1.一种基于图卷积的物联网安全检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S100,初始化物联网,物联网的基站全网广播初始化信息,物联网中各节点收到初始化信息后发送与基站间的信号强度回基站;
S200,通过各节点与基站之间的信号强度构建网络连通图;
S300,采集一定时间内网络连通图中各个节点的出入流量数据构造训练集和测试集,通过训练集对图卷积网络模型进行训练,并采用测试集进行测试;训练并测试完成后,得到训练好的模型;
S400,通过训练好的模型对各个节点的出入流量进行预测得到各个节点的预测流量;
S500,通过预测流量对网络连通图中各个节点的通信路径进行调整获得优化路径;
其中,在S200中,通过各节点与基站之间的信号强度构建网络连通图的方法为:
S201,对每个节点对应设置一个状态标记arr,arr的值为True或者False,当arr为True时,表示节点已经加入网络连通图,当arr为False时,表示节点还没加入网络连通图;初始化设置arr的值为False;令网络连通图由顶点集V和边集E组成,记为G=(V,E);顶点集V中初始化为将基站作为顶点加入V中;
S202,如果存在状态标记arr的值为False的节点,在状态标记arr的值为False的节点中获取与基站的信号强度最小的节点记为minNode;记minNode与除基站之外的各个节点之间信号强度最小的节点为TempNode;如果不存在状态标记arr的值为False的节点,转到步骤S207;
S203,以基站与minNode之间通信的时延为Delay1,以基站与TempNode之间通信的时延为Delay2;监测从初始化物联网的时间T1开始到当前时间中Delay1的最大值MaxD1、最小值MinD1,监测从初始化物联网的时间T1开始到当前时间中Delay2的最大值MaxD2、最小值MinD2,S204,计算差值时间段t1= Max(MaxD1,MaxD2)‑Min(MinD1,MinD2);Max函数为取两个值之间的最大值,Min函数为取两个值之间的最小值;
S205,取最近一个差值时间段t1内的minNode和TempNode之间的信号强度的最大值U1,取最近一个差值时间段t1内所有状态标记arr的值为False的节点互相之间的信号强度的最大值的平均值aveU;当U1≥aveU时,将minNode和TempNode作为顶点加入到顶点集V,构建minNode和TempNode之间的通信链路作为边加入到边集E,并将minNode和TempNode的状态标记arr设置为True,转到步骤S202;当U1<aveU时,转到步骤S206;
S206,取最近一个差值时间段t1内所有状态标记arr的值为False的节点与minNode之间的信号强度的最大值的节点记为PowNod;如果PowNod的状态标记arr的值为False,则将minNode和PowNod作为顶点加入到顶点集V,构建minNode和PowNod之间的通信链路作为边加入到边集E,并将minNode和TempNode的状态标记arr设置为True,转到步骤S202;如果PowNod的状态标记arr的值为True,则将PowNod的状态标记arr设置为False,转到步骤S202;
S207,获得由顶点集V和边集E组成的网络连通图G=(V,E)。
2.根据权利要求1所述的一种基于图卷积的物联网安全检测方法,其特征在于,在S100中,物联网中至少包括基站、多个节点;所述节点至少包括温度传感器、湿度传感器或者电磁传感器中任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种基于图卷积的物联网安全检测方法,其特征在于,所述节点还包括MCU微控制单元、电池和存储器;电源模块;所述基站至少包括用于采集各个节点传输的数据的服务器,与各个节点通过有线或者无线方式连通。
4.根据权利要求1所述的一种基于图卷积的物联网安全检测方法,其特征在于,在S500中,通过预测流量对网络连通图中各个节点的通信路径进行调整获得优化路径的方法为:S501,通过训练好的图卷积网络模型获取网络连通图G=(V,E)的点集V={vi}中第i个节点vi到第i1个节点vi1在下一个差值时间段t1内的预测流量为y(vi,i1);vi为点集V中第i个节点;变量i∈[1,N],变量i1∈[1,N1],令i≠i1,N为点集V中节点的数量,N1为与节点i存在边的节点数量;
S502,获取点集V中第i个点vi到第i1个节点vi1在最近的一个差值时间段t1内对应的实际数据流量s(vi,i1);
S503,依次计算网络连通图中各个节点vi的流速趋势值vTend(vi)的计算公式为,,
其中,exp为以自然常数e为底的指数函数,vTend(vi)为节点vi的流速趋势值;
S504,计算网络连通图中所有节点的流速趋势值的算术平均值记为AVEVTrend;令与网络连通图G中节点vi存在边集E中的边连接的节点vi1作为节点vi的连通节点;
依次遍历网络连通图中各个节点,当节点vi的流速趋势值vTend(vi)≤AVEVTrend时,如果节点vi与节点vi的连通节点之间连接的边的数量大于2,则删除掉边集E中节点vi与节点vi的连通节点之间信号强度最小的边;
S505,获得优化后的网络连通图G,将网络连通图G的边集E中各边作为调整后的物联网的通信路径,将调整后的通信路径作为优化路径输出。
5.一种基于图卷积的物联网安全检测系统,其特征在于,所述一种基于图卷积的物联网安全检测系统包括:处理器、存储器及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项的一种基于图卷积的物联网安全检测方法中的步骤,所述一种基于图卷积的物联网安全检测系统运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端数据中心的计算设备中。