一种基于物联网的电力终端网络安全监测方法及系统与流程

本发明涉及数字信息传输的，具体为一种基于物联网的电力终端网络安全监测方法及系统。

背景技术：

1、物联网是物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。电力终端包括电力负荷终端和电力监管中心，电力终端结合物联网通信能够实现实时在线监测用户端的电量、电压、电流、功率、功率因数、电压合格率等电表数据，同时自动采集，存储，远传，实现用户端用电量的统计，为电力营销系统提供各类电量结算数据，对用户端的负荷进行控制和管理，实现“削峰添谷”科学用电，对用户端电能表运行状况进行实时监控，对用电异常，进行实时监察；结合关口计量自动化系统，配变电监测实现输电网，配电网全网线损的统计分析，为电力企业的商业化运营提供科学的决策依据，随着新型电力系统发展，基于物联网的电力终端发挥越发重要的作用，然而现有的电力伪终端对象可能接入电力系统并造成电力业务数据损失和电力系统发生故障，同时现有的电力终端中的电力负荷终端和电力监管中心之间物联网通信不能灵活匹配不同通信协议，造成电力负荷终端和电力监管中心物联网通信效率低及适用性低。

2、公开号为cn112333205b的中国发明专利公开了一种网络安全监测系统，包括获取单元、构件单元以及监测防护单元，所述获取单元包括用于在网络中，将更新的安全防护代码以及防火墙代码进行下载的数据更新模块，以及用于将数据更新模块下载的数据进行处理的数据处理模块；所述构件模块包括用于接收数据处理模块输出的初步处理后数据的数据搭建模块，该数据搭建模块用于将接收的数据搭建成网络框架；该发明的网络监测系统并没有有效地阻止电力伪终端对象接入电力系统而引发安全隐患。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、解决现有技术在进行电力终端对象和电力监管中心的数据传输和监测的过程中存在安全隐患的问题。

3、(二)技术方案

4、本发明通过以下技术方案予以实现：一种电力终端网络安全监测方法，所述方法包括如下步骤：

5、s1、采集电力终端对象通信身份特征数据；

6、s2、采用数据搜索算法将所述电力终端对象通信身份特征数据与电力终端对象安全通信身份特征数据进行电力终端对象的通信身份特征数据匹配，依据电力终端对象的通信身份特征数据匹配结果生成电力终端对象通信身份验证结果数据并输出；

7、s3、当所述电力终端对象通信身份验证结果数据为通过时，采集电力终端对象通信传输特征数据；

8、s4、采用数据识别算法将所述电力终端对象通信传输特征数据与电力终端对象通信传输协议类型特征数据进行电力终端对象的通信传输协议类型特征数据匹配，搜索出所述电力终端对象通信传输特征数据对应的所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据并生成电力终端对象具体通信传输协议类型数据；

9、s5、依据所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据与电力终端对象通信传输协议数据进行电力终端对象的通信传输协议类型关键词匹配，搜索出所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据对应的所述电力终端对象通信传输协议数据并构建为电力终端对象具体通信传输协议数据；

10、s6、依据所述电力终端对象具体通信传输协议数据执行电力终端对象之间网络通信传输作业；

11、s7、当执行电力终端对象之间网络通信传输作业完成时，获取所述电力终端对象通信身份验证结果数据和所述电力终端对象具体通信传输协议数据并推送反馈到电力网络通信安全监测端；当所述电力终端对象通信身份验证结果数据为未通过时，将所述电力终端对象通信身份验证结果数据推送反馈到电力网络通信安全监测端并采用报警设备进行电力网络通信传输异常预警作业。

12、优选的，所述采集电力终端对象通信身份特征数据的操作步骤如下：

13、s11、通过物联网通信网关获取电力终端对象来自另外访问的电力终端对象的通信身份特征数据并生成电力终端对象通信身份特征数据a，所述电力终端对象通信身份特征数据表示电力终端对象的身份账号和身份密码，电力终端对象包括电力负荷终端和电力监管中心任意一个。

14、本发明通过物联网通信网关准确获取电力终端对象通信身份特征参数，达到为电力终端对象物联网通信身份识别提供可靠数据的效果。

15、优选的，采用数据搜索算法将所述电力终端对象通信身份特征数据与电力终端对象安全通信身份特征数据进行电力终端对象的通信身份特征数据匹配，依据电力终端对象的通信身份特征数据匹配结果生成电力终端对象通信身份验证结果数据并输出的操作步骤如下：

16、s21、建立电力终端对象安全通信身份特征数据集合a'＝(a'1,…,a'u,…,a'ε)，u＝1,2,3,…,ε；其中a'u表示第u个电力终端对象对应的电力终端对象安全通信身份特征数据，ε表示电力终端对象数量最大值；所述电力终端对象安全通信身份特征数据存储于电力终端对象的数据库；

17、s22、采用宽度优先搜索算法将所述电力终端对象通信身份特征数据a与所述电力终端对象安全通信身份特征数据集合a'中电力终端对象安全通信身份特征数据a′u进行电力终端对象的通信身份特征数据匹配，依据电力终端对象的通信身份特征数据匹配结果生成电力终端对象通信身份验证结果数据ayanzhen；g

18、当a与a'u进行电力终端对象的通信身份特征数据匹配成功，表示电力终端对象的通信身份是合法认证的，则输出电力终端对象通信身份验证结果数据ayanzheng为通过；

19、当a与a'u进行电力终端对象的通信身份特征数据未匹配成功，表示电力终端对象的通信身份不是合法认证的，则输出电力终端对象通信身份验证结果数据ayanzheng为未通过。

20、本发明通过科学预设电力终端对象安全通信身份特征参数结合宽度优先搜索算法与电力终端对象安全通信身份特征参数进行通信身份特征数据匹配，智能判断出电力终端对象物联网通信身份是否属于合法电力终端，达到提高电力终端物联网通信网络的安全性的效果。

21、优选的，当所述电力终端对象通信身份验证结果数据为通过时，采集电力终端对象通信传输特征数据的操作步骤如下：

22、s31、当所述电力终端对象通信身份验证结果数据ayanzheng为通过时，通过物联网通信网关采集电力终端对象来自另外访问的电力终端对象的通信传输数据并生成电力终端对象通信传输特征数据b，所述电力终端对象通信传输特征数据表示电力终端对象之间采用物联网通信协议传输电力业务特征数据。

23、本发明通过采用物联网通信网关实时采集电力终端对象通信传输特征参数，达到精确识别电力终端对象所需物联网通信传输协议类型提供数据支持的效果。

24、优选的，采用数据识别算法将所述电力终端对象通信传输特征数据与电力终端对象通信传输协议类型特征数据进行电力终端对象的通信传输协议类型特征数据匹配，搜索出所述电力终端对象通信传输特征数据对应的所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据并生成电力终端对象具体通信传输协议类型数据的操作步骤如下：

25、s41、建立电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'＝(b'1,…,b'v,…,b'φ)，v＝1,2,3,…,φ；其中b'v表示第v种电力终端对象通信传输协议类型特征数据，φ表示电力终端对象通信传输协议类型数量最大值，所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据存储于电力终端对象的数据库，所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据表示电力终端对象中不同物联网通信传输协议类型的程序语言特征数据，物联网通信传输协议类型包括mqtt、coap、http和lorawan中的至少一种；

26、s42、采用数据识别算法将所述电力终端对象通信传输特征数据b与所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'中电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v进行电力终端对象的通信传输协议类型特征数据匹配，搜索出所述电力终端对象通信传输特征数据b对应的所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v，执行搜索出所述电力终端对象通信传输特征数据b对应的所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v具体操作步骤如下：

27、s421、初始化阶段，更新通信协议类型识别鲸鱼种群位置和最大迭代算法t，通信协议类型识别鲸鱼种群位置更新公式如下：其中wi表示通信协议类型识别鲸鱼个体i在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中的位置，θ和分别表示通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中上界和下界，rand表示取值[0,1]区间内的随机数；

28、s422、包围猎物阶段，通信协议类型识别鲸鱼个体在包围猎物时会选择向着最优位置的通信协议类型识别鲸鱼个体游动或者随机向着一只通信协议类型识别鲸鱼个体游动，即通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中搜索出与电力终端对象通信传输特征数据b最匹配的电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v或随机搜索出与电力终端对象通信传输特征数据b匹配的电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v；

29、s4221、当选择向着最优位置通信协议类型识别鲸鱼个体游动时，即通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中搜索出与电力终端对象通信传输特征数据b最匹配的电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v，通信协议类型识别鲸鱼个体的位置更新公式如下：wjt+1＝wbestt-γ|θ×wbestt-wjt|；其中wjt+1表示第t+1次迭代后通信协议类型识别鲸鱼个体j在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中的位置，wjt表示第t次迭代后通信协议类型识别鲸鱼个体j在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中的位置，wbestt表示第t次迭代后通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中的最优位置，γ表示取值(-ρ,ρ)内的随机数，ρ的初始值为2，随着迭代次数线性递减至0；θ表示取值(0,2)区间内的随机数，||表示绝对值符号；

30、s4222、当选择向着随机通信协议类型识别鲸鱼个体的位置游动时，即通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中随机搜索出与电力终端对象通信传输特征数据b匹配的电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v，通信协议类型识别鲸鱼个体的位置更新公式如下：wjt+1＝wrandt-γ|θ×wrandt-wjt|，其中wrandt表示第t次迭代后随机选择的通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中的位置；

31、当γ＜1时，通信协议类型识别鲸鱼个体选择向着最优通信协议类型识别鲸鱼个体游动，即在通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中搜索出与电力终端对象通信传输特征数据b最匹配的电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v；

32、当γ≥1时，通信协议类型识别鲸鱼个体选择向着随机通信协议类型识别鲸鱼个体游动，即通信协议类型识别鲸鱼个体在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中随机搜索出与电力终端对象通信传输特征数据b匹配的电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v；

33、s423、气泡网阶段，通信协议类型识别鲸鱼个体在捕猎时会喷出气泡形成气泡网来驱赶猎物，通信协议类型识别鲸鱼个体使用气泡网来驱赶猎物，通信协议类型识别鲸鱼个体不断的更新自身在电力终端对象通信传输协议类型特征数据集合b'搜索空间中的位置，使用气泡网时，通信协议类型识别鲸鱼个体的位置更新公式如下：

34、其中σ为取值为1的常数，表示取值[-1,1]区间内的随机数，表示以e为底数的σ与乘积的指数幂；2πl气泡网总角度值，l表示气泡网的个数，cos(2πl)表示2πl的余弦值；

35、s424、当满足最大迭代算法时，输出与电力终端对象通信传输特征数据b匹配的电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v；

36、s43、将s424步骤中输出的所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v标识生成电力终端对象具体通信传输协议类型数据b'b。

37、本发明通过精确预设基于物联网的电力终端对象通信传输协议类型特征参数结合鲸鱼优化算法与电力终端对象通信传输协议类型特征参数进行通信传输协议类型特征数据匹配搜索出电力终端对象通信传输协议类型，达到精确分析出电力终端对象接收电力业务数据对应的物联网通信传输协议类型的效果。

38、优选的，依据所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据与电力终端对象通信传输协议数据进行电力终端对象的通信传输协议类型关键词匹配，搜索出所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据对应的所述电力终端对象通信传输协议数据并构建为电力终端对象具体通信传输协议数据的操作步骤如下：

39、s51、建立电力终端对象通信传输协议数据集合c＝(c1,…,cv,…,cφ)，其中cv表示电力终端对象通信传输协议类型特征数据b'v对应的电力终端对象通信传输协议数据，所述电力终端对象通信传输协议数据存储于电力终端对象的数据库，所述电力终端对象通信传输协议数据表示电力终端对象通信传输使用的通信传输协议程序语言的数据包；

40、s52、采用迭代加深搜索算法将所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据b'b与所述电力终端对象通信传输协议数据集合c中电力终端对象通信传输协议数据cv进行电力终端对象的通信传输协议类型关键词匹配，搜索出所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据b'b对应的所述电力终端对象通信传输协议数据cv并构建为电力终端对象具体通信传输协议数据cb。

41、本发明利用存储基于物联网的电力终端对象通信传输协议参数结合迭代加深搜索算法与电力终端对象通信传输协议参数进行通信传输协议类型关键词匹配，高效智能匹配出电力终端对象所需的物联网通信传输协议，达到提高电力终端物联网通信的适用性和通信效率的效果。

42、优选的，依据所述电力终端对象具体通信传输协议数据执行电力终端对象之间网络通信传输作业的操作步骤如下：

43、s61、获取所述电力终端对象具体通信传输协议数据cb；

44、s62、依据所述电力终端对象具体通信传输协议数据cb对应的电力终端对象通信传输使用的通信传输协议程序语言的数据包，执行接收所述电力终端对象通信传输特征数据b并利用通信传输协议将所述电力终端对象通信传输特征数据b转换为电力终端对象识别的通信数据完成电力终端对象之间网络通信传输作业。

45、本发明依据电力终端对象具体通信传输协议参数自主、高效执行电力终端对象之间网络通信传输作业，达到提高电力终端网络安全监测效率和质量的效果。

46、优选的，所述当执行电力终端对象之间网络通信传输作业完成时，获取所述电力终端对象通信身份验证结果数据和所述电力终端对象具体通信传输协议数据并推送反馈到电力网络通信安全监测端；当所述电力终端对象通信身份验证结果数据为未通过时，将所述电力终端对象通信身份验证结果数据推送反馈到电力网络通信安全监测端并采用报警设备进行电力网络通信传输异常预警作业的操作步骤如下：

47、s71、当s62步骤执行电力终端对象之间网络通信传输作业完成时，获取所述电力终端对象通信身份验证结果数据ayanzheng和所述电力终端对象具体通信传输协议数据cb通过物联网通信网络推送反馈到电力网络通信安全监测端；

48、当所述电力终端对象通信身份验证结果数据ayanzheng为未通过时，将所述电力终端对象通信身份验证结果数据ayanzheng通过物联网通信网络推送反馈到电力网络通信安全监测端并采用报警设备进行电力网络通信传输异常预警作业，报警设备表示蜂鸣器。

49、本发明通过精确收集电力终端通信身份不合法和合法认证状态下的电力终端对象通信身份验证结果参数、电力终端对象具体通信传输协议参数，及时反馈预警到电力网络通信安全监测端，达到提高电力终端物联网通信监测精度的效果。

50、实现所述一种电力终端网络安全监测方法的一种基于物联网的电力终端网络安全监测系统，所述系统包括电力终端对象通信身份验证模块、电力终端对象通信协议匹配模块和电力终端通信安全监测反馈模块；

51、所述电力终端对象通信身份验证模块包括电力终端对象通信身份特征采集单元、电力终端对象安全通信身份特征存储单元、电力终端对象通信身份验证单元、电力终端对象通信身份验证结果输出单元；

52、所述电力终端对象通信身份特征采集单元，通过物联网通信网关采集电力终端对象通信身份特征数据；所述电力终端对象安全通信身份特征存储单元，用于存储电力终端对象安全通信身份特征数据；所述电力终端对象通信身份验证单元，采用数据搜索算法将所述电力终端对象通信身份特征数据与电力终端对象安全通信身份特征数据进行电力终端对象的通信身份特征数据匹配，依据电力终端对象的通信身份特征数据匹配结果生成电力终端对象通信身份验证结果数据；所述电力终端对象通信身份验证结果输出单元，用于输出电力终端对象通信身份验证结果数据；

53、所述电力终端对象通信协议匹配模块包括电力终端对象通信传输信息采集单元、电力终端对象通信传输协议类型特征存储单元、电力终端对象通信传输协议类型识别单元、电力终端对象通信传输协议数据存储单元、电力终端对象通信传输协议搜索单元、电力终端对象通信传输执行单元；

54、所述电力终端对象通信传输信息采集单元，通过物联网通信网关采集电力终端对象通信传输特征数据；所述电力终端对象通信传输协议类型特征存储单元，用于存储基于物联网的电力终端对象通信传输协议类型特征数据；所述电力终端对象通信传输协议类型识别单元，采用数据识别算法将所述电力终端对象通信传输特征数据与电力终端对象通信传输协议类型特征数据进行电力终端对象的通信传输协议类型特征数据匹配，搜索出所述电力终端对象通信传输特征数据对应的所述电力终端对象通信传输协议类型特征数据并生成电力终端对象具体通信传输协议类型数据；所述电力终端对象通信传输协议数据存储单元，用于存储基于物联网的电力终端对象通信传输协议数据；所述电力终端对象通信传输协议搜索单元，依据所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据与电力终端对象通信传输协议数据进行电力终端对象的通信传输协议类型关键词匹配，搜索出所述电力终端对象具体通信传输协议类型数据对应的所述电力终端对象通信传输协议数据并构建为电力终端对象具体通信传输协议数据；所述电力终端对象通信传输执行单元，依据所述电力终端对象具体通信传输协议数据执行电力终端对象之间网络通信传输作业；

55、所述电力终端通信安全监测反馈模块包括电力终端通信安全监测结果获取单元、电力终端通信安全监测结果信息实时反馈单元和电力终端通信安全监测异常预警单元；

56、所述电力终端通信安全监测结果获取单元，用于获取所述电力终端对象通信身份验证结果数据和所述电力终端对象具体通信传输协议数据；所述电力终端通信安全监测结果信息实时反馈单元，将所述电力终端对象通信身份验证结果数据和所述电力终端对象具体通信传输协议数据并推送反馈到电力网络通信安全监测端；所述电力终端通信安全监测异常预警单元，将所述电力终端对象通信身份验证结果数据推送反馈到电力网络通信安全监测端并采用报警设备进行电力网络通信传输异常预警作业。

57、(三)有益效果

58、本发明提供了一种基于物联网的电力终端网络安全监测方法及系统。具备以下有益效果：

59、一、通过电力终端对象通信身份特征采集单元，采用物联网通信网关准确获取电力终端对象通信身份特征参数，为电力终端对象物联网通信身份识别提供数据支撑；电力终端对象安全通信身份特征存储单元和电力终端对象通信身份验证单元相互配合，科学预设电力终端对象安全通信身份特征参数结合智能搜索算法与电力终端对象安全通信身份特征参数进行通信身份特征数据匹配，智能判断出电力终端对象物联网通信身份是否属于合法电力终端，提高了电力终端物联网通信网络的安全性，提升电力系统的运行稳定性。

60、二、通过电力终端对象通信传输信息采集单元，采用物联网通信网关实时采集电力终端对象通信传输特征参数，为精确识别电力终端对象所需物联网通信传输协议类型提供数据支持；电力终端对象通信传输协议类型特征存储单元和电力终端对象通信传输协议类型识别单元相互配合，精确预设基于物联网的电力终端对象通信传输协议类型特征参数结合智能识别算法与电力终端对象通信传输协议类型特征参数进行通信传输协议类型特征数据匹配，实现精确分析出电力终端对象接收电力业务数据对应的物联网通信传输协议类型；电力终端对象通信传输协议数据存储单元和电力终端对象通信传输协议搜索单元相互配合，利用存储基于物联网的电力终端对象通信传输协议参数结合智能搜索算法与电力终端对象通信传输协议参数进行通信传输协议类型关键词匹配，实现高效智能为电力终端对象匹配所需的物联网通信传输协议，提高了电力终端物联网通信的适用性和通信效率；电力终端对象通信传输执行单元，依据电力终端对象具体通信传输协议参数自主、高效执行电力终端对象之间网络通信传输作业，提高了电力终端网络安全监测效率和质量。

61、三、通过电力终端通信安全监测结果获取单元和电力终端通信安全监测结果信息实时反馈单元相互配合，精确收集电力终端通信身份合法认证状态下的电力终端对象通信身份验证结果参数和电力终端对象具体通信传输协议参数，及时反馈到电力网络通信安全监测端，实现电力终端正常物联网通信状态的实时在线监测；电力终端通信安全监测异常预警单元，精确收集通信身份不合法认证状态下电力终端对象通信身份验证结果参数，及时反馈、预警到电力网络通信安全监测端，提高了电力终端物联网通信监测精度。

技术特征：

1.一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于，所述s1包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于，所述s2包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于，所述s3包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于，所述s4包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于，所述s5包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于：所述s6包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种电力终端网络安全监测方法，其特征在于，所述s7还包括以下步骤：当所述电力终端对象通信身份验证结果数据为未通过时，将所述电力终端对象通信身份验证结果数据推送反馈到电力网络通信安全监测端并采用报警设备进行电力网络通信传输异常预警作业；

9.实现如权利要求1-8中任意一项所述的一种电力终端网络安全监测方法的一种基于物联网的电力终端网络安全监测系统，其特征在于，所述系统包括电力终端对象通信身份验证模块、电力终端对象通信协议匹配模块和电力终端通信安全监测反馈模块。

技术总结
本发明涉及数字信息传输的技术领域，且公开了一种基于物联网的电力终端网络安全监测方法及系统，所述系统包括电力终端对象通信身份验证模块、电力终端对象通信协议匹配模块和电力终端通信安全监测反馈模块；通过物联网通信网关准确获取电力终端对象通信身份特征参数，为电力终端对象物联网通信身份识别提供数据支撑；科学预设电力终端对象安全通信身份特征参数结合智能搜索算法与电力终端对象安全通信身份特征参数进行通信身份特征数据匹配，智能判断出电力终端对象物联网通信身份是否属于合法电力终端，提高了电力终端物联网通信网络的安全性，提升电力系统的运行稳定性。

技术研发人员：袁亮,巩江伟,李乾坤,汤万森,徐泽,王秀芳
受保护的技术使用者：国网汇通金财（北京）信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23