CN112270620A - 一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，具体涉及智能水表系统领域，包括数据采集层、数据传输层、数据管理层和综合应用层；所述数据采集层至少包括一个智能水表，该智能水表连接有一个智能采集器，用于收集智能水表收集到的数据信息；所述数据传输层为无线移动网络，所述无线移动网络至少包括一个物联网智能网关，通过网络分别与数据采集器和数据管理层相连，将数据采集器收到的数据信息传输到数据管理层内。本发明由外部进入至数据库服务器的请求和命令需要进行多重验证，物联网智能水表数据的获取必须经过系统的判定，保证了系统在运行时的安全性，降低出现数据攻击的可能性。

Description

一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统
技术领域
本发明涉及智能水表系统领域，更具体地说，本发明涉及一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统。
背景技术
目前，由于受到物联网技术，远程通信技术发展的局限性影响，物联网智能水表的发展还处于初级阶段，各项技术还不完善。物联网智能水表需要使用远程通信技术和物联网技术，使水表成为互联网的一个终端设备，水表实时在线和互联网络交换信息。物联网智能水表与其综合管理系统的通信路径为：数据通过上层多级通信设备，通过Internet网络，到达物联网智能水表综合管理系统。由于远程通信技术和物联网技术都存在数据传输的安全性问题，因此物联网智能水表的信息安全管理存在极大的风险。使用远程通信设备，数据可能发生错误，也可能遭受人为修改,造成物联网智能水表失控，导致用户可以脱离自来水公司的售水管理系统随意用水。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，包括数据采集层、数据传输层、数据管理层和综合应用层；
所述数据采集层至少包括一个智能水表，该智能水表连接有一个智能采集器，用于收集智能水表收集到的数据信息；
所述数据传输层为无线移动网络，所述无线移动网络至少包括一个物联网智能网关，通过网络分别与数据采集器和数据管理层相连，将数据采集器收到的数据信息传输到数据管理层内；
所述数据管理层包括数据库服务器、与数据库服务器连接的数据提取单元和身份验证单元，所述数据管理层向外部传输的数据信息在发出时经数据提取单元提取，所述数据提取单元会对数据信息进行加密和加密验证，所述身份验证单元连接有ID匹配单元，外部系统向数据库服务器发出的请求和命令在进入数据库服务器时需经过身份验证单元和ID匹配单元的过滤；
所述综合应用层包括用户APP端、后端管理端和终端数据库，用户通过用户APP端查询所对应智能水表的数据信息，企业通过后端管理端和终端数据库进行智能水表数据信息的管理和汇总，所述综合应用层向数据管理层发出的命令和请求具有独立的ID码。
在一个优选地实施方式中，所述身份验证单元由身份黑名单、身份白名单和身份异常库组成，在外部请求和命令进入至数据库服务器时，身份验证单元会对请求和命令进行拦截和验证。
在一个优选地实施方式中，所述身份验证单元提取命令和请求中的身份信息，将该身份信息与身份黑名单和身份白名单中的身份信息进行比对，当为身份黑名单时将将禁止该请求或命令，当未身份白名单时则通过该命令，当无法验证身份时，会禁止该请求或命令，并将该身份信息备份在身份异常库中。
在一个优选地实施方式中，所述ID匹配单元由ID提取单元、ID核对单元和ID异常库组成，所述ID匹配单元对经过身份验证单元验证后的请求或命令进行强制ID验证。
在一个优选地实施方式中，所述ID匹配单元提取请求或命令中的ID码信息，将该ID码利用ID核对单元进行核对，与综合应用层编译的ID码一致时则将该请求或命令通过，不一致时则禁止，所述ID异常库会对未通过验证的请求或命令中的ID码进行备份。
在一个优选地实施方式中，所述数据提取单元由数据加密单元、密码重置单元和密码分配单元组成，所述数据加密单元用于对数据服务器中的数据信息进行加密，并生产相对应的密码，所述密码重置单元用于怼数据加密单元生成的密码进行重置，所述密码分配单元该重置后的密码分配给用户APP端、后端管理端和终端数据库。
本发明的技术效果和优点：
1、由外部进入至数据库服务器的请求和命令需要进行多重验证，物联网智能水表数据的获取必须经过系统的判定，保证了系统在运行时的安全性，降低出现数据攻击的可能性；
2、数据加密的密码为动态密码，可进行重置，重置的频率根据用户发出请求命令的频率进行更变，当有用户进行数据提取后，密码便会进行重置，而同一时段内的的下一次数据提取，所需要验证的密码由重置后的密码和前两次密码组合而成，当只有两次时，则为两次密码的组合，该种方式提高了数据的安全性；
3、时段的限定由后端管理端进行限定，根据管理的需求和智能水表的数量进行限定，后端管理端在制定了新的时段标准后，会向用户APP发送通知，用户根据用户APP上的通知进行密码验证，获取自家智能水表的数据信息，进一步保证了数据的安全性。
附图说明
图1为本发明的系统框架结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
如图1所示的一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，包括数据采集层、数据传输层、数据管理层和综合应用层；
所述数据采集层至少包括一个智能水表，该智能水表连接有一个智能采集器，用于收集智能水表收集到的数据信息；
所述数据传输层为无线移动网络，所述无线移动网络至少包括一个物联网智能网关，通过网络分别与数据采集器和数据管理层相连，将数据采集器收到的数据信息传输到数据管理层内；
所述数据管理层包括数据库服务器、与数据库服务器连接的数据提取单元和身份验证单元，所述数据管理层向外部传输的数据信息在发出时经数据提取单元提取，所述数据提取单元会对数据信息进行加密和加密验证，所述身份验证单元连接有ID匹配单元，外部系统向数据库服务器发出的请求和命令在进入数据库服务器时需经过身份验证单元和ID匹配单元的过滤；
所述综合应用层包括用户APP端、后端管理端和终端数据库，用户通过用户APP端查询所对应智能水表的数据信息，企业通过后端管理端和终端数据库进行智能水表数据信息的管理和汇总，所述综合应用层向数据管理层发出的命令和请求具有独立的ID码。
所述身份验证单元由身份黑名单、身份白名单和身份异常库组成，在外部请求和命令进入至数据库服务器时，身份验证单元会对请求和命令进行拦截和验证；
所述身份验证单元提取命令和请求中的身份信息，将该身份信息与身份黑名单和身份白名单中的身份信息进行比对，当为身份黑名单时将将禁止该请求或命令，当未身份白名单时则通过该命令，当无法验证身份时，会禁止该请求或命令，并将该身份信息备份在身份异常库中；
所述ID匹配单元由ID提取单元、ID核对单元和ID异常库组成，所述ID匹配单元对经过身份验证单元验证后的请求或命令进行强制ID验证；
所述ID匹配单元提取请求或命令中的ID码信息，将该ID码利用ID核对单元进行核对，与综合应用层编译的ID码一致时则将该请求或命令通过，不一致时则禁止，所述ID异常库会对未通过验证的请求或命令中的ID码进行备份；
只有经过身份验证和ID匹配后的请求和命令才可以进入至数据库服务器内，而请求和命令在综合应用层获取的ID码为系统预先编译的ID码，由3位字母和6为数字组成，编译后会预存在ID匹配单元中，由ID匹配单元进行ID码验证，防止异常命令侵入；
身份验证的方式可以采用短信验证码、固定密码或其他验证方式；
所述数据提取单元由数据加密单元、密码重置单元和密码分配单元组成，所述数据加密单元用于对数据服务器中的数据信息进行加密，并生产相对应的密码，所述密码重置单元用于怼数据加密单元生成的密码进行重置，所述密码分配单元该重置后的密码分配给用户APP端、后端管理端和终端数据库；
数据加密单元加密后的密码为动态密码，会进行重置，而重置的频率根据用户发出请求命令的频率进行更变，当有用户进行数据提取后，密码便会进行重置；
在同一时段内的下一次数据提取，所需要验证的密码由重置后的密码和前两次密码组合而成，当只有两次时，则为两次密码的组合；
在上述的基础上，时段的限定由后端管理端进行限定，根据管理的需求和智能水表的数量进行限定，后端管理端在制定了新的时段标准后，会向用户APP发送通知，用户根据用户APP上的通知进行密码验证，获取自家智能水表的数据信息。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (6)

1.一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，其特征在于，包括数据采集层、数据传输层、数据管理层和综合应用层；
所述数据采集层至少包括一个智能水表，该智能水表连接有一个智能采集器，用于收集智能水表收集到的数据信息；
所述数据传输层为无线移动网络，所述无线移动网络至少包括一个物联网智能网关，通过网络分别与数据采集器和数据管理层相连，将数据采集器收到的数据信息传输到数据管理层内；
所述数据管理层包括数据库服务器、与数据库服务器连接的数据提取单元和身份验证单元，所述数据管理层向外部传输的数据信息在发出时经数据提取单元提取，所述数据提取单元会对数据信息进行加密和加密验证，所述身份验证单元连接有ID匹配单元，外部系统向数据库服务器发出的请求和命令在进入数据库服务器时需经过身份验证单元和ID匹配单元的过滤；
所述综合应用层包括用户APP端、后端管理端和终端数据库，用户通过用户APP端查询所对应智能水表的数据信息，企业通过后端管理端和终端数据库进行智能水表数据信息的管理和汇总，所述综合应用层向数据管理层发出的命令和请求具有独立的ID码。
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，其特征在于：所述身份验证单元由身份黑名单、身份白名单和身份异常库组成，在外部请求和命令进入至数据库服务器时，身份验证单元会对请求和命令进行拦截和验证。
3.根据权利要求2所述的一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，其特征在于：所述身份验证单元提取命令和请求中的身份信息，将该身份信息与身份黑名单和身份白名单中的身份信息进行比对，当为身份黑名单时将将禁止该请求或命令，当未身份白名单时则通过该命令，当无法验证身份时，会禁止该请求或命令，并将该身份信息备份在身份异常库中。
4.根据权利要求2所述的一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，其特征在于：所述ID匹配单元由ID提取单元、ID核对单元和ID异常库组成，所述ID匹配单元对经过身份验证单元验证后的请求或命令进行强制ID验证。
5.根据权利要求4所述的一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，其特征在于：所述ID匹配单元提取请求或命令中的ID码信息，将该ID码利用ID核对单元进行核对，与综合应用层编译的ID码一致时则将该请求或命令通过，不一致时则禁止，所述ID异常库会对未通过验证的请求或命令中的ID码进行备份。
6.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市体系的物联网智能水表系统，其特征在于：所述数据提取单元由数据加密单元、密码重置单元和密码分配单元组成，所述数据加密单元用于对数据服务器中的数据信息进行加密，并生产相对应的密码，所述密码重置单元用于怼数据加密单元生成的密码进行重置，所述密码分配单元该重置后的密码分配给用户APP端、后端管理端和终端数据库。
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