摘要：近年来，电力物联网技术发展越来越快，利用便捷的地面移动通信，实现了大部分地区的信息自动采集上传功能，然而，无手机信号地区配电自动化终端信息上传始终是个难题，在这些无手机信号的偏远地区，只能通过人工操作上传数据，这给电力物联网技术的进一步发展带来了极大的阻碍。而近年来，中国通信卫星发展布局呈现快速发展态势。2016年8月，国内首颗移动通信卫星天通一号卫星发射升空，填补了中国在沙漠里、深山里、大海上等这些没有手机信号区域通信的空白，可以进一步实现电力物联网对偏远无人地区的电力设施及线路的实时布控。
关键词：卫星数据；加密传输；系统方法；电力物联
1、电力物联网概况
自上世纪九十年代以来，物联网的概念引起了越来越多人的关注。物联网以计算机为基础，利用射频识别、无线数据通信等技术，建立一个涵盖各种事物互联网物理世界。在“物联网”时代，电缆与芯片的集成，统一宽带的基础设施，如一个新的工地将各种基础设施统一起来，物联网可完全应用于电力行业的各个系统，如变电站、水电站、输电线路等的整个系统直到用户终端。
据可靠消息，南方电网已与中国移动签署战略合作协议，利用机器到机器通信技术来建设智能电网，其中电能计量自动化系统已经在配变的监测、大客户负荷管理及其他领域中得到应用。电力行业通信终端平台的推广应用，将使南网设备故障处理时间至少缩短一倍。
中国智能电网的总体目标：“建设以特高压电网为骨干，各级电网协调发展的坚强电网为基础，以自动化、信息化为目标的国内领先、国际先进的智能电网。”
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电力行业对“物联网”的理解应该是：物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。
电力物联网的三大要素：电力信息的采集、电力信息的传递和电力信息的处理。
电力物联网的特点：电力物联网实际上是专用网、电力物联网往往是受限网络、电力物联网具有高度的安全性和可靠性。
目前，在手机信号覆盖区域，电力物联网已经得到了极大的普及，而无手机信号区域，还是得依靠人工上传数据进行处理。在这些区域，可以通过接入卫星互联网的终端完成信息上传功能，以解决人工上传的难题。在这里提出一种实现卫星数据加密传输的系统及方法。
2、卫星互联网发展概况
汶川地震，让国人见证了卫星移动通信的重要性，也感到了没有自主卫星通信系统的“痛”。在地震发生的那一刹那，几乎全部的通信网络和大规模通信设施都遭到了损坏，一度陷入了瘫痪的境地。而且在抢险救灾的紧要关头，我国租用的国外卫星移动通信系统还曾因其内部原因停止服务长达10多个小时，给救援现场带来了不可估量的损失。正是这次惨痛教训，被称为中国版海事卫星的“天通一号”卫星项目应运而生。
2016年8月，国内首颗天通一号卫星发射升空，填补了中国在沙漠里、深山里、大海上等这些没有手机信号区域通信的空白，2020年下半年，天通二号卫星也将发射升空，届时，卫星通信业务将得到进一步的提升。卫星通讯已经是物联网(IoT ,Internet of Thing)和因特网基础架构的重要一环，是应急通信、抢险救灾、野外勘探、远海航行、边防巡检、电力巡查、野外数据采集等应用场景下必不可少的通信保障手段，可在沙漠、高原、戈壁、极地、海洋等地面移动通信网络不能覆盖的区域和极端环境下，为用户提供全方位、全天候的话音、数据等卫星移动通信服务，实现通信信号永不掉线的目标，从而保持与外界的稳定联系。未来，随着5G移动通讯时代来临以及物联网不断扩张，卫星必将扮演更重要的角色。
卫星互联网是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络，具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。全球卫星互联网发展主要经历了三个阶段，目前卫星互联网与地面通信系统互补合作、融合发展，开始步入宽带互联网时期。随着太空空间探索的逐步深入，国内外就卫星互联网纷纷展开部署，2019年全球卫星产业总收入为2860亿美元，同比增长3.20%。国外低轨卫星星座计划主要包括OneWeb、O3b、Starlink等，国内低轨卫星星座计划主要包括鸿雁星座、行云工程、虹云工程、天象星座等。其中，卫星互联网产业链主要包含了卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四大环节。中国企业在卫星互联网全产业链重点环节已经形成有效布局。未来需要进一步夯实产业重点环节技术实力，推进低成本、高通量卫星快速发展，加快低轨卫星组网进程。目前，低轨道卫星空间轨位和频谱资源日益紧张。各国纷纷部署星座计划，一场围绕卫星发射“通行证”的太空资源争夺战正在悄然展开。首次纳入“新基建”范畴的卫星互联网建设已经上升为国家战略性工程。在全球高度关注卫星互联网布局的前提下，卫星互联网产业向高频段化、网络安全化、新型应用落地发展的趋势显著。同时，在卫星互联网产业发展过程中政府可以从顶层设计方面予以支持，企业可以从落实部署和技术转化方面加快脚步，投资机构可以重点关注全产业链核心环节。
传统地面通信骨干网在海洋、沙漠及山区偏远地区等苛刻环境下铺设难度大且运营成本高，通过部署传统通信骨干网络在互联网渗透率低的区域进行延伸普及存在现实障碍。目前，地球上超过70%的地理空间，涉及30亿人口未能实现互联网覆盖。建设卫星互联网是解决地球“无互联网”人口鸿沟问题的重要手段，是实现网络信息地域连续覆盖普惠共存的有效补充。其中，低柜卫星通信核心商业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通道等。
卫星互联网是对我国超过70%没有信息接入能力的联网必要补充。全区域覆盖将助力我国天空、水体、土壤等全生态环境保护；实现对河水水位流量、农业病虫害、森林火灾、地震数据等极端气象的灾害预警，实现电力物联网对偏远无人地区的电力设施及线路的实时布控。
3、方案工作原理图。
针对接入卫星互联网的需求，提出基于天通一号卫星通信的数据转发装置整体原理框图如下图所示：
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从上图可知，卫星互联网是作为电信公网的补充的，在无手机信号地区，可以通过接入卫星互联网来达到联网的目的，实现互联。
4、如何解决无手机信号地区的信息管控问题
在目前地面通信网络覆盖大部分地区的情况下，卫星互联网是对我国超过70%没有信息接入能力的联网必要补充。在无手机信号地区，配电自动化终端结合搭载了“天通一号”卫星模块的终端，将采集的数据通过卫星模块发送给“天通一号”卫星，再由它转发给主站控制器，实现对配电自动化终端的实时监控和管理，极大的减少了由于监控不及时而导致的线路损坏排查等难题。
5、结论与展望
本文以电力物联网在无手机信号地区发展受限为例，结合当前卫星互联网的发展情况，提出通过接入卫星互联网的终端，提出一种实现卫星数据加密传输的系统及方法的方案，将配电自动化终端信息上传给主站，以解决在无手机信号地区采集数据的难题，进而实现电力物联网在各个角落都能实现联网，实现电力设施及线路的实时布控，降低故障导致的影响，提高工作效率，真正实现“电力互联”。
参考文献：
【1】“新基建”下中国卫星互联网产业发展白皮书
【2】电力物联网行业应用案例
【3】物联网在电力行业中的应用
基金项目：广西电网公司科技项目资助（合同号（0403002019030103SJ00078））