[發明專利]一種變電站智能機器人巡檢系統及其接入運行方法

有效

• 申請號: 202011003574.6
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112102516B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 張昊;劉新;馬雷;劉冬蘭;王睿;于灝;王文婷;趙曉紅;趙洋;常英賢;陳劍飛;牛德玲;劉鑫;任天成;趙勇;呂國棟;王曉峰;井俊雙
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G07C1/20
• 分類號: G07C1/20;H04L9/40;H04N7/18
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍;張浩

1.一種變電站智能機器人巡檢系統，包括巡檢機器人(110)、變電站主控上位機(133)、站內交換機(132)、電力內網交換機(141)、防火墻(142)和安全加密認證服務器(143)；其特征在于：

所述巡檢機器人(110)包括機器人工控機(116)，所述機器人工控機(116)通過機器人側天線(118)和變電站內接入AP天線(121)通信；

在變電站內接入AP天線(121)與站內交換機(132)之間設置安全認證傳輸代理服務器(131)，所述站內交換機(132)與變電站主控上位機(133)通信連接；

所述站內交換機(132)依次通過電力內網交換機(141)、防火墻(142)連接至安全加密認證服務器(143)；

在所述機器人工控機(116)中設置終端安全加固單元(117)，所述終端安全加固單元(117)包括身份認證模塊、數據加密/解密模塊和狀態監測模塊；

所述巡檢機器人(110)通過身份認證模塊進行接入變電站智能巡檢系統的身份辨識，通過所述數據加密/解密模塊實現對所采集數據在傳輸前的加密，以及對接收到的由變電站主控上位機(133)下發的操作指令進行解密；通過所述狀態監測模塊檢測巡檢機器人(110)的實時狀態數據，判斷巡檢機器人(110)的安全狀態；

當機器人上電后，所述身份認證模塊檢查是否存在數字證書，若存在則利用數字證書進行身份認證；若不存在則需在線向安全加密認證服務器(143)申請數字證書，然后進行認證；若認證通過，所述機器人接入變電站智能巡檢系統，執行巡檢任務，否則安全加密認證服務器(143)拒絕該機器人接入變電站智能巡檢系統；

其中，每一臺機器人均對應一個數字證書，該數字證書能夠灌裝或在線申請的方式加載，所述數字證書綁定對應機器人的設備信息；

所述狀態監測模塊實時采集巡檢機器人(110)的狀態信息并上傳至安全加密認證服務器(143)與歷史校驗信息進行比對，由安全加密認證服務器(143)通過實時采集的狀態信息與歷史校驗信息對比，分析巡檢機器人(110)是否遭到捕獲、被調試或者被攻擊，進而判斷巡檢機器人(110)安全狀態；

通過實時采集的狀態信息與歷史校驗信息對比，分析巡檢機器人(110)是否遭到捕獲、被調試或者被攻擊，進而判斷巡檢機器人(110)安全狀態，當判斷當前機器人存在安全風險時，在安全加密認證服務器(143)的展示模塊進行警告提示；

正常情況下巡檢機器人設備指紋不發生變化，所述設備指紋由終端安全加固單元(117)采集機器人軟硬件信息而形成，當發生變化時說明機器人被攻擊；巡檢機器人遭到捕獲時，其存儲設備被取下；巡檢機器人運行進程中出現調試過程，而無運維人員調試相關記錄，利用巡檢機器人是否遭到捕獲、被調試、攻擊的信息來判斷機器人的安全狀態；

所述安全認證傳輸代理服務器(131)負責轉發由巡檢機器人(110)發送給安全加密認證服務器(143)的身份認證消息，采用國密算法SM4進行加密并轉發由變電站主控上位機(133)下發給巡檢機器人(110)操作指令信息，并且通過終端安全加固單元(117)與巡檢機器人(110)之間建立了加密信道；

所述身份認證消息是巡檢機器人(110)生成的，巡檢機器人(110)發送認證請求消息到安全加密認證服務器(143)進行認證，認證消息內容為采用數字證書的私鑰對其自身設備指紋加密后的字符串，認證服務器收到后用機器人數字證書中的公鑰進行解密，并還原出機器人的設備指紋，進行驗證。

2.根據權利要求1所述的變電站智能機器人巡檢系統，其特征在于：

巡檢機器人(110)的感知設備包括可見光攝像機(111)、熱像儀(113)和激光傳感器(114)，數據加密/解密模塊對感知設備所采集的數據采用國密算法SM4進行對稱加密，通過無線信道發送至安全認證傳輸代理服務器(131)，安全認證傳輸代理服務器(131)用SM4密鑰對收到的數據進行解密，并將解密后的數據經NAT映射后發送變電站主控上位機(133)和NVR視頻服務器(134)；

其中，NAT為網絡地址轉換。

3.根據權利要求2所述的變電站智能機器人巡檢系統，其特征在于：

所述巡檢機器人(110) 的狀態信息是指硬件及軟件信息，包括設備型號、CPU型號、網卡MAC地址、操作系統型號、內核版本、位置信息、內存狀態、運行進程信息。