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Type: TCC
Title: Implementando um atualização de Firmware segura em medidores de energia por meio do padrão DLMS/COSEM
Authors: Monteiro, João Lucas Lima
Advisor: Silveira, Ricardo Jardel Nunes da
Co-advisor: Coutinho Filho, José Danilo da Silva
Keywords in Brazilian Portuguese : Medidores de energia;Atualização de imagem;Redes inteligentes
Keywords in English : Smart Meters;Firmware Update;Smart Grids
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Issue Date: 2024
Citation: MONTEIRO, João Lucas Lima. Implementando um atualização de Firmware segura em medidores de energia por meio do padrão DLMS/COSEM. 2024. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: A Advanced Metering Infrastructure (AMI) é parte das Redes Inteligentes (Smart Grids) e desempenha um papel crucial na comunicação entre concessionárias e consumidores. Um de seus componentes principais são os medidores inteligentes de energia, usados em residências e indústrias para coletar dados da rede elétrica. Com o aumento da popularidade desses dispositivos, tornou-se necessário desenvolver novos códigos de programação para adicionar serviços e corrigir falhas, garantindo alta confiabilidade e segurança nas medições. No entanto, os medidores podem apresentar problemas de conformidade regulatória e falhas de segurança se o firmware não for atualizado regularmente. Então, sendo a atualização da programação destes dispositivos uma solução eficaz para garantir esses requisitos, o objetivo deste trabalho é propor uma implementação da atualização da programação de medidores inteligentes de maneira segura, segundo o padrão DLMS/COSEM. Para isso, é utilizada assinatura no arquivo do código de programação do medidor além do uso da criptografia e autenticação do mecanismo de segurança de alto nível para assegurar a comunicação entre o medidor e o dispositivo cliente. Sendo assim, este trabalho inclui um passo a passo constituído de um estudo aprofundado, codificação de um algoritmo com máquina de estados bem definida e um sistema completo que permite a atualização do medidor inteligente via comunicação serial. Este trabalho também compara o processo manual realizado pelo software do fabricante que ocorre em 10 minutos, comparado aos 12 minutos do tempo de duração da implementação desenvolvida. Além disso, utilização do mecanismo de segurança de alto nível do DLMS/COSEM oferece proteção contra interceptações, enquanto a autenticação impede acessos não autorizados, garantindo um alto nível de segurança e confiabilidade para as atualizações de firmware dos medidores inteligentes. Por fim, a solução proposta mostrou-se competitiva em termos de desempenho, representa uma abordagem promissora para futuras otimizações e pode gerar impactos significativos no setor de energia elétrica.
Abstract: AMI is part of Smart Grids and plays a crucial role in communication between utilities and consumers. One of its main components are smart energy meters, used in homes and industries to collect data from the electricity grid. With the increasing popularity of these devices, it has become necessary to develop new programming codes to add services and correct faults, ensuring high reliability and security in measurements. However, meters can present regulatory compliance problems and security flaws if the firmware is not updated regularly. Therefore, since updating the programming of these devices is an effective solution for guaranteeing these requirements, the aim of this work is to propose an implementation for updating the programming of smart meters in a secure manner, according to the DLMS/COSEM standard. This is done by signing the meter’s programming code file and using the encryption and authentication of the high-level security mechanism to ensure communication between the meter and the client device. Therefore, this work includes a step-by-step process consisting of an in-depth study, coding of an algorithm with a well-defined state machine and a complete system that allows the smart meter to be updated via serial communication. This work also compares the manual process carried out by the manufacturer’s software, which takes 10 minutes, with the 12-minute duration of the implementation developed. In addition, the use of the DLMS/COSEM’s high-level security mechanism provides protection against interception, while authentication prevents unauthorized access, guaranteeing a high level of security and reliability for smart meter firmware updates. Finally, the proposed solution proved to be competitive in terms of performance, represents a promising approach for future optimizations and could generate significant impacts in the electricity sector.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78801
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4664100616809407
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO - Monografias

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