CN110097017A - 输电网络特型电表监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输电网络特型电表监控系统及方法，该系统包括：若干个特型电表、信息节点、采集器；若干个特型电表按照电网区域进行划分，每个所述区域中仅包含一个信息节点，所述信息节点仅与其所在区域内的特型电表进行数据交互；所述采集器与所述信息节点进行数据交互，不能与所述特型电表进行信息交互；信息节点定期或依据所述采集器的请求，对其所在区域内的特型电表进行数据汇集，并在收到所述采集器发送的请求后，将所汇集的数据发送至所述采集器。本发明的方案，可以有效避免特型电表数据的盗用或电网的恶意入侵，并使得数据传输更为便捷，保证了输电网络的安全运行。

Description

输电网络特型电表监控系统及方法
技术领域
本发明涉及智能电表领域，特别是涉及应用在特种设备或特殊环境中的特型电表的监控、数据的传输方法和系统。
背景技术
随着时代的不断发展，智能电网这一概念逐渐被市场熟悉，智能电网是一种具有兼容、安全和自愈等特点的互动性的供电王刚落，也是提高后续多种新能源接入、保证电网整体供电质量的未来型电网。目前我国电网铺设范围已经覆盖了绝大部分区域，同时，水电、风电等类型的新能源电力也在以较大的增幅接入高压输电网络中，国内未来对智能电网的需求和要求也在不断提高。
随着智能电网的推广，应用在特殊节点以及不稳定环境中的智能电表，将面临越来越多的考验。这不但对这类特型电表的控制部署、符合数据监控、运行中状态监测、性能的稳定提出了更高的要求，也对周边环境的监控、稳定性等提出了新的要求。例如，在2015年，就有研究人员发现，欧洲部分国家所使用的电表中，存在安全漏洞，可以直接被利用进行电费欺诈，甚至借此接入输电网络，从而导致大面积停电事件。
鉴于目前智能电网的特殊化要求，作为特殊节点上使用的特型电表，要在性能的稳定性、监控的全面性以及信息的保密性方面，都进行提高，才能满足保证电网必要数据采集的同时，达到对电网运行的有效监控和数据采集的便利性。而目前市面上的常规电表，一般仅针对普通用户入户使用，并不能满足对于特殊环境的采集和监控需求，且在常规的通过总线进行仪表数据采集时，传统的方式是直接将总线通过串口转换器转换为以太网口后，通过以太网将仪表数据发送至仪表数据处理器，若出现网络中断等异常情况，或因接入电源或恶劣环境剧烈变化导致电网出现稳定性波动时，常规电表无法进行有效的数据传输，或者有效的错误告警。
基于以上存在的问题，传统的电表及其监控已经无法满足新一代的智能电网要求，市场上需要一种能够适应恶劣环境监控要求，以及电表性能和安全性稳定的电表。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种输电网络特型电表监控系统及方法，能够在保证供电网络安全性的前提下，有效保证供电网络数据的有效对外隔离，保证供电网络的安全监控及运行。具体而言，本发明提供了以下的技术方案：
一方面，本发明提供了一种输电网络特型电表监控系统，该系统包括：若干个特型电表、信息节点、采集器；
所述若干个特型电表按照电网区域进行划分，每个所述区域中仅包含一个信息节点，所述信息节点仅与其所在区域内的特型电表进行数据交互；所述采集器与所述信息节点进行数据交互，不能与所述特型电表进行信息交互；
所述信息节点定期或依据所述采集器的请求，对其所在区域内的特型电表进行数据汇集，并在收到所述采集器发送的请求后，将所汇集的数据发送至所述采集器。
优选地，所述特型电表至少包括数据采集及存储模块、密钥存储模块、权限代码存储模块、信息发送/接收模块、图像监控模块、数据处理模块；
所述数据采集及存储模块，用于按照预定周期获取并存储所在电网的数据，该数据包括所述图像监控模块采集的监控图像数据；
所述密钥存储模块，用于预先存储加密密钥；
所述权限代码存储模块，用于存储信息中心的权限代码；
所述信息发送/接收模块，用于负责接收以及传输数据；
所述数据处理模块，用于基于密钥、电网的数据、权限代码，进行发送数据的处理，以及接收数据的验证。
优选地，所述图像监控模块获取原始图像后，进行动态区域识别和划分，并将动态区域外的数据剔除，将动态区域内的数据作为监控图像数据，发送给所述数据采集及存储模块。
优选地，所述图像监控模块对于原始图像数据，建立图像像素数据集合Xt，针对该像素数据集合进行概率函数预测，构建的概率函数为：
，
其中，为t时刻的第i个高斯分布的概率密度函数，为均值，为协方差矩阵，为第i个高斯分布在t时刻的权重，且有，为自变量，K表示高斯分布的个数。此处可以依据具体需求进行阈值设置，通过像素值的阈值比较，即当前像素预测值与下一帧图像对应的像素值的比较，超出这一阈值，则认为是变动区域，否则为背景区域。
优选地，对于图像中存在的变动区域，求取变动区域中所有像素的水平方向梯度和垂直方向梯度，进而求取梯度的方向，然后通过将梯度方向离散的划分到直方图中对应的级数得到该区域的方向梯度直方图，在构建方向直方图时，采用0-180度的方向范围，梯度直方图H表示为：
，
其中，，，k=1……z为直方图的级数，h(i,j)、v(i,j)、g(i,j)、o(i,j)分别为位于位置(i,j)的像素的水平梯度、垂直梯度、梯度强度和梯度方向，为Kronecker delta函数。
另一方面，本发明还提供了一种输电网络特型电表监控方法，该方法包括：
S1、将输电网络按照区域进行划分，并在每个所述区域内设置一个信息节点，所述信息节点生成指令代码、随机码、时间，并调出预存的需要汇集的目标特型电表的电表编码，以及预存的权限代码；
S2、所述信息节点对所述权限代码、指令代码、随机码、时间进行数据加密，并同时进行Hash运算；然后结合电表编码，生成汇集指令，并发送给特型电表；
S3、所述特型电表接收到所述汇集指令后，进行解密及Hash运算，校验汇集指令的完整性及权限，若通过校验，则执行汇集指令，进入S4，否则反馈错误代码并结束；
S4、所述特型电表基于所述随机码生成反馈码，并将反馈码与待传输数据进行加密运算，并同时进行Hash运算；再结合所述电表编码，生成电表发送数据，并发送；
S5、信息节点接收所述电表发送数据，进行解密运算以及Hash运算，校验电表发送数据的完整性及权限，若校验通过，则存储所述待传输数据，并添加时间戳；否则向校验未通过的特型电表再次发送汇集指令。
优选地，所述区域内的信息节点，仅与本区域内的特型电表连接并进行数据交互，不能跨区域获取其他特型电表数据。
优选地，所述方法还包括：
S6、采集中心向所述信息节点发送数据采集请求，所述采集请求包括数据节点编码，以及基于权限代码、采集指令、时间进行加密和进行Hash运算后的数据；
S7、所述信息节点在接收到采集请求后，进行解密及Hash运算，校验采集请求的完整性及权限，若通过校验，则执行指令，进入S8，否则反馈错误代码并结束；
S8、信息节点基于权限代码生成节点反馈码，并结合信息节点编码和要发送的数据，生成采集信息，并发送至采集中心；
S9、采集中心接收所述采集信息，进行解密运算以及Hash运算，校验采集信息的完整性及权限，若校验通过，则存储所述要发送的数据，并添加时间戳；否则向校验未通过的信息节点再次发送汇集指令。
优选地，所述权限的校验，具体包括：
是否符合预存的权限代码要求；以及
权限代码是否已在早期的数据指令中被使用过，如果验证已被使用，则生成错误代码，并禁止执行相应的指令代码。
优选地，所述加密采用随机数及动态阈值方式进行。
优选地，所述S4中的待传输数据包括特型电表的监控图像数据，所述监控图像数据为发生动态变化的部分的图像数据。
优选地，所述信息节点发送的汇集指令，包括以下内容：电表编码ID、预存的权限代码Q、指令代码Z、随机码S、时间T。
优选地，所述汇集指令的数据的发送格式如下：
[ID，（Q，S，Z，T）key，Hash（Q，S，Z，T）]
其中，Hash（）表示Hash运算，下标key表示加密运算。
优选地，所述特型电表发送的所述电表发送数据，格式如下：
[ID，（SS，DATA）key，Hash（SS，DATA）]
其中，SS是基于S生成的反馈码，DATA为数据内容，Hash（）表示Hash运算，下标key表示加密运算。
附图说明
图1为本发明实施例的电表信息采集结构示意图；
图2为本发明实施例的电表端数据传输方式；
图3为本发明实施例的传输数据加密方式；
图4为本发明实施例的监控系统框图。
具体实施例
下面将结合本发明实施例中的图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
对于常规的特定电网中节点间的电表，采用电表与中心站之间的握手方式进行验证，并对加密数据进行传输，而通过临近电表间的相互验证方式，则要求单个电表之间的数据传输和处理量达到一定的级别，例如在传输常规的读数数据之外，还需要传输各类监控数据，则常规电表无法进行处理，不具有大规模应用的便利性。常规的电网及设备之间的密钥，是提前分发的，因此，本发明中，将剔除掉密钥的分发部分，以进一步降低电表数据处理中的数据量。
结合图1，在一个具体的实施方式中，我们通过单独的采集设备，例如数据中心，与电网中的区域内信息节点之间进行数据交互和收集，该区域内的信息节点与其所属区域内的智能电表进行数据交互和汇总，这样就能有效地保证数据交互的安全性，以及数据汇总的便捷性。
结合图2，在进行电表的信息汇总时，首先，各区域之间的信息节点不能跨区域进行电表数据的收集，每一个信息节点仅能与本区域内的电表进行交互。电表作为数据传输的安全需要，其受到的各类信息均需要进行安全性验证。当进行数据的汇集时，信息节点发送汇集指令至被采集的目标电表，此时，电表可以是单个，或区域内的多个电表，该指令经过加密处理。指令包括以下内容：电表编码ID、预存的权限代码Q、指令代码Z、随机码S、时间T，在进行上述信息发送时，需要对编码进行加密设置。上述数据的发送格式可以设置如下：
[ID，（Q，S，Z，T）key，Hash（Q，S，Z，T）]
即在对权限代码、指令代码、随机码、时间关键数据进行传输时，需传送的内容除去电表的ID编码外，需要对上述四个数据进行加密，并将上述四项数据的Hash运算结果作为一项验证数据同时传输，其中下标key表示key加密运算。
当电表接收到上述信息后，对上述信息进行解密，并通过Hash运算验证信息是否存在缺损，并同时验证权限代码的有效性，该有效性的验证包括至少两个方面：第一，是否符合预存的权限代码要求，例如是否与预存的权限代码相同，或是否符合权限代码的运算要求；第二，权限代码是否已在早期的数据指令中被使用过，如果验证已被使用，报送错误代码，并禁止执行相应的指令代码。如果信息缺损（信息完整性）及有效性验证均通过，则进行指令代码的解译，并返回对应的数据，返回的数据信息至少包括电表编码ID、基于随机码S生成的反馈码SS、数据内容DATA；需要指出的是，在特型电表的设置中，需要对特型电表周边的关键部件及部件环境进行视频信息监控，因此电表发送的数据，还包含电表的视频监控数据，该视频监控数据，是反馈数据信息时的单帧图像数据，并且，为了降低数据的传输量，该单针图像数据仅截取监控范围内存在变化或动作的区域图像，其他范围内图像则在信息汇集中心以已有背景图像进行填充，信息汇集中心会间隔一定的时间，对电表的视频监控数据进行一次全采集，即采集整幅监控画面图像，以作为背景对比图或进行人工查阅或人工检验时使用。电表发送的数据格式例如可以如下：
[ID，（SS，DATA）key，Hash（SS，DATA）]
其中，SS基于S生成，其生成算法可以采用现有技术中的常规算法或简单加密方式，以确保校验数据的正确性；key表示加密算法。
当信息节点接收到电表发送的数据时，通过校验SS的正确性，验证数据是否有效，如果有效，则将数据进行保存，并对上述数据加时间戳。如果校验没有通过，则向出问题的特型电表再次发送汇集指令，当校验连续未通过的次数达到一定阈值时，则停止发送汇集指令，并生成错误代码，该错误代码可以是生成后实时发送给采集设备，也可以是在采集设备进行数据采集时作为单独数据进行发送。
当信息节点与采集中心（采集设备）进行数据汇集时，首先向信息节点发送数据的汇集请求（采集请求），该数据请求包括标识信息节点唯一性的编码CD、权限代码D、采集指令CZ、时间TC，在一个具体的实施例中，该汇集请求的格式可以采取如下格式：
[CD，（D，CZ，TC）key，Hash（D，CZ，TC）]
即在对权限代码、采集指令、时间关键数据进行传输时，需传送的内容除去信息节点的CD编码外，需要对上述三个数据进行加密，并将上述三项数据的Hash运算结果作为一项验证数据同时传输，其中下标key表示key加密运算。
当信息节点接收到上述汇集请求时，通过key解密运算以及Hash运算，判定数据的完整性，并且同时验证权限代码D的有效性，即比对D是否与预存的或者预设的算法处理后的数据一致。当上述的验证均通过时，信息节点执行对应的采集指令CZ，并生成传输的数据DATAC，形成采集信息，其格式为：
[CD，（DD，DATAC）key，Hash（SS，DATAC）]
其中，DD（节点反馈码）是基于权限代码D通过加密运算得到的，其生成算法可以采用现有技术中的常规算法或简单加密方式，以确保校验数据的正确性，当然，在一个具体的实施方式中，DD的加密算法可以与SS的加密算法一致，也可以采用不同的加密算法。
校验通过后，采集中心存储获取到的数据，并加时间戳，否则，向出问题的信息节点再次发送采集请求，当校验连续未通过的次数达到一定阈值时，则停止发送采集请求，并生成错误代码上报。
实施例2
在一个具体的实施例中，结合说明书附图3，为了提高在数据传输中的安全性以及数据传输量的压要求，本方案中采用随机采集特定数量的，并且满足数据阈值要求的数据，作为待加密数据，并对该些数据进行特定的加密计算，从而实现上述的key加密方式。具体而言，可以采用如下方式：
对于待传输的数据集，从中随机采集u个点的数据v，形成数据集V，并记录其随机位置，随机位置的计算，可以采用现有技术中的随机数产生方式实现，此处不再赘述。并且，上述阈值采用动态阈值方式，即基于随机采集的数据v，得到动态阈值：
其中，
当随机采集的数据v大于等于上述阈值时，保留该数据v，否则剔除，最后形成为编码数据集W，其中共包含w个数据。
选取W中的最大值wmax=max(Wp)，1≤p≤w。
基于wmax以及编码数据集W进行待传输的数据集的加密，在一个具体的实施方式中，优选采用如下的方式：
对于待传输的数据集F，其中的数据表示为Fq，共包含f个数据，则对其进行加密的方式为
Cq=（cq+key+W）（mod wmax）,1≤q≤w
cq=（Fq+Wq）‖0α，α=l（q-1）
其中，key为加密密钥，α为所加0的位数，l为数据用二进制表示时的位数，Cq为加密数据，Wq表示W中的第q个数据，当q大于编码数据集中的数据个数w时，Wq取0。
在数据发送时，将n个采集点的随机位置数据，连同上述进行加密处理后的数据，合并为发送数据，进行传送。
在接收方接收到相应的数据后，该接收方可以是电表、信息节点或者采集设备，通过随机位置数据、预存的密钥以及加密后的密文，进行解密运算，得到对应的数据。解密运算过程为加密的逆过程，本领域技术人员在上述公开的加密过程（算法）的基础上，是完全可以进行逆向运算获知的，此处不再赘述。
实施例3
在另外一种优选的实施方式中，在一类特定的环境中，对于特型电表环境的监控图像数据，是需要一并进行汇集并适时上传和存档的，因此，结合实际需要，在汇集基础电表数据的同时，汇聚该些简化后的图像数据，是额外需要的，尤其是针对特殊使用环境的情况下，例如在偏远高寒地区、特殊环境建筑内部、特殊类型的新能源电站节点等。基于此，在一个具体的实施方式中，本发明在特型电表中，还设置了图像监测设备，用以获取对应的监控图像数据。
对于图像监测设备采集到的图像数据，先进行背景建模，具体而言，对于获取到的原始图像，建立图像像素数据集合Xt，针对该像素数据集合进行概率函数预测，其概率函数表示为：
，
其中，为t时刻的第i个高斯分布的概率密度函数，为均值，为协方差矩阵，为第i个高斯分布在t时刻的权重，且有，为自变量，K表示高斯分布的个数。此处可以依据具体需求进行阈值设置，通过像素值的阈值比较，即当前像素预测值与下一帧图像对应的像素值的比较，超出这一阈值，则认为是变动区域，否则为背景区域。当然，本发明中的背景剪除或者动态区域识别的方式还可以采用现有技术中的识别方式，该类方式仍有较多不同方法，但对于硬件的资源占用较多，但仍可采用，此处不再一一赘述。
本发明所采用的背景建模方法，可以很好地去除背景图像，这样，就可以将不需要关注的信息尽量多地排除在数据传输的内容之外，并且在此基础上，有效突出感兴趣图像区域及轮廓，更加便于后续对变动区域进行鉴别监控，并且对于发生动态变化的部分的图像数据，通常区域范围都较小，且数据量少，而在没有发生动态变化时，一般传输的数据量更少，有效降低了传输和加工的数据量。
对于图像中存在的变动区域，在获取到监控区域范围内存在动态目标时，需要对动态目标范围进行检测，将候选区域用一矩形窗口表示，求取窗口内所有像素的水平方向梯度和垂直方向梯度，进而求取梯度的方向，然后通过将梯度方向离散的划分到直方图中对应的级数得到该区域的方向梯度直方图，在构建方向直方图时，采用0-180度的方向范围，梯度直方图H表示为：
，
其中，，，k=1……z为直方图的级数，h(i,j)、v(i,j)、g(i,j)、o(i,j)分别为位于位置(i,j)的像素的水平梯度、垂直梯度、梯度强度和梯度方向，为Kronecker delta函数。
在这一方式的基础上，当监控范围内并未出现较大的变动时，例如偶发的突发事件、袭击等，则进行传输的图像数据内容在去除背景后，剩余量很小；并且，即使在图像中存在这一突发事件时，其传输也仅限于动态范围之内。当该些数据通过采集设备获取后，将会基于前期的已存储或传输的背景图像进行完整图像的叠加合成，从而使监控人员更容易比对出事件发生的精确位置。而在上述算法中，需要对建立的目标函数进行训练，在一个具体的实施方式中，我们可以使用Adaboost算法进行训练，采集400张监控照片，250张作为正样本，80张作为负样本，进行训练，得到一个检测模型，另70张作为测试样本。本发明的该方案中，通过实地数据测试，检测准确率达到90%以上。
实施例4
在又一个具体的实施例中，本发明还提供了输电网络特型电表监控系统，结合附图4，此处需要指出的是，图4中为了方便示意，仅标识出一个特型电表作为举例，在实际应用中，一个信息节点可以对应多个特型电表。该系统包括若干个特型电表、信息节点、采集器；
所述若干个特型电表按照电网区域进行划分，每个所述区域中仅包含一个信息节点，所述信息节点仅与其所在区域内的特型电表进行数据交互；所述采集器与所述信息节点进行数据交互，不能与所述特型电表进行信息交互；
所述信息节点定期或依据所述采集器的请求，对其所在区域内的特型电表进行数据汇集，并在收到所述采集器发送的请求后，将所汇集的数据发送至所述采集器。
在一个具体的实施方式中，所述特型电表至少包括数据采集及存储模块、密钥存储模块、权限代码存储模块、信息发送/接收模块、图像监控模块、数据处理模块；
所述数据采集及存储模块，用于按照预定周期获取并存储所在电网的数据，该数据包括所述图像监控模块采集的监控图像数据；
所述密钥存储模块，用于预先存储加密密钥；
所述权限代码存储模块，用于存储信息中心的权限代码；
所述信息发送/接收模块，用于负责接收以及传输数据；
所述数据处理模块，用于基于密钥、电网的数据、权限代码，进行发送数据的处理，以及接收数据的验证。
在一个具体的实施方式中，所述图像监控模块获取原始图像后，进行动态区域识别和划分，并将动态区域外的数据剔除，将动态区域内的数据作为监控图像数据，发送给所述数据采集及存储模块。
在一个具体的实施方式中，图像监控模块进行动态区域识别和划分，可以通过以下方式进行：
对于其采集到的图像数据，先进行背景建模，具体而言，对于获取到的原始图像，建立图像像素数据集合Xt，针对该像素数据集合进行概率函数预测，该背景建模的具体算法中，其概率函数表示为：
，
其中，为t时刻的第i个高斯分布的概率密度函数，为均值，为协方差矩阵，为第i个高斯分布在t时刻的权重，且有，为自变量，K表示高斯分布的个数。此处可以依据具体需求进行阈值设置，通过像素值的阈值比较，即当前像素预测值与下一帧图像对应的像素值的比较，超出这一阈值，则认为是变动区域，否则为背景区域。本发明所采用的背景建模方法，可以很好地去除背景图像，这样，就可以将不需要关注的信息尽量多地排除在数据传输的内容之外，并且在此基础上，有效突出感兴趣图像区域及轮廓，更加便于后续对变动区域进行鉴别监控，并且对于发生动态变化的部分的图像数据，通常区域范围都较小，且数据量少，而在没有发生动态变化时，一般传输的数据量更少，有效降低了传输和加工的数据量。
对于图像中存在的变动区域，在获取到监控区域范围内存在动态目标时，需要对动态目标范围进行检测，将候选区域用一矩形窗口表示，求取窗口内所有像素的水平方向梯度和垂直方向梯度，进而求取梯度的方向，然后通过将梯度方向离散的划分到直方图中对应的级数得到该区域的方向梯度直方图，在构建方向直方图时，采用0-180度的方向范围，梯度直方图H表示为：
，
其中，，，k=1……z为直方图的级数，h(i,j)、v(i,j)、g(i,j)、o(i,j)分别为位于位置(i,j)的像素的水平梯度、垂直梯度、梯度强度和梯度方向，为Kronecker delta函数。
在这一方式的基础上，当监控范围内并未出现较大的变动时，例如偶发的突发事件、袭击等，则进行传输的图像数据内容在去除背景后，剩余量很小；并且，即使在图像中存在这一突发事件时，其传输也仅限于动态范围之内。当该些数据通过采集设备获取后，将会基于前期的已存储或传输的背景图像进行完整图像的叠加合成，从而使监控人员更容易比对出事件发生的精确位置。而在上述算法中，需要对建立的目标函数进行训练，在一个具体的实施方式中，我们可以使用Adaboost算法进行训练，采集400张监控照片，250张作为正样本，80张作为负样本，进行训练，得到一个检测模型，另70张作为测试样本。本发明的该方案中，通过实地数据测试，检测准确率达到90%以上。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.输电网络特型电表监控系统，其特征在于，所述系统包括：若干个特型电表、信息节点、采集器；
所述若干个特型电表按照电网区域进行划分，每个所述区域中仅包含一个信息节点，所述信息节点仅与其所在区域内的特型电表进行数据交互；所述采集器与所述信息节点进行数据交互，不能与所述特型电表进行信息交互；
所述信息节点定期或依据所述采集器的请求，对其所在区域内的特型电表进行数据汇集，并在收到所述采集器发送的请求后，将所汇集的数据发送至所述采集器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述特型电表至少包括数据采集及存储模块、密钥存储模块、权限代码存储模块、信息发送/接收模块、图像监控模块、数据处理模块；
所述数据采集及存储模块，用于按照预定周期获取并存储所在电网的数据，该数据包括所述图像监控模块采集的监控图像数据；
所述密钥存储模块，用于预先存储加密密钥；
所述权限代码存储模块，用于存储信息中心的权限代码；
所述信息发送/接收模块，用于负责接收以及传输数据；
所述数据处理模块，用于基于密钥、电网的数据、权限代码，进行发送数据的处理，以及接收数据的验证。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像监控模块获取原始图像后，进行动态区域识别和划分，并将动态区域外的数据剔除，将动态区域内的数据作为监控图像数据，发送给所述数据采集及存储模块。
4.输电网络特型电表监控方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、将输电网络按照区域进行划分，并在每个所述区域内设置一个信息节点，所述信息节点生成指令代码、随机码、时间，并调出预存的需要汇集的目标特型电表的电表编码，以及预存的权限代码；
S2、所述信息节点对所述权限代码、指令代码、随机码、时间进行数据加密，并同时进行Hash运算；然后结合电表编码，生成汇集指令，并发送给特型电表；
S3、所述特型电表接收到所述汇集指令后，进行解密及Hash运算，校验汇集指令的完整性及权限，若通过校验，则执行汇集指令，进入S4，否则反馈错误代码并结束；
S4、所述特型电表基于所述随机码生成反馈码，并将反馈码与待传输数据进行加密运算，并同时进行Hash运算；再结合所述电表编码，生成电表发送数据，并发送；
S5、信息节点接收所述电表发送数据，进行解密运算以及Hash运算，校验电表发送数据的完整性及权限，若校验通过，则存储所述待传输数据，并添加时间戳；否则向校验未通过的特型电表再次发送汇集指令。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述区域内的信息节点，仅与本区域内的特型电表连接并进行数据交互，不能跨区域获取其他特型电表数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S6、采集中心向所述信息节点发送数据采集请求，所述采集请求包括数据节点编码，以及基于权限代码、采集指令、时间进行加密和进行Hash运算后的数据；
S7、所述信息节点在接收到采集请求后，进行解密及Hash运算，校验采集请求的完整性及权限，若通过校验，则执行指令，进入S8，否则反馈错误代码并结束；
S8、信息节点基于权限代码生成节点反馈码，并结合信息节点编码和要发送的数据，生成采集信息，并发送至采集中心；
S9、采集中心接收所述采集信息，进行解密运算以及Hash运算，校验采集信息的完整性及权限，若校验通过，则存储所述要发送的数据，并添加时间戳；否则向校验未通过的信息节点再次发送汇集指令。
7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述权限的校验，具体包括：
是否符合预存的权限代码要求；以及
权限代码是否已在早期的数据指令中被使用过，如果验证已被使用，则生成错误代码，并禁止执行相应的指令代码。
8.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述加密采用随机数及动态阈值方式进行。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S4中的待传输数据包括特型电表的监控图像数据，所述监控图像数据为发生动态变化的部分的图像数据。
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