1、课题来源与背景：
（1）课题来源：企业自选课题。
（2）立项背景：智能电网是未来电力系统发展方向，智能电表作为核心终端设备，承担着电能数据采集、计量和传输任务，是实现信息集成与优化分析的基础。2024 年 7 月，国家发改委发文要求提升配电网智能化水平，广东省也提出储能、新能源与智能电网融合发展目标。智能电表正朝着智能化、多功能化发展，需依赖多模态通信、强大数据处理和高等级数据安全保障。在此背景下，研究智能电表多模态网络与内生安全关键技术，对构建高效、安全、智能电力系统意义重大。本项目旨在解决通信复杂性、数据安全性和功能智能化等问题，打造高效、安全的智能电表系统，为国家 “双碳” 目标和新型电力系统建设提供技术支撑。

2、技术原理及性能指标：
2.1、技术原理：
①RTOS 与模块化 APP 架构：基于 RTOS 架构，结合 MCU 处理器特性，提出 “操作系统 + APP 架构” 设计理念，形成完整软硬件架构。内核负责 APP 查找、监控和任务调度，支持故障 APP 自动重启。硬件采用高性能计量 SOC 和 MCU，驱动框架分层便于维护，软件以 APP 为核心，支持快速升级和扩展，提升系统可靠性和可维护性。
②多模态融合通信网络：整合微功率无线、电力线载波和 RS485 等通信方式，简化 OSI 模型为三层架构，引入复合通信地址方案，采用转发标记端口的多通道转发机制，提升通信效率、准确性和可靠性。采用 HDLC 和 DLMS/COSEM 等通信协议标准，增强系统兼容性和适应性。
③数据安全：结合 TPM 芯片与 TrustZone 技术，构建金融级数据保护机制。采用通信加密技术保护个人数据，引入 TPM 芯片进行加解密和密钥管理，采用 TrustZone 技术实现安全引导，确保数据和程序安全。

2.2、技术指标： 银河电力的单相智能电表和三相智能电表在技术指标上展现出显著优势。
①可靠性：年失效率 0.1%，低于国家电网要求和优秀同行 A 公司；产品使用寿命 15 年，超越国际及国家标准。
②稳定性：电压变化对误差影响 0.16%，短时过电流对误差影响 0.04%，均远低于国际及国家标准和优秀同行 A 公司；极限电流对误差影响指标为 17K，低于国际及国家标准的≤25K。
③安全性：在安全性上，银河电力采用 AES/MD5/SHA-1/GMAC/SHA-256/ECDSA 等多种信息加密算法，比国际标准的 DLMS 以及优秀同行 A 公司采用的 AES 更为丰富，也优于境内常采用的 3DES/AES。IP 防护等级达到 IP56，超越境内外标准。

3、技术的创造性与先进性：
（1）多模态通信融合创新：整合多种通信方式，能根据场景自动选择最优模式，确保在复杂电力环境下高效稳定传输数据，适应智能建筑、智慧城市等复杂通信环境。
（2）自主研发的 RTOS 优化：突破传统局限，支持动态任务管理、APP 模块化识别和高效增量升级，降低维护和升级成本，保障系统在高负载和多任务下的稳定与安全。
（3）高等级的数据安全防护能力：TPM 安全芯片与 TrustZone 架构结合，实现金融级数据加密和隐私保护，从硬件层面防止未经授权的访问和数据篡改。

4、技术的成熟程度适用范围和安全性： 本项目智能电表产品已在国内外多地大规模商业应用，在中国、非洲、南美洲和东南亚等多个国家和地区广泛部署。在非洲与当地电力公司合作，降低电力损耗，提高电网智能化水平；在拉美为多国定制产品，解决电力输送损耗问题，提升用电监控和窃电防范能力。

5、应用情况及存在的问题：
5.1、应用情况：在国家电网成功应用，并推广至亚洲、非洲和南美等地 80 多个国家电网。2021 - 2023 年累计订单 47342.18 万元，利润总额 6027.32 万元，纳税 508.44 万元，未来三年预计产值约 70000 万元。项目创造 78 个就业岗位，培养 28 名技术工程师。社会效益显著，推动全球电表行业智能化发展，促进能源消费结构调整，提升我国在智能电表技术领域的国际影响力。

5.2、存在的问题：

生态化建设需要进一步开放：智能电表需成为电力、能源和物联网系统中的服务平台。建议加速开发开放服务平台，实现高兼容性和模块化；通过开放接口和统一通信标准，输出品牌与技术标准。
技术提升与国产化率的增强：目前部分核心元件和先进技术依赖进口。应加大技术研发投入，提升产品精度和智能化水平；加大国产芯片和关键零部件研发使用力度，提高国产化率，构建更具韧性的供应链体系。

6、历年获奖情况：项目获“2024年度广东省电子信息行业科学技术奖-科技进步一等奖”。