智能電表安全之通訊分析

時間：2022-05-10

平時研究二進制漏洞和內(nèi)核遇到的問題都在看雪得到了答案，也很感謝這些前輩將自己解決問題的思路共享出來，讓后人少踩坑。

設備信息和結(jié)構(gòu)組成

參數(shù)信息:

功能配置：

組成結(jié)構(gòu)：

實物圖：

通訊方式

從電表的詳細參數(shù)可以得知主要支持的通訊方式為脈沖通訊和載波通訊，該款電表支持使用載波RS485協(xié)議建立通訊連接，RS485是串口的一種，常見的還有RS232，RS422都屬于串口，485是半雙工通訊，傳輸速率在10Mbps左右，發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，控制CTRL為高電平，數(shù)據(jù)通過TXD發(fā)送出去(這個在電表圖中右下角的位置),要接收數(shù)據(jù)的時候，控制CTRL為低電平，數(shù)據(jù)通過RXD(這個在電表圖中右下角第二的位置)接收回來實現(xiàn)收發(fā)，簡單說就是把TTL的“0-3.3V/5V之間擺動”的信號，轉(zhuǎn)換為“5V壓差顛倒反轉(zhuǎn)的AB線信號”。

最左側(cè)的編號從5開始到12分別代表了對外的接口，每個接口都各自對應在PCB上。

我使用了RS485用子線接A/B后進行異步串行通信，如下圖所示。正對正負對負(data+ data-)。

如果出現(xiàn)部分通信不正常，可以確定問題是否出現(xiàn)在轉(zhuǎn)接器中(我在實際實驗過程中就出現(xiàn)了轉(zhuǎn)接器故障最后通過短接測試才發(fā)現(xiàn)問題出在哪，最后買了一個新的轉(zhuǎn)接器)轉(zhuǎn)換器子線正接正、負接負進行短接測試。

通過系統(tǒng)設備管理器查看是否有COM口已經(jīng)接入，如果有就可以串口通信了，一般波特率可以設置在2400或者9600其中一個，校驗位改成“偶校驗”。

波特率的字節(jié)格式每字節(jié)含8位二進制碼，傳輸時加上一個起始位（0）、一個偶校驗位和一個停止位(1)共11位。如下圖，D0是字節(jié)的最低有效位，D7是字節(jié)的最高有效位。先傳低位，后傳高位。

嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)看看是否能夠正常接收到數(shù)據(jù)，因為是短接測試所以發(fā)送什么數(shù)據(jù)就會收到什么數(shù)據(jù)。

如果收不到數(shù)據(jù)可能你的轉(zhuǎn)換接口或者子線接入是有問題的。以上測試完成后就可以給電表上電了，先將轉(zhuǎn)接器一頭接入電腦USB，然后將子線接入電表RS485 A/B口，記住:正對正負對負。

我這款就是單相電能表，單相電表從左到右有四個接線端依次為1、2、3、4，通過單相電表的剖析圖可以得知分火、零兩線(1、3為進，2、4為出，1火3零)。

這里我自己制作了簡單的一條電線，我使用了1和4口構(gòu)成電回路(1接3和4都行，別接2火線接火線會跳閘。)

插入插座上電后就可以通過USB打開串口和電表通訊了。

電表有專用的電力通訊標準，也是國家的一個標準統(tǒng)稱叫645《DL/T 645》最早在1997年發(fā)布一個《DL/T 645-1997》的通訊標準，而后在2007發(fā)布《DL/T 645-2007》，現(xiàn)在2007已經(jīng)替代了1997的標準了，從信息頭可以看到。