1.一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:包括传输数据获取模块、数据传输分析模块、数据恢复校验模块、传输质量评定模块和故障溯源模拟模块;
传输数据获取模块用于获取与无线网桥相连的前端设备发送的数据以及后端设备接收的数据;数据传输分析模块用于将前端设备发送的数据与后端设备接收的数据进行对比,判断数据传输过程中的丢失的通信字符段数量a,分析出数据丢失率;
数据恢复校验模块用于提取丢失的通信字符段编号,并反馈至无线网桥,提取前端设备发送的数据中该编号所对应的通信字符段,再次传输至后端设备,并检测再次传输的通信字符段是否丢失;
传输质量评定模块用于获取前端设备发送数据的时间以及后端设备接收数据的初始时间和最终时间,分析出无线网桥将前端设备发送的数据完整发送至后端设备所对应的传输延迟率,并提取同一数据传输过程中重复传输的次数、每次传输的通信字符段数量和丢失的通信字符段数量,采用传输质量评估模型分析出通信传输评估系数;
所述传输质量评估模型为: , 为第k次通信字符段传
输过程中未丢失的通信字符段数量, 为第k次传输的通信字符段数量,K为同一数据传输过程中重复传输的次数,E大于等于1;
故障溯源模拟模块用于模拟输入无线网桥在使用过程中的各故障种类,判断无线网桥在各故障种类下传输数据所对应的通信传输评估系数,并将实际分析的通信传输评估系数与模拟输入的各故障种类所对应的通信传输评估系数进行对比,筛选出与实际分析的通信传输评估系数最接近的模拟输入的各故障种类下通信传输评估系数所对应的故障种类。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:所述传输延迟率 的计算公式: , 为初始传输时长, 为最终传输时长, 为该前、后端设备间的传输距离所对应的传输标准时长,初始传输时长为前端设备初始发送数据的时间与后端设备接收到该数据的初始时间所对应的时间差,最终传输时长为后端设备完全接收到前端设备发送的数据的最终时间与前端设备发送该数据的时间间的差值。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:所述故障溯源模拟模块对无线网桥在前端设备和后端设备通信过程中的传输故障种类进行排查分析,采用以下方法:步骤H1、提取数据传输过程中的通信传输评估系数,筛选出与该通信传输评估系数最接近的模拟输入的各故障种类下通信传输评估系数所对应的故障种类;
步骤H2、将步骤H1中筛选出的故障种类进行排查消除;
步骤H3、重新检测数据传输过程中的通信传输评估系数,并将本次通信传输评估系数与步骤H1中的通信传输评估系数进行对比,若大于步骤H1中的通信传输评估系数,则表明步骤H2排查的故障种类错误,需再次进行模拟检测,反之,则执行步骤H4;
步骤H4、判断步骤H3中的通信传输评估系数所对应的传输允许误差系数是否大于设定的数值,若大于设定的数值,则筛查与该通信传输评估系数最接近的模拟输入的各故障种类下通信传输评估系数所对应的故障种类,传输允许误差系数等于通信传输评估系数与数值1间的差值与数值1所对应的比值;
步骤H5、重复步骤H3‑步骤H4,直至通信传输评估系数所对应的传输允许误差系数小于设定的数值。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:还包括数据安全管理模块,数据安全管理模块用于接收数据恢复校验模块发送的异常传输指令,根据异常传输指令提取故障溯源模拟模块分析出的无线网桥存在的故障种类,并对存在的故障种类进行修复测试,以测试检测出的故障种类是否消除,消除数据传输过程中的异常情况,在故障消除后,对待传输的数据进行传输调度控制。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:所述数据安全管理模块对待传输的数据进行传输调度控制,具体采用以下方法:步骤S1、获取待传输的数据中的关键特征值,建立关键特征值集合A;
步骤S2、提取关键特征值集合A中的各关键特征值出现的次数,建立特征值次数集合B;
步骤S3、将关键特征值集合A中的关键特征值与加密等级最大所对应的关键特征值集合Cj中的关键特征值进行对比,获得关键特征值对比集合,同一加密等级下的关键特征值集合Cj下的关键特征值对应的权重系数为 ,j为加密等级,取值0,1,2,3,当j等于3时,待传输的数据所需的加密等级最大,当j等于0时,待传输的数据无需加密, 为第j个加密等级下的关键特征值数量;
步骤S4、根据步骤S3中关键特征值对比集合以及关键特征值出现的次数,统计待传输的数据与加密等级最大的关键特征值集合间的待加密相关匹配系数;
步骤S5、判断待传输的数据与加密等级最大的关键特征值集合间的待加密相关匹配系数是否大于设定的阈值,若大于设定的阈值,则按照该加密等级对待传输的数据进行加密,若小于设定的阈值,则执行步骤S6;
步骤S6、依次降低待加密等级,并将关键特征值集合A中的关键特征值依次与降低加密等级的关键特征值集合Cj中的关键特征值进行对比,以统计待传输的数据集与逐级降低加密等级的关键特征值集合间的待加密相关匹配系数,并重复步骤S5和步骤S6,直至待传输的数据与逐级降低的加密等级所对应的关键特征值集合间的待加密相关匹配系数大于设定的阈值,则无线网桥按照待加密相关匹配系数大于设定的阈值所对应的加密等级对待传输的数据进行加密。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:所述待加密相关匹配系数的计算 , 为第j个加密等级下的关键特征值集合Cj中是否存在待传输的数据中第f个关键特征值,若存在, 取值为1,若不存在,则 取值为0, 为关键特征值集合A中第f个关键特征值在待传输的数据中出现的次数。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:所述通信设备安全管理系统对于多个前端设备向同一后端设备发送数据的情况下,需增加一数据传输调度分配模块,数据传输调度分配模块用于获得多个向后端设备发送数据待传输指令的前端设备以及各前端设备向后端设备发送数据待传输指令所对应的时间点,将各前端设备向后端设备发送数据待传输指令所对应的时间点进行排序,并以最早的时间点作为起始点,以固定时间间隔对各前端设备进行划分,提取同一时间间隔下的各前端设备所需待发送的数据,分析同一时间间隔下各前端设备中的待发送数据所对应的优先等级,并按照同一时间间隔内优先等级高的前端设备优先向后端设备进行数据发送。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的通信设备安全管理系统,其特征在于:所述数据传输调度分配模块对同一时间间隔内的各前端设备向同一后端设备发送数据的优先等级调控,采用方法为:步骤F1、获取同一时间间隔内的各前端设备前Q次向该后端设备发送的数据所占用的时长以及传输数据所对应的传输延迟率 ,v为同一时间间隔下的前端设备的数量,为第v个前端设备在第t次向后端设备发送数据所占用的时长,v=1,2,...;
步骤F2、获取步骤F1中前端设备在前Q次向后端设备发送的数据所分别包含的通信字符段数量 , 为第v个前端设备在第t次向后端设备发送数据所包含的通信字符段数量;
步骤F3、分析各前端设备每次向后端设备发送每个通信字符段所对应的平均时长 ;
步骤F4、提取各前端设备向后端设备待发送数据的加密等级 ;
步骤F5、采用优先等级调控模型,对各前端设备向后端设备发送数据的优先等级进行数值化计算,实现数值化地展示同一时间间隔下各前端设备向后端设备发送数据的优先等级调控系数,并按照优先等级调控系数由大到小的顺序对各前端设备向后端设备发送数据的优先等级确定;
优先等级调控模型为 , 为同一时间间隔
下第v个前端设备所对应的优先等级调控系数, 和 分别为前端设备向后端设备发送每个通信字符段所对应的平均时长的最大值和最小值。