利索能及
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专利号: 2020106952390
申请人: 长春光华学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电网智能监控系统,包括:多个现场数据获取设备,数据汇聚设备,远程存储服务器以及云端运维服务平台,其特征在于:

所述现场数据获取设备包括:控制单元、缓存单元、获取单元、加密单元以及交互单元,其中,控制单元中分别与缓存单元、获取单元、加密单元以及交互单元进行连接,用于控制现场数据获取设备中的所有组件;具体包括控制缓存单元暂存公钥表,私钥表,现场获取的数据以及接收到的信息,并将现场数据获取设备中缓存单元所暂存的数据实时同步至远程存储服务器;控制获取单元以用于获取电网相关数据;控制加密单元以用于加密待上传的数据;控制交互单元以用于将加密后的数据发送给数据汇聚设备;

所述数据汇聚设备包括:控制单元,用于控制数据汇聚节点中的所有组件;缓存单元,用于暂存公钥表,私钥表,接收到的数据及信息,并将所述数据汇聚设备中的缓存单元所暂存的数据实时同步至远程存储服务器;交互单元,用于接收现场数据获取设备发送的数据以及向云端运维服务平台发送数据;

所述云端运维服务平台包括:控制单元,用于控制云端运维服务平台中的所有组件;交互单元,用于与数据汇聚设备进行数据交互;解密单元,用于解密接收的加密数据;缓存单元,使用数据库存储数据;人机交互单元,用于实时显示电网的信息;

数据汇聚设备与现场数据获取设备之间进行数据传输的时间帧包括加密请求时间片,加密请求应答时间片,加密时间片,保护时间片,传输请求时间片,传输请求应答时间片,数据传输时间片;数据汇聚设备为每个现场数据获取设备预先分配了相应的加密请求时间片,加密请求应答时间片,加密时间片,传输请求时间片,传输请求应答时间片。

数据汇聚设备与现场数据获取设备之间的数据交互过程具体为:

1).数据汇聚设备周期性的广播信标,所述信标包含数据汇聚设备的标识以及时间帧信息,多个现场数据获取设备接收所述信标后,记录数据汇聚节点的标识以及时间帧信息;

2).在分配的加密请求时间片到来时,现场数据获取设备向数据汇聚设备发送加密请求,并在分配的加密请求应答时间片接收数据汇聚设备发送的公钥A与私钥B的索引信息,在分配的加密时间片到来时,现场数据获取设备使用公钥A与私钥B以及现场数据获取设备从本地选取的公钥C和私钥D对获取到的现场数据进行加密;

3).在分配的传输请求时间片到来时,现场数据获取设备向数据汇聚设备发送数据发送请求,如果在分配的传输请求应答时间片接收到数据汇聚设备发送的传输请求应答信息,保存传输请求应答信息中的数据传输时间片的标识,并在数据传输时间片到来时将加密后的数据传输到数据汇聚设备,如果在分配的传输请求应答时间片未接收到数据汇聚设备发送的传输请求应答信息,则等待下一时间帧中分配的传输请求时间片到来时向数据汇聚节点重新发送数据发送请求帧;

4).数据汇聚设备接收到加密后的数据,在加密后的数据前端填加数据汇聚设备的标识后发送到云端运维服务平台,云端运维服务平台对接收到的加密后的数据进行解密,并存储在数据库中,通过人机交互单元实时显示获取到的信息。

2.如权利要求1所述的电网智能监控系统,所述远程存储服务器包括第一存储区域以及第二存储区域。

3.如权利要求1所述的电网智能监控系统,所述步骤2)具体为:

2.1).在分配的加密请求时间片到来时,现场数据获取设备向数据汇聚设备发送加密请求,所述加密请求包含现场数据获取设备的标识信息;

2.2).数据汇聚设备接收所述加密请求后,在本地存储的公钥表和私钥表中随机选取一对公钥A和私钥B,在加密请求应答消息中携带选取的公钥A和私钥B的索引信息、数据汇聚设备的标识及现场数据获取设备的标识,同时发送给现场数据获取设备和云端运维服务平台;并将公钥A和私钥B的索引信息与现场数据获取设备的标识对应存储,云端运维服务平台将公钥A和私钥B的索引信息、数据汇聚设备的标识及现场数据获取设备的标识对应存储;

2.3).现场数据获取设备接收加密请求应答消息,在本地存储的公钥表和私钥表中随机选取一对公钥C和私钥D,并根据公钥A和私钥B的索引信息获取公钥A和私钥B,现场数据获取设备使用公钥A对获取到的数据进行加密得到加密后的获取数据,使用公钥C对加密后的获取数据进行二次加密得到二次加密后的获取数据E,使用私钥D对公钥A和私钥B进行加密得到加密后的公钥A’和加密后的私钥B’;

2.4).现场数据获取设备将现场数据获取设备的标识信息,公钥C和私钥D的索引信息,加密后的公钥A’,加密后的私钥B’以及二次加密后的获取数据E封装成加密后的数据。

4.如权利要求1所述的电网智能监控系统,所述步骤4)具体为:

4.1).云端运维服务平台接收加密后的数据,解析得到数据汇聚设备的标识信息、现场数据获取设备的标识信息,以及公钥C和私钥D的索引信息,根据本地存储的公钥A和私钥B的索引信息、数据汇聚设备的标识及现场数据获取设备的标识的对应信息,得到数据汇聚节点发送给现场数据获取设备的公钥A和私钥B的索引信息对应的公钥A和私钥B,根据公钥C和私钥D的索引信息得到公钥C和私钥D;

4.2).云端运维服务平台使用私钥D对加密后的公钥A’及加密后的私钥B’进行解密,比较解密出的公钥与私钥是否与在步骤4.1)中得到的公钥A和私钥B相等,如果相等,则继续使用公钥C对二次加密后的获取数据E进行一次解密,使用公钥A对一次解密后的数据进行二次解密得到现场数据获取设备获取的数据,并存储在数据库中,通过人机交互单元实时显示获取到的信息,如果不相等,则直接丢弃接收到的数据。

5.根据权利要求1所述的电网智能监控系统,其中云端运维服务平台中缓存单元的数据库是以内存页作为基础存储元素,为了快速定位页中的每条记录,每个内存页中存储属于同一数据表的N条记录,为了快速定位页面中的每条记录,在任意页的最后设置一个偏移表,来指示每条记录的开始位置,页中存储的记录与偏移表数量是对应的,当需要访问页面中的第n条记录时,首先查询偏移表中的第m个值,从而获得偏移指针;

其中数据存储索引结构为树结构,每个页都包含头部信息,其中头部有另外的一个分区,用来存放索引数组和子节点组指针,数组用来对节点内的区块进行索引的;

在数据库中对数据进行查找时,首先访问所有索引集合,根据索引集合找到查询值可能存在的分区,在确定的分区地址中继续查找,如果找不到则继续到对应的子节点循环查找;如果找到匹配的值则返回。