[發明專利]基于無線傳感器網絡的變電站監控系統

有效

• 申請號: 201610192529.7
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105743656B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 劉勇;董桂巖;閆華;孫德斌;勇國威;孟婷;王偉;董雪;譚國剛;孔麗萍
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司榮成市供電公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L29/06;G08C17/02;H04W72/04;H04W84/18;G01D21/02
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;薛峰

本發明提供了一種基于無線傳感器網絡的變電站監控系統，該系統包括：多個環境數據采集節點，數據匯聚節點，遠程監控中心；環境數據采集節點與數據匯聚節點之間通過哈希運算的方式進行認證，基于密鑰及隨機數交互的方式對采集的數據進行二次加密，并通過TDMA方式進行數據發送。本發明能夠對變電站的安防、環境以及設備進行全面的監控，并且能夠保證變電站數據傳輸的安全性。

技術領域

本發明涉及變電站監控領域，具體涉及一種基于無線傳感器網絡的變電站監控系統。

背景技術

隨著社會經濟的發展，各行業對電力供應的要求越來越高，變電站的穩定運行對于提供穩定可靠的電力供應起到了至關重要的作用，傳統的監控該系統一般需要進行布線以及接觸式的檢測，需要耗費大量的人力和時間，并且由于變電站多為高壓設備，人工檢測具有很大的危險性，因此使用無線傳感器網絡進行變電站的監控成為變電站監控的發展趨勢。

現有的基于無線傳感器網絡的監控系統僅僅是完成現場信息的采集及發送，而在數據發送過程中由于加密方案比較簡單，容易遭受到攻擊導致數據外泄，因此，有必要建立一個具有較高安全傳輸機制的變電站監控系統。

發明內容

本發明為克服現有技術中存在的不足，提供了一種基于無線傳感器網絡的變電站監控系統。

本發明解決其技術問題所采用如下技術方案：

一種基于無線傳感器網絡的變電站監控系統，該系統包括：多個環境數據采集節點，數據匯聚節點，遠程監控中心，其中，所述環境數據采集節點包括：微控制器，用于控制環境數據采集節點中的其他組件；存儲器，用于存儲密鑰表，隨機數表，認證碼以及數據；傳感器模塊，用于采集變電站相關數據；加密模塊，用于加密待上傳的數據；無線傳輸模塊，用于將加密后的數據發送給數據匯聚節點；所述數據匯聚節點包括：微控制器，用于數據匯聚節點中的其他組件；存儲器，用于存儲密鑰表，隨機數表以及認證碼；無線傳輸模塊，用于接收環境數據采集節點發送的數據以及向遠程監控中心發送數據。

環境數據采集節點與數據匯聚節點的數據交互過程包括：

認證階段：(1)環境數據采集節點向數據匯聚節點發送隨機數0的索引，數據匯聚節點根據隨機數0的索引獲取隨機數0，并在本地選取隨機數1；(2)數據匯聚節點對隨機數0，隨機數1以及數據匯聚節點的認證碼做哈希運算，得到第一哈希值HASH1，隨后將第一哈希值HASH1，隨機數1，數據匯聚節點的標識信息發送給環境數據采集節點；(3)環境數據采集節點對環境數據采集節點的標識信息以及第一哈希值HASH1作第二次哈希運算，得到第二哈希值HASH2，隨后將第二哈希值HASH2，環境數據采集節點的標識，數據匯聚節點的標識發送給數據匯聚節點；(4)數據匯聚節點根據環境數據采集節點的標識在本地查找環境數據采集節點對應的認證碼，并對查找出來的環境數據采集節點對應的認證碼以及第一哈希值HASH1作哈希運算得到第三哈希值HASH3，將HASH3與HASH2進行比較，如一致，則向環境數據采集節點發送認證成功消息，如不一致，則向環境數據采集節點發送認證失敗消息。

數據加密階段：(1)數據匯聚節點將密鑰索引和隨機數索引攜帶在認證成功消息中并發送給環境數據采集節點；(2)環境數據采集節點根據密鑰索引查找出密鑰A，根據隨機數索引查找出隨機數B，并選出另一密鑰C和隨機數D，使用密鑰A對待上傳數據和隨機數B進行加密，使用密鑰C對加密后的待上傳數據和隨機數D進行二次加密；(3)將環境數據采集節點的標識信息，密鑰C的索引，隨機數D的索引以及二次加密后的待上傳數據進行存儲，等待上傳。