dāng)光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)重啟，或者需要依據(jù)安全策略初始化時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)安全認(rèn) 證流程。如果光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)沒有進(jìn)行提前認(rèn)證，就會(huì)被拒絕加入到網(wǎng)絡(luò)中。這種認(rèn) 證包括與黑名單和白名單進(jìn)行比照，以及一個(gè)強(qiáng)有效的認(rèn)證過程。
[0033] 所述的安全認(rèn)證基于子節(jié)點(diǎn)的64位MAC地址和私鑰兩個(gè)參數(shù)；64位MAC地址 是公開的；私鑰即認(rèn)證密鑰，僅在主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)中是共享的，集成在主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)模塊 中，相互的身份驗(yàn)證要基于雙方公知的PSK秘鑰。所述的子節(jié)點(diǎn)MAC地址和私鑰PSK均配 置和存儲(chǔ)在子節(jié)點(diǎn)FLASH上。匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)來的加入網(wǎng)絡(luò) 的請求，并驗(yàn)證私鑰。匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送安全信息，由子節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行應(yīng)答，以此進(jìn)行安全認(rèn)證交互。所述的安全信息是通過封裝的安全協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)摹?br> [0034] 具體地說，該認(rèn)證方法包括以下步驟： (1)光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送入網(wǎng)請求。若所述的光伏組件監(jiān)控 子節(jié)點(diǎn)試圖加入網(wǎng)絡(luò)，但尚未獲得一個(gè)可路由的16位短地址時(shí)，將在啟動(dòng)引導(dǎo)階段進(jìn)行初 始化。
[0035] (2)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到入網(wǎng)請求后，向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送響應(yīng)消息 A。所述的響應(yīng)消息A包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)和匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的ID。
[0036] (3)光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)接收到響應(yīng)消息A后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求消 息B。所述的請求消息B包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)隨機(jī) 數(shù)、光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)的MAC地址和光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)的ID。
[0037] (4)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到請求消息B后，向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送響應(yīng)消 息C。所述的響應(yīng)消息C包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的MAC地 址和當(dāng)前秘鑰。
[0038] (5)光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)接收到響應(yīng)消息C后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求消 息D。所述的請求消息D包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、短隨機(jī)數(shù)以及Tag標(biāo)志位。
[0039] (6)匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到請求消息D后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送接受確認(rèn) 消息。所述的接受確認(rèn)消息包括ΕΑΡ成功報(bào)文、子節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地址標(biāo)示。
[0040] 進(jìn)一步的，若光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)是相鄰的，則光伏組件監(jiān) 控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信； 若光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)不是相鄰的，則通過已經(jīng)連接到主節(jié)點(diǎn)的 一個(gè)中間子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信消息。
[0041] 更進(jìn)一步的，上述安全認(rèn)證過程可以由匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)支持，也可以由后臺的 認(rèn)證服務(wù)器支持。當(dāng)由匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)支持時(shí)，安全認(rèn)證所需的訪問列表、認(rèn)證秘鑰等材 料都要載入主節(jié)點(diǎn)。如圖4所示，當(dāng)由后臺的認(rèn)證服務(wù)器支持時(shí)，主節(jié)點(diǎn)僅處理與子節(jié)點(diǎn)之 間的數(shù)據(jù)交互，安全認(rèn)證功能由后臺的認(rèn)證服務(wù)器處理。所述的認(rèn)證服務(wù)器主要包括TLS 協(xié)議和EAP-PSK服務(wù)，認(rèn)證服務(wù)器基于TLS協(xié)議通過以太網(wǎng)通道發(fā)送ΕΑΡ消息，由主節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行響應(yīng)，然后匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)給光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)分配短地址和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示符，完成安 全認(rèn)證過程。
[〇〇42] 以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于光伏組件監(jiān)測的直流載波認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于：包括電壓采集電路（3)、 電流采集電路（4)、環(huán)境監(jiān)測儀（2)、MCU微處理器（6)、載波通信模塊（7)和電源管理模塊 (5)； 所述的電壓采集電路（3)的輸入端和電流采集電路（4)的輸入端分別與太陽能電池盒 (1)的輸出端相連； 所述的MCU微處理器（6)的輸入端分別與環(huán)境監(jiān)測儀（2)的輸出端、電壓采集電路（3) 的輸出端以及電流采集電路（4)的輸出端相連； 所述的MCU微處理器（6)與載波通信模塊（7)交互連接； 所述的載波通信模塊（7)通過直流電源線（13)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)（8)交互連接； 所述的電源管理模塊（5)的輸入端與太陽能電池盒（1)的輸出端相連，電源管理模塊 (5)的輸出端分別與MCU微處理器（6)的輸入端、載波通信模塊（7)的輸入端相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏組件監(jiān)測的直流載波認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于： 所述的載波通信模塊包括載波發(fā)送單元和載波接收單元；所述的載波發(fā)送單元包括載波調(diào) 制電路（17)、第一模擬前端電路（10)、功率放大電路（11)和第一耦合電路（12);所述的載 波接收單元包括第二耦合電路（14)、第二模擬前端電路（15)和載波解調(diào)電路（16); 所述的載波調(diào)制電路（17 )的輸入端與UART接口（ 9 )的輸出端相連，載波調(diào)制電路（17 ) 的輸出端與第一模擬前端電路（10)的輸入端相連；所述的第一模擬前端電路（10)的輸出 端與功率放大電路（11)的輸入端相連；所述的功率放大電路（11)的輸出端與第一稱合電 路（12)的輸入端相連；所述的第一耦合電路（12)的輸出端通過直流電源線（13)與匯流箱 監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)（8)的輸入端相連； 所述的匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)（8)的輸出端與第二耦合電路（14)的輸入端相連；所述的第 二耦合電路（14)的輸出端與第二模擬前端電路（15)的輸入端相連；所述的第二模擬前端 電路（15)的輸出端與載波解調(diào)電路（16)的輸入端相連；所述的載波解調(diào)電路（16)的輸出 端與UART接口（9)的輸入端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于光伏組件監(jiān)測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證方 法，其特征在于：該認(rèn)證方法包括以下步驟： (1) 光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送入網(wǎng)請求； (2) 匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到入網(wǎng)請求后，向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送響應(yīng)消息A ;所 述的響應(yīng)消息A包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)和匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的ID ; (3) 光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)接收到響應(yīng)消息A后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求消息B ; 所述的請求消息B包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)隨機(jī)數(shù)、光 伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)的MAC地址和光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)的ID ; (4) 匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到請求消息B后，向光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)發(fā)送響應(yīng)消息C ; 所述的響應(yīng)消息C包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)的MAC地址和 當(dāng)前秘鑰； (5) 光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)接收到響應(yīng)消息C后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送請求消息D ; 所述的請求消息D包括匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)、短隨機(jī)數(shù)以及Tag標(biāo)志位； (6) 匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)接收到請求消息D后，向匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)發(fā)送接受確認(rèn)消息； 所述的接受確認(rèn)消息包括ΕΑΡ成功報(bào)文、子節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地址標(biāo)示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光伏組件檢測的直流載波安全認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證方法，其 特征在于：若光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)是相鄰的，則光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn) 與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信； 若光伏組件監(jiān)控子節(jié)點(diǎn)與匯流箱監(jiān)控主節(jié)點(diǎn)不是相鄰的，則通過已經(jīng)連接到主節(jié)點(diǎn)的 一個(gè)中間子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信消息。
【文檔編號】H02S50/00GK104104515SQ201410362023
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】郭晉楠, 李林, 曹軍, 汪麗麗, 沈艷, 陶維青 申請人:安徽科大智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司