CN111818051B - 一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法 - Google Patents

一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111818051B
CN111818051B CN202010653895.4A CN202010653895A CN111818051B CN 111818051 B CN111818051 B CN 111818051B CN 202010653895 A CN202010653895 A CN 202010653895A CN 111818051 B CN111818051 B CN 111818051B
Authority
CN
China
Prior art keywords
distribution network
line
unit
communication
energy consumption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010653895.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111818051A (zh
Inventor
刘智勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Hongrui Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhuhai Hongrui Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Hongrui Information Technology Co Ltd filed Critical Zhuhai Hongrui Information Technology Co Ltd
Priority to CN202010653895.4A priority Critical patent/CN111818051B/zh
Publication of CN111818051A publication Critical patent/CN111818051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111818051B publication Critical patent/CN111818051B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0861—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/0869—Generation of secret information including derivation or calculation of cryptographic keys or passwords involving random numbers or seeds
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/02—Protecting privacy or anonymity, e.g. protecting personally identifiable information [PII]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于低能耗的配网加密系统，包括配网通信设计模块、智能低能耗模块、配网加密模块和配网测试模块，同时提出了一种基于低能耗的配网加密方法，包括，通过传感器对配电设备进行实时监控，并根据监控信息对配网现场进行设计；对设计好的配网进行低能耗优化，保证配网通信效率无损失的条件下能耗达到最低；对系统中的配网线路以及配网设备进行加密，同时在配网通信时对通信信息进行智能加密；实时监测配网状态，根据配网状态以及通信双方需求及时做出配网更改。本发明提供了一种应用于智能配网的系统中的低能耗、高效率、高安全性的一种方法，为用户提供良好的选择依据。

Description

一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法
技术领域
本发明涉及智能配网加密领域，具体是一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法。
背景技术
随着智能电网技术的发展，我国在电网配置的各个环节都有所提升，在现有技术中，配网的主要目的是能够保证配网中的每条线路以及线路中的设备均能实现各自功能，通常，现有的智能配网系统被看为一种分布式网络系统，将配网系统中的各类设备资源都看为计算与通信资源，但是，现有的智能配网系统以及系统存在以下问题：
1.随着配网使用的时间逐渐增加，配网线路的工作效率有所降低，配网线路总能耗升高，当进行信息传输时，会产生延迟，通信效率大大降低，同时，现有的配网系统通常采用人工检修的方式，当通信效率降低时，因检修不及时会造成一些通信信息传输失败的现象；
2.当其中一条配网线路出现问题时，可能会导致整个配网停止工作，配网恢复时通信任务积攒，会导致配网线路出现堵塞或者信息丢失问题；
3.现有的配网系统多为开放式系统，对于系统传输存在一些不安全因素，可能会在信息传输过程中受到攻击，造成信息数据的丢失或泄露。
所以人们需要一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于低能耗的配网加密系统，包括配网通信设计模块、智能低能耗模块、配网加密模块和配网测试模块；
所述配网通信设计模块通过传感器对配电设备进行实时监控，并根据监控信息对配网现场进行设计；
所述智能低能耗模块用于对设计好的配网进行低能耗优化，保证配网通信效率无损失的条件下能耗达到最低；
所述配网加密模块用于对系统中的配网线路以及配网设备进行加密，同时在配网通信时对通信信息进行智能加密；
所述配网测试模块用于实时监测配网状态，根据配网状态以及通信双方需求及时做出配网更改。
优选地，所述配网通信设计模块包括传感器、配电设备、监控单元、信息传输单元和配网设计单元；
所述监控单元利用传感器对配电设备的位置和状态进行实时监测，获取配电设备的运行环境以及运行信息；
所述信息传输单元用于筛选配电设备，根据配网线路的具体需求，将筛选出的配电设备信息进行发送传输；
所述配网设计单元根据所述信息传输单元传送的信息，选择与环境匹配的配网模式，将各个配电设备之间通过配网线路进行连接，形成电能分配网络。
优选地，所述智能低能耗模块包括优化计算单元、最优配网选择单元和优化单元；
所述优化计算单元用于根据所述配网设计单元设计的配网线路，进行线路通信效率以及线路能耗计算；
其中，当系统中存在n条配网线路时，k为配网线路中的设备数量，所述线路通信效率，根据公式：
Figure BDA0002576001310000031
其中，P为线路通信效率，
Figure BDA0002576001310000032
为配网设备比例，
Figure BDA0002576001310000033
为不同配网设备比例的阶乘结果，e为通信线路中传输数据所耗费的花销，Lc为通信线路中数据传输距离，根据上述公式可以得到线路中的通信效率，系统可以将线路通信效率的大小作为最优线路的衡量标准之一，选择出通信效率最高的线路进行信息传输；
对低能耗配网加密系统来说，所述线路能耗包括计算能耗Ej、传输能耗Ec、密钥分配能耗Em和存储能耗Er，根据公式：
Figure BDA0002576001310000034
Figure BDA0002576001310000035
Figure BDA0002576001310000036
Figure BDA0002576001310000041
其中，jn、cn、mn、rn分别为线路中计算、传输、密钥分配和能耗的次数；
E＝Ej+Ec+Em+Er；
其中，E为配网线路总能耗，E的值越小，配网线路被选为最优配网的可能性越高，在所有线路中，选取线路通信效率最高，线路能耗最低的线路作为配网线路，在提升信息传输效率的同时，利用最少资源完成信息传输，节约资源；
所述最优配网选择单元用于根据所述优化计算单元得到的计算结果，选择出通信效率最高、能耗最低的最优线路；
所述优化单元根据最优配网选择单元的选择结果，对配网线路和配网设备之间的通信过程进一步优化。
优选地，所述配网加密模块包括密钥产生单元、密钥发送单元和加密单元；
所述密钥产生单元用于在配网线路通信开始前，所述密钥产生单元根据通信信息的长短，随机产生与信息长度匹配的密钥，根据公式：
K＝fu(m)；
其中，K为随机产生的密钥，f为随机加密函数，u为信息所在位置，m为与密钥匹配的通信信息，通过随机加密函数f产生密钥，因为密钥具有随机性，因此大大提高了信息加密的安全性，当信息泄露或被盗取时，无法通过简单常规的密钥对其进行解密；
所述密钥发送单元用于将所述密钥产生单元产生的密钥以及需要发送的通信信息进行发送，发送至加密单元进行处理；
所述加密单元用于接收所述密钥发送单元发送的信息以及密钥，根据密钥对通信信息进行加密，根据公式：
Mm＝uK+m；
其中，Mm为加密后的通信信息，加密后的通信信息只有信息接收双方可以获得加密密钥，并通过密钥根据提前知晓的上述公式对加密信息进行解密，当传输通道受到攻击，信息在密钥的作用下，可以避免泄露，在最大程度上实现信息安全性。
优选地，所述配网测试模块包括随机抽取单元、线路测试单元和线路更替单元；
所述随机抽取单元用于对系统中正在使用的的配网线路进行随机抽取，并辅助所述线路测试单元进行线路运行测试；
所述线路测试单元用于对随机抽取的线路进行线路通信效率和线路能耗的计算，根据计算结果判断当前线路是否为最优线路；
所述线路更替单元当所述线路测试单元对配网通信线路的测试结果显示不是最优线路时，查找配网线路附近其他设备以及线路对现有配网进行替换；
当配网的某一部分出现故障或问题时，线路测试单元可以根据测试结果对配网的最优线路进行计算，并结合线路更替单元进行线路的最优化选择，保障配网在信息传输过程中，始终保持高效率工作。
一种基于低能耗的配网加密方法，包括以下步骤：
步骤S1，通过传感器对配电设备进行实时监控，并根据监控信息对配网现场进行设计；
步骤S2，对设计好的配网进行低能耗优化，保证配网通信效率无损失的条件下能耗达到最低；
步骤S3，对系统中的配网线路以及配网设备进行加密，同时在配网通信时对通信信息进行智能加密；
步骤S4，实时监测配网状态，根据配网状态以及通信双方需求及时做出配网更改。
优选地，所述步骤S1包括：
步骤S11，利用传感器对配电设备的位置和状态进行实时监测，获取配电设备的运行环境以及运行信息；
步骤S12，筛选配电设备，根据配网线路的具体需求，将筛选出的配电设备信息进行发送传输；
步骤S13，根据所述信息传输单元传送的信息，选择与环境匹配的配网模式，将各个配电设备之间通过配网线路进行连接，形成电能分配网络。
优选地，所述步骤S2包括以下步骤：
步骤S21，根据所述配网设计单元设计的配网线路，进行线路通信效率以及线路能耗计算；
其中，当系统中存在n条配网线路时，k为配网线路中的设备数量，所述线路通信效率，根据公式：
Figure BDA0002576001310000071
其中，P为线路通信效率，
Figure BDA0002576001310000072
为配网设备比例，
Figure BDA0002576001310000073
为不同配网设备比例的阶乘结果，e为通信线路中传输数据所耗费的花销，Lc为通信线路中数据传输距离；
对低能耗配网加密系统来说，所述线路能耗包括计算能耗Ej、传输能耗Ec、密钥分配能耗Em和存储能耗Er，根据公式：
Figure BDA0002576001310000074
Figure BDA0002576001310000075
Figure BDA0002576001310000076
Figure BDA0002576001310000077
其中，jn、cn、mn、rn分别为线路中计算、传输、密钥分配和能耗的次数；
E＝Ej+Ec+Em+Er；
其中，E为配网线路总能耗；
步骤S22，根据所述优化计算单元得到的计算结果，选择出通信效率最高、能耗最低的最优线路；
步骤S23，根据最优配网选择单元的选择结果，对配网线路和配网设备之间的通信过程进一步优化。
优选地，所述步骤S3包括：
步骤S31，在配网线路通信开始前，所述密钥产生单元根据通信信息的长短，随机产生与信息长度匹配的密钥，根据公式：
K＝fu(m)；
其中，K为随机产生的密钥，f为随机加密函数，u为信息所在位置，m为与密钥匹配的通信信息；
步骤S32，将所述密钥产生单元产生的密钥以及需要发送的通信信息进行发送，发送至加密单元进行处理；
步骤S33，接收所述密钥发送单元发送的信息以及密钥，根据密钥对通信信息进行加密，根据公式：
Mm＝uK+m；
其中，Mm为加密后的通信信息。
优选地，所述步骤S4包括：
步骤S41，对系统中正在使用的的配网线路进行随机抽取，并辅助所述线路测试单元进行线路运行测试；
步骤S42，对随机抽取的线路进行线路通信效率和线路能耗的计算，根据计算结果判断当前线路是否为最优线路；
步骤S43，当所述线路测试单元对配网通信线路的测试结果显示不是最优线路时，查找配网线路附近其他设备以及线路对现有配网进行替换。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提供了一种低能耗的配网系统，在配网系统进行传输时，可以通过最低的能耗完成传输过程；
2.当某条线路发生故障时，系统可以根据计算寻找最另一条最优替换线路，避免造成传输中断，提高传输效率；
3.对配网系统进行加密，避免传输过程中遭到非法攻击，导致传输信息被窃取或丢失问题，提升系统的安全性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种低能耗的配网加密系统的系统模块结构示意图；
图2为本发明一种低能耗的配网加密方法的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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做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。
请参阅图1，本发明实施例中，一种低能耗的配网加密系统，包括配网通信设计模块、智能低能耗模块、配网加密模块和配网测试模块；
配网通信设计模块通过传感器对配电设备进行实时监控，并根据监控信息对配网现场进行设计；
智能低能耗模块用于对设计好的配网进行低能耗优化，保证配网通信效率无损失的条件下能耗达到最低；
配网加密模块用于对系统中的配网线路以及配网设备进行加密，同时在配网通信时对通信信息进行智能加密；
配网测试模块用于实时监测配网状态，根据配网状态以及通信双方需求及时做出配网更改。
配网通信设计模块包括传感器、配电设备、监控单元、信息传输单元和配网设计单元；
监控单元利用传感器对配电设备的位置和状态进行实时监测，获取配电设备的运行环境以及运行信息；
信息传输单元用于筛选配电设备，根据配网线路的具体需求，将筛选出的配电设备信息进行发送传输；
配网设计单元根据所述信息传输单元传送的信息，选择与环境匹配的配网模式，将各个配电设备之间通过配网线路进行连接，形成电能分配网络。
智能低能耗模块包括优化计算单元、最优配网选择单元和优化单元；
优化计算单元用于根据配网设计单元设计的配网线路，进行线路通信效率以及线路能耗计算；
其中，当系统中存在n条配网线路时，k为配网线路中的设备数量，线路通信效率，根据公式：
Figure BDA0002576001310000111
其中，P＝2.47为线路通信效率，
Figure BDA0002576001310000112
为配网设备比例，
Figure BDA0002576001310000113
为不同配网设备比例的阶乘结果，e为通信线路中传输数据所耗费的花销，Lc为通信线路中数据传输距离；
对低能耗配网加密系统来说，所述线路能耗包括计算能耗Ej、传输能耗Ec、密钥分配能耗Em和存储能耗Er，根据公式：
Figure BDA0002576001310000114
Figure BDA0002576001310000115
Figure BDA0002576001310000116
Figure BDA0002576001310000117
其中，jn、cn、mn、rn分别为线路中计算、传输、密钥分配和能耗的次数；
E＝Ej+Ec+Em+Er＝1.1+0.3+0.2+1.4＝3；
其中，E为配网线路总能耗；
最优配网选择单元用于根据所述优化计算单元得到的计算结果，选择出通信效率最高、能耗最低的最优线路；
优化单元根据最优配网选择单元的选择结果，对配网线路和配网设备之间的通信过程进一步优化。
配网加密模块包括密钥产生单元、密钥发送单元和加密单元；
密钥产生单元用于在配网线路通信开始前，所述密钥产生单元根据通信信息的长短，随机产生与信息长度匹配的密钥，根据公式：
K＝fu(m)；
其中，K为随机产生的密钥，f为随机加密函数，u为信息所在位置，m为与密钥匹配的通信信息；
密钥发送单元用于将密钥产生单元产生的密钥以及需要发送的通信信息进行发送，发送至加密单元进行处理；
加密单元用于接收所述密钥发送单元发送的信息以及密钥，根据密钥对通信信息进行加密，根据公式：
Mm＝uK+m；
其中，Mm为加密后的通信信息。
配网测试模块包括随机抽取单元、线路测试单元和线路更替单元；
所述随机抽取单元用于对系统中正在使用的的配网线路进行随机抽取，并辅助所述线路测试单元进行线路运行测试；
所述线路测试单元用于对随机抽取的线路进行线路通信效率和线路能耗的计算，根据计算结果判断当前线路是否为最优线路；
所述线路更替单元当所述线路测试单元对配网通信线路的测试结果显示不是最优线路时，查找配网线路附近其他设备以及线路对现有配网进行替换。
请参阅图2，本发明实施例中，一种低能耗的配网加密方法，包括以下步骤：
步骤S1，通过传感器对配电设备进行实时监控，并根据监控信息对配网现场进行设计；
步骤S2，对设计好的配网进行低能耗优化，保证配网通信效率无损失的条件下能耗达到最低；
步骤S3，对系统中的配网线路以及配网设备进行加密，同时在配网通信时对通信信息进行智能加密；
步骤S4，实时监测配网状态，根据配网状态以及通信双方需求及时做出配网更改。
步骤S1包括：
步骤S11，利用传感器对配电设备的位置和状态进行实时监测，获取配电设备的运行环境以及运行信息；
步骤S12，筛选配电设备，根据配网线路的具体需求，将筛选出的配电设备信息进行发送传输；
步骤S13，根据所述信息传输单元传送的信息，选择与环境匹配的配网模式，将各个配电设备之间通过配网线路进行连接，形成电能分配网络。
步骤S2包括以下步骤：
步骤S21，根据所述配网设计单元设计的配网线路，进行线路通信效率以及线路能耗计算；
步骤S22，根据所述优化计算单元得到的计算结果，选择出通信效率最高、能耗最低的最优线路；
步骤S23，根据最优配网选择单元的选择结果，对配网线路和配网设备之间的通信过程进一步优化。
步骤S3包括：
步骤S31，在配网线路通信开始前，所述密钥产生单元根据通信信息的长短，随机产生与信息长度匹配的密钥；
步骤S32，将所述密钥产生单元产生的密钥以及需要发送的通信信息进行发送，发送至加密单元进行处理；
步骤S33，接收所述密钥发送单元发送的信息以及密钥，根据密钥对通信信息进行加密。
步骤S4包括：
步骤S41，对系统中正在使用的的配网线路进行随机抽取，并辅助所述线路测试单元进行线路运行测试；
步骤S42，对随机抽取的线路进行线路通信效率和线路能耗的计算，根据计算结果判断当前线路是否为最优线路；
步骤S43，当所述线路测试单元对配网通信线路的测试结果显示不是最优线路时，查找配网线路附近其他设备以及线路对现有配网进行替换。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种基于低能耗的配网加密系统，其特征在于，包括配网通信设计模块、智能低能耗模块、配网加密模块和配网测试模块；
所述配网通信设计模块通过传感器对配电设备进行实时监控，并根据监控信息对配网现场进行设计；
所述智能低能耗模块用于对设计好的配网进行低能耗优化，保证配网通信效率无损失的条件下能耗达到最低；
所述配网加密模块用于对系统中的配网线路以及配网设备进行加密，同时在配网通信时对通信信息进行智能加密；
所述配网测试模块用于实时监测配网状态，根据配网状态以及通信双方需求及时做出配网更改；
所述智能低能耗模块包括优化计算单元、最优配网选择单元和优化单元；
所述优化计算单元用于根据所述配网设计单元设计的配网线路，进行线路通信效率以及线路能耗计算；
其中，当系统中存在n条配网线路时，k为配网线路中的设备数量，所述线路通信效率，根据公式：
Figure FDA0003595614870000011
其中，P为线路通信效率，
Figure FDA0003595614870000012
为配网设备比例，
Figure FDA0003595614870000013
为不同配网设备比例的阶乘结果，e为通信线路中传输数据所耗费的花销，Lc为通信线路中数据传输距离；
对低能耗配网加密系统来说，所述线路能耗包括计算能耗Ej、传输能耗Ec、密钥分配能耗Em和存储能耗Er，根据公式：
Figure FDA0003595614870000021
Figure FDA0003595614870000022
Figure FDA0003595614870000023
Figure FDA0003595614870000024
其中，jn、cn、mn、rn分别为线路中计算、传输、密钥分配和能耗的次数；
E＝Ej+Ec+Em+Er；
其中，E为配网线路总能耗；
所述最优配网选择单元用于根据所述优化计算单元得到的计算结果，选择出通信效率最高、能耗最低的最优线路；
所述优化单元根据最优配网选择单元的选择结果，对配网线路和配网设备之间的通信过程进一步优化。
2.根据权利要求1所述的一种基于低能耗的配网加密系统，其特征在于，所述配网通信设计模块包括传感器、配电设备、监控单元、信息传输单元和配网设计单元；
所述监控单元利用传感器对配电设备的位置和状态进行实时监测，获取配电设备的运行环境以及运行信息；
所述信息传输单元用于筛选配电设备，根据配网线路的具体需求，将筛选出的配电设备信息进行发送传输；
所述配网设计单元根据所述信息传输单元传送的信息，选择与环境匹配的配网模式，将各个配电设备之间通过配网线路进行连接，形成电能分配网络。
3.根据权利要求1所述的一种基于低能耗的配网加密系统，其特征在于，所述配网加密模块包括密钥产生单元、密钥发送单元和加密单元；
所述密钥产生单元用于在配网线路通信开始前，所述密钥产生单元根据通信信息的长短，随机产生与信息长度匹配的密钥，根据公式：
K＝fu(m)；
其中，K为随机产生的密钥，f为随机加密函数，u为信息所在位置，m为与密钥匹配的通信信息；
所述密钥发送单元用于将所述密钥产生单元产生的密钥以及需要发送的通信信息进行发送，发送至加密单元进行处理；
所述加密单元用于接收所述密钥发送单元发送的信息以及密钥，根据密钥对通信信息进行加密，根据公式：
Mm＝uK+m；
其中，Mm为加密后的通信信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于低能耗的配网加密系统，其特征在于，所述配网测试模块包括随机抽取单元、线路测试单元和线路更替单元；
所述随机抽取单元用于对系统中正在使用的的配网线路进行随机抽取，并辅助所述线路测试单元进行线路运行测试；
所述线路测试单元用于对随机抽取的线路进行线路通信效率和线路能耗的计算，根据计算结果判断当前线路是否为最优线路；
所述线路更替单元当所述线路测试单元对配网通信线路的测试结果显示不是最优线路时，查找配网线路附近其他设备以及线路对现有配网进行替换。
5.一种由权利要求1所述的一种基于低能耗的配网加密系统实现的配网加密方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤S1，通过传感器对配电设备进行实时监控，并根据监控信息对配网现场进行设计；
步骤S2，对设计好的配网进行低能耗优化，保证配网通信效率无损失的条件下能耗达到最低；
步骤S3，对系统中的配网线路以及配网设备进行加密，同时在配网通信时对通信信息进行智能加密；
步骤S4，实时监测配网状态，根据配网状态以及通信双方需求及时做出配网更改。
6.根据权利要求5所述的配网加密方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S11，利用传感器对配电设备的位置和状态进行实时监测，获取配电设备的运行环境以及运行信息；
步骤S12，筛选配电设备，根据配网线路的具体需求，将筛选出的配电设备信息进行发送传输；
步骤S13，根据所述信息传输单元传送的信息，选择与环境匹配的配网模式，将各个配电设备之间通过配网线路进行连接，形成电能分配网络。
7.根据权利要求5所述的配网加密方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
步骤S21，根据所述配网设计单元设计的配网线路，进行线路通信效率以及线路能耗计算；
其中，当系统中存在n条配网线路时，k为配网线路中的设备数量，所述线路通信效率，根据公式：
Figure FDA0003595614870000051
其中，P为线路通信效率，
Figure FDA0003595614870000052
为配网设备比例，
Figure FDA0003595614870000053
为不同配网设备比例的阶乘结果，e为通信线路中传输数据所耗费的花销，Lc为通信线路中数据传输距离；
对低能耗配网加密系统来说，所述线路能耗包括计算能耗Ej、传输能耗Ec、密钥分配能耗Em和存储能耗Er，根据公式：
Figure FDA0003595614870000054
Figure FDA0003595614870000055
Figure FDA0003595614870000056
Figure FDA0003595614870000057
其中，jn、cn、mn、rn分别为线路中计算、传输、密钥分配和能耗的次数；
E＝Ej+Ec+Em+Er；
其中，E为配网线路总能耗；
步骤S22，根据所述优化计算单元得到的计算结果，选择出通信效率最高、能耗最低的最优线路；
步骤S23，根据最优配网选择单元的选择结果，对配网线路和配网设备之间的通信过程进一步优化。
8.根据权利要求5所述的配网加密方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，在配网线路通信开始前，所述密钥产生单元根据通信信息的长短，随机产生与信息长度匹配的密钥，根据公式：
K＝fu(m)；
其中，K为随机产生的密钥，f为随机加密函数，u为信息所在位置，m为与密钥匹配的通信信息；
步骤S32，将所述密钥产生单元产生的密钥以及需要发送的通信信息进行发送，发送至加密单元进行处理；
步骤S33，接收所述密钥发送单元发送的信息以及密钥，根据密钥对通信信息进行加密，根据公式：
Mm＝uK+m；
其中，Mm为加密后的通信信息。
9.根据权利要求5所述的配网加密方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S41，对系统中正在使用的的配网线路进行随机抽取，并辅助所述线路测试单元进行线路运行测试；
步骤S42，对随机抽取的线路进行线路通信效率和线路能耗的计算，根据计算结果判断当前线路是否为最优线路；
步骤S43，当所述线路测试单元对配网通信线路的测试结果显示不是最优线路时，查找配网线路附近其他设备以及线路对现有配网进行替换。
CN202010653895.4A 2020-07-08 2020-07-08 一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法 Active CN111818051B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010653895.4A CN111818051B (zh) 2020-07-08 2020-07-08 一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010653895.4A CN111818051B (zh) 2020-07-08 2020-07-08 一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111818051A CN111818051A (zh) 2020-10-23
CN111818051B true CN111818051B (zh) 2022-05-31

Family

ID=72841929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010653895.4A Active CN111818051B (zh) 2020-07-08 2020-07-08 一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111818051B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114244400B (zh) * 2021-12-14 2022-09-02 珠海市鸿瑞信息技术股份有限公司 一种配网加密状态下的信息传输控制系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014011760A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Mark Lancaster Power line maintenance monitoring
CN103997125A (zh) * 2014-05-22 2014-08-20 珠海许继电气有限公司 一种多源配电网节能优化调度系统
CN107425605A (zh) * 2017-06-23 2017-12-01 国网上海市电力公司 智能电网条件下配电自动化价值优化调控系统及方法
CN110555556A (zh) * 2019-08-30 2019-12-10 国网四川省电力公司成都供电公司 一种基于线性整数规划的配网线变关系识别方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10880623B2 (en) * 2016-06-12 2020-12-29 Green Grid Inc. Method and system for utility power lines vegetation proximity monitoring and controlling

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014011760A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 Mark Lancaster Power line maintenance monitoring
CN103997125A (zh) * 2014-05-22 2014-08-20 珠海许继电气有限公司 一种多源配电网节能优化调度系统
CN107425605A (zh) * 2017-06-23 2017-12-01 国网上海市电力公司 智能电网条件下配电自动化价值优化调控系统及方法
CN110555556A (zh) * 2019-08-30 2019-12-10 国网四川省电力公司成都供电公司 一种基于线性整数规划的配网线变关系识别方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111818051A (zh) 2020-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106789015B (zh) 一种智能配电网通信安全系统
CN113691380B (zh) 一种智能电网中多维隐私数据聚合方法
CN104579781A (zh) 一种差分隐私安全及故障容错的智能电网聚合方法及系统
CN104506500A (zh) 一种基于变电站的goose报文认证方法
CN107483209A (zh) 一种安全的基于异构系统的签密方法
CN111818051B (zh) 一种基于低能耗的配网加密系统及加密方法
CN116455564A (zh) 基于量子加密的配电自动化防护方法和系统
CN114123487B (zh) 基于电力物联网的分布式电源在线集中监测系统及方法
Fangfang et al. Substation communication security research based on hybrid encryption of DES and RSA
CN103327020A (zh) 一种基于区域划分的安全接入方法和系统
CN105527875A (zh) 远程监控能源计量仪表的测量信息的系统和方法
CN112039654A (zh) 一种抵御中间人攻击的电表数据安全采集方法
CN106411559A (zh) 一种低压台区反窃电诊断系统
CN113315778B (zh) 应用于隐患定位的二重加密信息安全传输方法
CN114372595B (zh) 一种电网调度控制运行状态自动巡视系统及方法
Kiarie et al. Application of spritz encryption in smart meters to protect consumer data
CN111953685B (zh) 一种动态电力监控网络安全分析系统
CN102724142A (zh) 支持IPv6的网关等级判断方法及具有鲁棒性的网关
CN105933332B (zh) 带专用加解密芯片的变压器远程监测系统及其工作方法
CN114070607A (zh) 电力数据分发与数据泄露风险控制系统
CN114124514A (zh) 一种电力全域物联网安全防护系统
CN113391161A (zh) 基于故障指示器的配电线路故障点定位方法及系统
CN112187445A (zh) 一种卫星链路下数据传输加解密系统及方法
CN110445255B (zh) 一种基于批签密的智能电网系统及其构建方法
CN107834548B (zh) 一种含新能源的电网的n-1校验方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant