一種無線測試及數據傳輸系統的監控裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉數據測試和采集監控領域，具體涉及一種智能電網用戶端的無線測試及數據傳輸系統的監控裝置。
【背景技術】
[0002]智能電網，又稱為知識型電網或者現代電網，是將現代先進的傳感與測量技術、信息通信技術、控制技術和原有的輸配電基礎設施高度集成而形成的新型電網。智能配電網的開放性使得大量智能采集終端和移動終端廣泛應用和接入，這就對智能配電網中數據傳輸的完整性，保密性，抗攻擊性以及隱私保護等問題提出了新的挑戰。智能電能表是智能電網的智能終端，它已經不是傳統意義上的電能表，智能電能表除了具備傳統電能表基本用電量的計量功能以外，為了適應智能電網和新能源的使用它還具有雙向多種費率計量功能、用戶端控制功能、多種數據傳輸模式的雙向數據通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電能表代表著未來節能型智能電網最終用戶智能化終端的發展方向。
[0003]近年來，隨著傳感器、計算機、無線通信及微機電等技術的發展和相互融合，產生了無線傳感器網絡(WSN)。無線傳感器網絡通過各類集成化的微型傳感器協作地實時監測、感知和采集各種環境或監控對象的信息，被廣泛用于環境監測、醫療衛生、軍事防御、反恐救災等各個領域。無線傳感器網絡被認為是21世紀最重要的技術之一，是當今嵌入式領域研究的熱點，具有非常廣闊的市場空間和研究價值。無線傳感器網絡也逐漸成為智能配電網中最主要的用戶端數據采集系統。
[0004]目前，國內外對無線傳感器網絡數據傳輸的完整性，保密性，抗攻擊性等問題進行了一定的研究，提出了各種不同的廣播認證協議。一種是yTESLA廣播認證協議，該協議在對廣播認證的初始化參數進行分配時，是利用基站與節點之間的共享密鑰，通過單播的方式來完成的。通過延遲發送認證密鑰及判斷延時時長來確定所發送的數據包的完整性。該方案安全性較好，但消息認證有延時，這種延時會導致DOS攻擊的發生。后來研究者對yTESLA進行了一系列改進，提出了多級yTESLA方案、多基站的μ TESLA方案、針對認證漂移的yTESLA優化方案以及基于消息驅動的yTESLA認證方案等。這些優化方案都是在基本的μ TESLA基礎上進行的改進，其根本思想沒有改變，因此延時是一直存在的問題，它們仍然不能抵御DOS攻擊。另一些研究者在智能電網中提出了一種一次簽名的認證方案，但該方案要想達到很好的安全性就要消耗很大的簽名及認證開銷。后來研究者又提出基于Merkle樹的廣播認證協議，該協議采用直接認證的方法，沒有延遲，有效地解決了 DOS攻擊的問題，同時實現了多個節點一起認證，相互認證的功能。但當節點數量過大時就會造成節點存儲開銷和通訊開銷都過大的問題。因此研究者又在基本Merkle樹的基礎上提出了一種分級Merkle樹的廣播策略，該方法針對大量節點設計，大大減小了節點的存儲及通信開銷。近年來研究者們提出了將Merkle樹認證協議運用到智能電網的方案，將該協議運用到用戶與社區門戶的安全通信中來提高通信的安全性。但沒有對用戶數據進行有效的隱私保護，攻擊者攔截到用戶發送的信息也可以解讀出有用的數據。用戶的用電信息以及用電規律等隱私的泄露將導致入室盜竊等危害人民生活安全的事件發生。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種無線測試及數據傳輸系統的監控裝置，該監控裝置可實現對智能電網用戶的用電信息的無線檢測和傳輸，能夠保證用戶用電數據的檢測連續性和準確性，并且能夠極大的保證用電信息傳輸的保密性和安全性。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供一種無線測試及數據傳輸系統的監控裝置，其中該系統具有無線傳感器網絡節點、監控裝置和無線數據傳輸模塊，其中，所述無線傳感器網絡節點的無線數據采集終端與監控裝置通過無線數據傳輸模塊無線連接；
[0007]所述監控裝置包括:
[0008]數據監控及處理模塊，用于對無線數據采集終端發送的數據進行處理和監控；
[0009]控制中心，用于控制整個系統的運行；
[0010]客戶端監控模塊，用于監控無線傳感器網絡節點；
[0011]顯示終端，用于實現監控系統與管理員的人機交互。
[0012]優選的，所述控制中心為低功耗單片機，優選采用MSP430F149單片機，當然亦可以采用其他的單片機，比如ARM單片機或者是AVR單片機。
[0013]優選的，所述數據監控及處理模塊和無線數據傳輸模塊可共同構建安全通信通道，雙向連接無線數據采集終端與控制中心，控制中心對所述進入監控裝置的數據進行處理和控制。
[0014]優選的，控制中心通過安全通信通道完成對無線數據采集終端的安全驗證，如果采集終端不安全，則阻止該采集終端進入監控裝置進行數據存儲與交換，如果采集終端安全，則允許該無線數據采集終端進行數據存儲與交換。
[0015]優選的，控制中心可對系統內所有數據的存儲和交換過程，進行加密處理。
[0016]優選的，所述客戶端控制模塊，可將控制中心的控制指令，通過無線傳輸的形式發送給無線數據采集終端，以控制無線數據采集終端的數據采集。
[0017]本發明具有以下優點和有益效果:⑴無線傳感器網絡節點可實現實時對智能電網用戶的環境溫度、濕度、電壓、電流、有功和無功等信息的采集；(2)使用無線的方式進行組網，大大減少在數據傳輸過程中占有的資源量，降低實施成本，并且便于安裝、維護，在控制室進行統一監控多個智能電網用戶的用電信息，提高了監控效率，節約了人力成本；(3)改進的數據采集終端和數據處理模塊可以保證氣候數據的監測連續性和準確性，準確指導農業生產；(4)通過建立安全通信通道，對系統內的數據存儲和交換過程，均進行加密處理，可保證系統通信的安全性和可靠性，避免用戶用電信息泄露。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了具有本發明的監控裝置的一種無線測試及數據傳輸系統的框圖。
[0019]圖2示出了本發明的一種無線測試及數據傳輸系統的監控方法。
【具體實施方式】
[0020]圖1是示出了具有本發明的監控裝置的一種無線測試及數據傳輸系統。該系統包括:無線傳感器網絡節點1，用于檢測和采集智能電網用戶端信息；監控裝置3，用于控制整個系統的運行和數據處理；無線數據傳輸模塊2，用于無線傳感器網絡節點采集的用戶數據無線傳輸給監控裝置；所述無線傳感器網絡節點1包括多個傳感器節點11和無線數據采集終端12 ;其中，所述無線傳感器網絡節點1的無線數據采集終端12與監控裝置通3過無線數據傳輸模塊2無線連接。
[0021]所述監控裝置3包括:數據監控及處理模塊31，控制中心32，客戶端監控模塊33和顯示終端34。優選的，所述控制中心32為低功耗單片機，優選采用MSP430F149單片機，當然亦可以采用其他的單片機，比如ARM單片機或者是AVR單片機。
[0022]所述數據監控及處理模塊31和無線數據傳輸模塊2可共同構建安全通信通道，雙向連接無線數據采集終端12與控制中心32，控制中心32對所述進入監控裝置3的數據進行處理和控制。
[0023]控制中心32通過安全通信通道完成對無線數據采集終端的安全驗證，如果采集終端不安全，則阻止該采集終端12進入監控裝置3進行數據存儲與交換，如果采集終端12安全，則允許該無線數據采集終端12進行數據存儲與交換。
[0024]控制中心32可對系統內所有數據的存儲和交換過程，進行加密處理。
[0025]所述客戶端控制模塊34，可將