一、课题来源与背景：
(1)课题来源：企业自选课题。
(2)立项背景：自20世纪90年代智能电表概念提出，其应用推动了电力行业数字化转型，实现电能数据自动化采集，助力电网监控、需求响应与服务优化。如今，全球能源加速转型，智能电网进入“双高”3.0阶段。2024年，中国智能电网市场规模超2.3万亿元，年均复合增长率15.6%，用户侧实时交互、动态电价响应、多模态通信融合成核心方向。但现有技术在多通道通信协同、固件升级效率、安全传输效能等方面不足，难以满足实时电价更新全场景需求。

二、技术原理及性能指标：
(1)技术原理：本研究攻克了智能电表实时电价更新的三大核心难题，形成“通信协同 - 固件升级 - 安全传输”全栈技术体系，助力新型电力系统实现“源 - 网 - 荷 - 储”协同调控，推动电表从单向计量设备向能源互联网交互节点转型。
(2)主要技术性能指标：
a) 多通道混合通信协同。实现“毫毛级信道切换（3-10ms）”和多通道协同（HRF支持10个设备并行通信），显著提升实时响应能力。国内采用NB-IoT和LPWAN技术，支持无线/有线混合通信，满足远程抄表和本地操作需求。相比之下，欧美技术切换速度为20-50ms，抗干扰能力强，但并行设备支持数量较低（5-8个）。
b) 高可靠固件升级技术。将固件升级时间从360分钟缩短至30分钟（网络规模500），成功率提升至100%。基于“HPLC+HRF双模网络”的智能升级算法，支持断点续传和轻量化差分算法，降低信道占用率。国外技术升级时间较长（600-900分钟），但在固件回滚机制和版本管理上更为成熟。
c) 高效安全传输协议。通过“STS算法优化”，有效载荷提升60%，传输效率提升12倍，结合双向认证密钥机制，有效防御中间人攻击。国内智能电表普遍采用国密算法（SM2/SM4）和量子密钥分发技术，安全性领先。国际标准（如DLMS/COSEM）注重通用性和跨平台兼容性，加密算法（AES-256）密钥生成效率较低。

三、技术的创造性与先进性：
(1)创新性的提出了多通道多场景下协同机制。这一设计实现了电表作为服务端可以支撑多个设备，不同硬件接口下的同时访问，并且解决了HPLC+HRF网络下的主从切换通信难点，增加了通信场景的支持，便于产品推广和场景的适配性。
(2)提出了基于MESH网络的高速高可靠固件升级技术创新。他通过简单的配置文件激活DCU广播升级，广播升级过程中采用高效并发模式，中继节点通过bitmap记录自己接收的包，子节点申请中继节点的缺包，充分发挥了mesh网络的特点，实现了广播升级过程的高效性和可靠性，满足现场客户对设备升级的需求，在实施过程中得到客户的高度评价。
(3)研究了设备内的数据安全技术，完善了STS协议和引入DLMS安全功能，实现高效安全传输。增强型STS协议兼容协会的标准协议，并以此为基础进行优化提升token数据承载量，通过DLMS HLS-5方法实现了密钥动态管理和防止中间人攻击，另外利用压缩协议和多token下发进一步提升了token下发效率。

四、技术的成熟程度，适用范围和安全性：本研究通过三大技术维度的协同创新，构建了智能电表实时电价更新的全栈解决方案，形成了覆盖通信、升级、安全的专利矩阵，技术较为成熟，已实现批量应用。应用本项目成果制造的智能电表产品已经应用到中国国家电网，科特迪瓦电力公司CIE，孟加拉BPDB（能源发展委），坦桑尼亚国家电力公司 TANESCO，阿根廷DESA等国家和地区，均得到客户的认可。

五、应用情况及存在的问题：
应用情况：本项目的成果在无论在技术的先进性方面，还是产品质量上都得到了客户的广泛认可，产品已经实现了批量生产，交付、应用。2022年-2024年间，累计产生超过5亿人民币订单，项目利润总额超过1亿人民币，未来三到五年还会产生约 10亿人民币的工业产值。
存在的问题：智能电表在多系统集成中面临技术标准不统一、兼容性差的问题，限制了其作为服务平台的功能拓展。例如，不同地区和行业的通信协议、数据格式存在差异，导致系统集成复杂，难以实现无缝对接。

六、历年获奖情况：暂无。