CN105306216A - 基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统 - Google Patents

Abstract

一种基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，包括配网终端装置、智能移动设备、web服务在线平台、后台维护网站。对配网行业终端维护方式进行改进，充分利用智能移动设备的灵活性和无线通信便捷性，对配网终端装置进行浏览控制等操作，大大提高了工作人员的效率。本发明运用基于用户ID匹配MAC地址的在线安全认证技术验证智能移动设备及用户的合法性，运用蓝牙配对码加密方式建立安全加密的无线通信连接，确保该维护系统安全可靠性。

Description

基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统

技术领域

本发明涉及一种基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，特别适用于智能配电网领域。

背景技术

近年来,基于安卓和IOS系统的智能移动设备和无线网络广泛渗入人们的日常生活，智能化、移动化成为工业控制领域中迅速发展的方向,也是工业自动化产品未来的新增长点。将智能操作系统与工业领域的电子设备结合，在智能操作系统上开发应用软件，可以为使用者提供特色、专业化服务，带来极大的实用价值。在配置、安装、修改和扩展等方面,无线网络的成本都低于有线网络，通过无线网络可以很方便地接入移动设备,将大大提高工作人员的工作效率。

配电网终端装置是安装在配电室或馈线上的智能终端设备。它可以与远方的配电子站通信，将配电设备的运行数据发送到配电子站，还可以接受配电子站的控制命令，对配电设备进行控制和调节。配电网终端装置一般配有液晶面板、网口以及无线通信模块，安装在配电室的装置可以通过网线连接电脑，通过电脑上的维护软件进行浏览数据或操作装置，而架设在配网架空线上的装置则要求工作人员爬到高处接触通过液晶面板操作装置，对操作维护带来很大的不便。因此如何高效便捷的进行配电网终端装置进行维护是亟待解决的问题。

现有的配电网终端装置无线维护方式也有通过433MHz频段无线通信模块使用可移动设备维护，433MHz频段优点信号强，传输距离长，穿透、绕射能力强，但是由于传输速度较慢，用户体验效果不好且不易进行程序更新。而配电网终端装置一般安装在比较空旷的区域，信号不易被遮挡，安装高度在十米左右，2.4GHz频段能够满足无线通信需求，而且2.4GHz频段可以开发的带有复杂智能协议的应用，如无线局域网、蓝牙等，因此结合智能移动设备的灵活性以及无线通信的便捷性研究出安全可靠的配电网终端装置维护方式，是智能配电网自动化发展的方向。

发明内容

本发明针对上述背景技术所述的问题，提出了一种基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

一种基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，该系统包括配网终端装置、智能移动设备、web服务在线平台、后台维护网站；其特征在于：

所述智能移动设备可联网登录运行配电网维护软件；

所述智能移动设备包括3G无线通信模块、蓝牙模块以及用户可进行浏览操作的触屏界面，

其中智能移动设备通过3G无线通信模块实现上网功能，配电网维护软件运行后需首先通过web服务在线平台进行在线身份认证；所述智能移动设备通过蓝牙模块与配置蓝牙模块的配网终端装置进行通信，用户通过智能移动设备的配电网维护软件实现对配电网终端装置的维护，所述维护包括装置设置、数据浏览、装置操作、装置调试；

智能移动设备通过web服务与web服务在线平台进行交互，由web服务在线平台实现智能移动设备在线身份验证，以及备份用户通过智能移动设备对配网终端装置的维护记录，即将所述维护记录通过web服务备份到后台数据库；

后台维护网站实现对后台数据库、web服务在线平台、智能移动设备和用户的管理，管理员通过后台维护网站查看用户通过智能移动设备对配网终端装置的维护记录，若发现某用户通过智能移动设备对配网终端装置的维护记录异常，则闭锁相应的智能移动设备或删除该用户。

所述维护系统运用基于用户ID匹配MAC地址的在线安全认证技术确保智能移动设备及用户的合法性，智能移动设备的MAC地址和用户ID绑定，用户只可在与其绑定的智能移动设备上登录进行操作；智能移动设备通过web服务将MAC地址、用户ID和登录密码发送给web服务在线平台，web服务提供在线验证智能移动设备及用户ID是否匹配，只有合法的用户才能获取维护系统使用权限，即使用该用户对应的正常状态下的智能移动设备才能登录成功。

所述维护系统运用基于蓝牙配对码加密方式，建立安全加密的无线通信连接，智能移动设备获取维护系统使用权限后，仍需要和维护的配电网终端设备采用蓝牙配对码加密的方式进行蓝牙连接，方能对其进行维护操作。

其中，装置设置是指维护设备的基本信息，包括装置地址、网络地址、时钟等信息；

数据浏览是指浏览设备的运行状况；

装置操作是指对配网终端装置进行遥控、复位操作；

装置调试包括对配网终端装置进行开入检查、开出检查、调校等操作。

本发明具有以下有益效果：

本发明针对配电网终端装置维护提出了一种基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，对配网行业终端维护方式进行改进，利用智能移动设备以蓝牙通讯的方式对配网终端装置进行浏览控制等操作，用户可以便捷高效的工作。配电网设备维护系统运用基于用户ID匹配MAC地址的在线安全认证技术以及蓝牙配对码加密方式，确保智能移动设备及使用者的合法性以及建立安全加密的无线通信连接，该系统后台维护网站可记录用户操作事件、管理智能移动设备和用户，防止有人使用智能移动设备恶意操作配网终端装置，保证系统长期稳定、安全、可靠运行。

附图说明

图1为本发明基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统总体架构示意图；

图2为本发明基于用户ID匹配MAC地址的在线安全认证技术示意图；

图3为发明新型蓝牙配对码加密连接过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示为本发明基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统总体架构示意图。基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统包括配网终端装置、智能移动设备、web服务在线平台、后台维护网站。智能移动设备可运行安卓智能操作系统以及配电网维护软件，智能移动设备包括3G无线通信模块、蓝牙模块、以及用户可进行浏览操作的触屏界面。3G无线通信模块可实现上网功能，配电网维护软件运行后需首先登录web服务在线平台进行安全认证。蓝牙模块可与配网终端装置蓝牙模块进行通信，配电网维护软件实现装置设置、数据浏览、装置操作、装置调试功能。装置设置功能主要是维护设备的基本信息，如装置地址、网络地址、时钟等信息。数据浏览功能主要是浏览设备的运行状况。装置操作功能主要是对设备进行遥控、复位等操作。装置调试主要包括对设备进行开入检查、开出检查、调校等操作。配网终端装置配有蓝牙模块，可与智能移动设备的蓝牙模块进行通信，实现配网终端装置的便捷维护。智能移动设备服务器使用LINUX操作系统，安装JDK、Tomcat以及MySQL数据库，后台维护网站和web服务在线平台的程序部署在Tomcat服务器上。web服务在线平台实现智能移动设备在线身份验证，备份装置操作记录等功能，web服务是提供智能移动设备访问服务器的接口，智能移动设备与web服务在线平台基于C/S模式。智能移动设备通过3G网络把数据传递给web服务在线平台，由web服务承担如登录校验，添加用户以及备份装置操作记录等关联数据库的逻辑处理。智能移动设备智能移动设备智能移动设备后台维护网站是对服务器数据库管理和维护的提供一个可视化界面，可使用PC机通过互联网登录访问后台维护网站，进行用户管理、智能移动设备MAC地址管理、企业信息管理、浏览用户操作事件等。

如图2所示为基于用户ID匹配MAC地址的在线安全认证技术示意图。用户在智能移动设备维护软件登录界面输入用户ID和登录密码，智能移动设备通过3G网络把将MAC地址、用户ID和登录密码发送给web服务在线平台，web服务查询数据库中用户表和MAC地址表，验证智能移动设备的MAC地址、用户ID与数据库中记录是否一致以及该智能移动设备是否处于正常状态，如果验证通过，则返回用户的装置操作权限返回给智能移动设备，否则返回登录失败码。用户权限分为管理员权限、一级用户权限、二级用户权限。用户管理员可以登录后台维护网站，查看和维护该企业下的用户，维护该企业下拥有的安卓的MAC地址，查看该企业下用户在智能移动设备上对配网终端装置进行操作的日志。用户管理员也可登录智能移动设备，但有且仅有添加和修改一级用户和二级用户的权限。一级用户有数据浏览和操作终端设备的权限，同时所有操作都将备份到在线平台，与操作者相关联；二级用户仅有数据浏览的权限，通过分级监管模式保证每台移动设备的使用权限都处于在线平台的安全监控范围内将可能存在的安全隐患降到最低。一级用户使用智能移动设备对终端装置进行控制操作的记录会通过web服务备份到后台数据库可以查看用户的操作记录，若管理员发现异常记录可以登录后台维护网站删除用户或更改其权限。若智能移动设备丢失，管理员可以登录后台维护网站将该智能移动设备的MAC地址进行闭锁，那么智能移动设备维护软件将无法被使用。

如图3所示为本发明蓝牙配对码加密连接过程示意图。智能移动设备自带蓝牙硬件的支持，安卓系统应用框架层提供了一系列包括蓝牙设备搜索，蓝牙设配点对点配对，建立通讯链路，传输数据等API供开发者调用，本系统智能移动设备维护软件也是基于上述的支持上开发进行蓝牙信息传输的。蓝牙标准定义了三种安全模式：无安全机制，面向业务的安全保证，面向链路的安全保证。为了信息传输的安全，本系统可采用面向链路的安全保证。由于蓝牙连接是点对点的，为了防止配对码泄露，导致别的智能移动设备连接上配电终端装置，占用蓝牙连接通道，我们在智能移动设备维护软件和配电终端装置蓝牙模块开发时均采用蓝牙配对码加密方式，这样保证对外公开的配对码并不是实际的配对码。用户使用智能移动设备维护软件检测到附近配网终端装置的蓝牙模块信号时，请求连接需输入配网终端装置蓝牙模块预设的密码，智能移动设备维护软件将配对码加密后发送给配电终端装置蓝牙模块，只有配对码一致才能配对成功建立连接。智能移动设备与配网终端装置配对成功，建立蓝牙连接后，双方通过蓝牙进行安全加密通信，即可通过智能移动设备对配网终端装置进行浏览、设置等一系列操作了。

Claims (4)

1.一种基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，该系统包括配网终端装置、智能移动设备、web服务在线平台、后台维护网站；其特征在于：

所述智能移动设备可联网登录运行配电网维护软件；

所述智能移动设备包括3G无线通信模块、蓝牙模块以及用户可进行浏览操作的触屏界面，

其中智能移动设备通过3G无线通信模块实现上网功能，配电网维护软件运行后需首先通过web服务在线平台进行在线身份认证；所述智能移动设备通过蓝牙模块与配置蓝牙模块的配网终端装置进行通信，用户通过智能移动设备的配电网维护软件实现对配电网终端装置的维护，所述维护包括装置设置、数据浏览、装置操作、装置调试；

智能移动设备通过web服务与web服务在线平台进行交互，由web服务在线平台实现智能移动设备在线身份验证，以及备份用户通过智能移动设备对配网终端装置的维护记录，即将所述维护记录通过web服务备份到后台数据库；

后台维护网站实现对后台数据库、web服务在线平台、智能移动设备和用户的管理，管理员通过后台维护网站查看用户通过智能移动设备对配网终端装置的维护记录，若发现某用户通过智能移动设备对配网终端装置的维护记录异常，则闭锁相应的智能移动设备或删除该用户。

2.根据权利要求1所述的基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，其特征在于：

所述维护系统运用基于用户ID匹配MAC地址的在线安全认证技术确保智能移动设备及用户的合法性，智能移动设备的MAC地址和用户ID绑定，用户只可在与其绑定的智能移动设备上登录进行操作；智能移动设备通过web服务将MAC地址、用户ID和登录密码发送给web服务在线平台，web服务提供在线验证智能移动设备及用户ID是否匹配，只有合法的用户才能获取维护系统使用权限，即使用该用户对应的正常状态下的智能移动设备才能登录成功。

3.根据权利要求2所述的基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，其特征在于：

所述维护系统运用基于蓝牙配对码加密方式，建立安全加密的无线通信连接，智能移动设备获取维护系统使用权限后，仍需要和维护的配电网终端设备采用蓝牙配对码加密的方式进行蓝牙连接，方能对其进行维护操作。

4.根据权利要求1所述的基于移动网络安全认证的配电网设备维护系统，其特征在于：

装置设置是指维护设备的基本信息，包括装置地址、网络地址、时钟等信息；

数据浏览是指浏览设备的运行状况；

装置操作是指对配网终端装置进行遥控、复位操作；

装置调试包括对配网终端装置进行开入检查、开出检查、调校等操作。