一種無(wú)線測(cè)試及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉數(shù)據(jù)測(cè)試和采集監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種智能電網(wǎng)用戶端的無(wú)線測(cè)試及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]智能電網(wǎng)，又稱為知識(shí)型電網(wǎng)或者現(xiàn)代電網(wǎng)，是將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感與測(cè)量技術(shù)、信息通信技術(shù)、控制技術(shù)和原有的輸配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型電網(wǎng)。智能配電網(wǎng)的開放性使得大量智能采集終端和移動(dòng)終端廣泛應(yīng)用和接入，這就對(duì)智能配電網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾裕Ｃ苄?，抗攻擊性以及隱私保護(hù)等問題提出了新的挑戰(zhàn)。智能電能表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，智能電能表除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計(jì)量功能以外，為了適應(yīng)智能電網(wǎng)和新能源的使用它還具有雙向多種費(fèi)率計(jì)量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電能表代表著未來(lái)節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。
[0003]近年來(lái)，隨著傳感器、計(jì)算機(jī)、無(wú)線通信及微機(jī)電等技術(shù)的發(fā)展和相互融合，產(chǎn)生了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)控對(duì)象的信息，被廣泛用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事防御、反恐救災(zāi)等各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一，是當(dāng)今嵌入式領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，具有非常廣闊的市場(chǎng)空間和研究?jī)r(jià)值。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)也逐漸成為智能配電網(wǎng)中最主要的用戶端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，保密性，抗攻擊性等問題進(jìn)行了一定的研究，提出了各種不同的廣播認(rèn)證協(xié)議。一種是yTESLA廣播認(rèn)證協(xié)議，該協(xié)議在對(duì)廣播認(rèn)證的初始化參數(shù)進(jìn)行分配時(shí)，是利用基站與節(jié)點(diǎn)之間的共享密鑰，通過單播的方式來(lái)完成的。通過延遲發(fā)送認(rèn)證密鑰及判斷延時(shí)時(shí)長(zhǎng)來(lái)確定所發(fā)送的數(shù)據(jù)包的完整性。該方案安全性較好，但消息認(rèn)證有延時(shí)，這種延時(shí)會(huì)導(dǎo)致DOS攻擊的發(fā)生。后來(lái)研究者對(duì)yTESLA進(jìn)行了一系列改進(jìn)，提出了多級(jí)yTESLA方案、多基站的μ TESLA方案、針對(duì)認(rèn)證漂移的yTESLA優(yōu)化方案以及基于消息驅(qū)動(dòng)的yTESLA認(rèn)證方案等。這些優(yōu)化方案都是在基本的μ TESLA基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，其根本思想沒有改變，因此延時(shí)是一直存在的問題，它們?nèi)匀徊荒艿钟鵇OS攻擊。另一些研究者在智能電網(wǎng)中提出了一種一次簽名的認(rèn)證方案，但該方案要想達(dá)到很好的安全性就要消耗很大的簽名及認(rèn)證開銷。后來(lái)研究者又提出基于Merkle樹的廣播認(rèn)證協(xié)議，該協(xié)議采用直接認(rèn)證的方法，沒有延遲，有效地解決了 DOS攻擊的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)節(jié)點(diǎn)一起認(rèn)證，相互認(rèn)證的功能。但當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量過大時(shí)就會(huì)造成節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)開銷和通訊開銷都過大的問題。因此研究者又在基本Merkle樹的基礎(chǔ)上提出了一種分級(jí)Merkle樹的廣播策略，該方法針對(duì)大量節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，大大減小了節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)及通信開銷。近年來(lái)研究者們提出了將Merkle樹認(rèn)證協(xié)議運(yùn)用到智能電網(wǎng)的方案，將該協(xié)議運(yùn)用到用戶與社區(qū)門戶的安全通信中來(lái)提高通信的安全性。但沒有對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的隱私保護(hù)，攻擊者攔截到用戶發(fā)送的信息也可以解讀出有用的數(shù)據(jù)。用戶的用電信息以及用電規(guī)律等隱私的泄露將導(dǎo)致入室盜竊等危害人民生活安全的事件發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種無(wú)線測(cè)試及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，該監(jiān)控裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)用戶的用電信息的無(wú)線檢測(cè)和傳輸，能夠保證用戶用電數(shù)據(jù)的檢測(cè)連續(xù)性和準(zhǔn)確性，并且能夠極大的保證用電信息傳輸?shù)谋Ｃ苄院桶踩浴?br>[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無(wú)線測(cè)試及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，其中該系統(tǒng)具有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控裝置和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端與監(jiān)控裝置通過無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊無(wú)線連接；
[0007]所述監(jiān)控裝置包括:
[0008]數(shù)據(jù)監(jiān)控及處理模塊，用于對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和監(jiān)控；
[0009]控制中心，用于控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；
[0010]客戶端監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；
[0011]顯示終端，用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與管理員的人機(jī)交互。
[0012]優(yōu)選的，所述控制中心為低功耗單片機(jī)，優(yōu)選采用MSP430F149單片機(jī)，當(dāng)然亦可以采用其他的單片機(jī)，比如ARM單片機(jī)或者是AVR單片機(jī)。
[0013]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控及處理模塊和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊可共同構(gòu)建安全通信通道，雙向連接無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端與控制中心，控制中心對(duì)所述進(jìn)入監(jiān)控裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和控制。
[0014]優(yōu)選的，控制中心通過安全通信通道完成對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端的安全驗(yàn)證，如果采集終端不安全，則阻止該采集終端進(jìn)入監(jiān)控裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換，如果采集終端安全，則允許該無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換。
[0015]優(yōu)選的，控制中心可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和交換過程，進(jìn)行加密處理。
[0016]優(yōu)選的，所述客戶端控制模塊，可將控制中心的控制指令，通過無(wú)線傳輸?shù)男问桨l(fā)送給無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端，以控制無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)采集。
[0017]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:⑴無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)智能電網(wǎng)用戶的環(huán)境溫度、濕度、電壓、電流、有功和無(wú)功等信息的采集；(2)使用無(wú)線的方式進(jìn)行組網(wǎng)，大大減少在數(shù)據(jù)傳輸過程中占有的資源量，降低實(shí)施成本，并且便于安裝、維護(hù)，在控制室進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控多個(gè)智能電網(wǎng)用戶的用電信息，提高了監(jiān)控效率，節(jié)約了人力成本；(3)改進(jìn)的數(shù)據(jù)采集終端和數(shù)據(jù)處理模塊可以保證氣候數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)連續(xù)性和準(zhǔn)確性，準(zhǔn)確指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；(4)通過建立安全通信通道，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和交換過程，均進(jìn)行加密處理，可保證系統(tǒng)通信的安全性和可靠性，避免用戶用電信息泄露。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了具有本發(fā)明的監(jiān)控裝置的一種無(wú)線測(cè)試及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的框圖。
[0019]圖2示出了本發(fā)明的一種無(wú)線測(cè)試及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控方法。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1是示出了具有本發(fā)明的監(jiān)控裝置的一種無(wú)線測(cè)試及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1，用于檢測(cè)和采集智能電網(wǎng)用戶端信息；監(jiān)控裝置3，用于控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理；無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊2，用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采集的用戶數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸給監(jiān)控裝置；所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1包括多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)11和無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端12 ;其中，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1的無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端12與監(jiān)控裝置通3過無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊2無(wú)線連接。
[0021]所述監(jiān)控裝置3包括:數(shù)據(jù)監(jiān)控及處理模塊31，控制中心32，客戶端監(jiān)控模塊33和顯示終端34。優(yōu)選的，所述控制中心32為低功耗單片機(jī)，優(yōu)選采用MSP430F149單片機(jī)，當(dāng)然亦可以采用其他的單片機(jī)，比如ARM單片機(jī)或者是AVR單片機(jī)。
[0022]所述數(shù)據(jù)監(jiān)控及處理模塊31和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊2可共同構(gòu)建安全通信通道，雙向連接無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端12與控制中心32，控制中心32對(duì)所述進(jìn)入監(jiān)控裝置3的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和控制。
[0023]控制中心32通過安全通信通道完成對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端的安全驗(yàn)證，如果采集終端不安全，則阻止該采集終端12進(jìn)入監(jiān)控裝置3進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換，如果采集終端12安全，則允許該無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端12進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換。
[0024]控制中心32可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和交換過程，進(jìn)行加密處理。
[0025]所述客戶端控制模塊34，可將