CN112543311A - 一种基于物联网技术的林区可视化管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及林区可视化管理技术领域，且公开了一种基于物联网技术的林区可视化管理系统，包括：安装在林区出入口EAEi处地面上的地磅TSi，安装在林区出入口EAEi处的摄像头Ci，安装在林区出入口EAEi处的边缘计算节点ECNi，运行有林区可视化管理系统服务端软件且架设在远程云端的云计算服务器CCFfz，运行有林区可视化管理系统用户端软件且架设在林区管理中心的计算机终端CPTi；地磅TSi与边缘计算节点ECNi进行通信，摄像头Ci与边缘计算节点ECNi进行通信，边缘计算节点ECNi与云计算服务器CCFfz进行通信，云计算服务器CCFfz与计算机终端CPTi进行通信。本发明解决了如何针对管理区域的森林资源状态、发展趋势以图形、数据表格的形式实现林区可视化管理的技术问题。

Description

一种基于物联网技术的林区可视化管理系统

技术领域

本发明涉及林区可视化管理技术领域，具体为一种基于物联网技术的林 区可视化管理系统。

背景技术

经过数十年的退耕还林艰辛路程，林业进入全面发展的形势，其管理决 策也进入一个新的阶段，如森林资源管理、森林防火、森林调查、天然林保 护、防风治沙和森林病虫防治等迫切需要采用新技术手段为其发展服务。

随着林区管理信息化建设步伐的推进，一些基于IT技术的安全管理系统 开始进入林区行业，在一定程度上实现了林区管理信息化。现阶段已建立有 林区可视化综合高清监控系统，该系统由林区前端系统、场部存储系统、传 输系统、指挥中心系统四大部分组成，在林区重点区域及重点出入口、职工 生活区和办公区安装有摄像头，在分场检查站、分场场部、林场场部设有终 端监控设备，形成“一站式”互联监控的信息化格局，能有效确保在发生盗 险和火情后，迅速行动、科学调度、最快破案，最大限度地减少林场森林资 源受破坏，保护林场利益。

但是，上述林区可视化综合高清监控系统，并没有给出如何针对管理区 域的森林资源状态、发展趋势以图形、数据表格的形式实现林区可视化管理 的解决方案。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于物联网技术的林区可视化管 理系统，以解决如何针对管理区域的森林资源状态、发展趋势以图形、数据 表格的形式实现林区可视化管理的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网技术的林区可视化管理系统，包括：安装在林区出入口 EAEi处地面上的地磅TSi，安装在林区出入口EAEi处的摄像头Ci，安装在林 区出入口EAEi处的边缘计算节点ECNi，运行有林区可视化管理系统服务端 软件且架设在远程云端的云计算服务器CCFfz，运行有林区可视化管理系统用 户端软件且架设在林区管理中心的计算机终端CPTi；

地磅TSi与边缘计算节点ECNi进行通信，摄像头Ci与边缘计算节点ECNi 进行通信，边缘计算节点ECNi与云计算服务器CCFfz进行通信，云计算服务 器CCFfz与计算机终端CPTi进行通信。

进一步的，所述云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi进行身份认证， 当边缘计算节点ECNi的身份被认证为非法时，云计算服务器CCFfz拒绝接受 边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算数据。

进一步的，所述云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi进行身份认证， 当边缘计算节点ECNi的身份被认证为合法时，云计算服务器CCFfz接受边缘 计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算数据。

进一步的，所述云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi进行身份认证 的方法包括以下步骤：

①在边缘计算节点ECNi的通讯模块中存储有私钥x、公钥y＝x*P，P为 定义在有限域F上椭圆曲线E的生成元；

云计算服务器CCF_fz的通讯模块中存储有公钥y；

②当边缘计算节点ECNi向云计算服务器CCFfz发送林区资源采伐计算数 据时，云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi即刻发起认证；

③边缘计算节点ECNi的通讯模块随机选择一个整数N，计算M＝N*P， 并将M发送给通信权限认证模块；

④云计算服务器CCFfz的通讯模块随机选取字符l∈{0,1}，并将字符l发 送给边缘计算节点ECNi的通讯模块；

边缘计算节点ECNi的通讯模块计算N+l*x并传送给云计算服务器CCFfz 的通讯模块；

云计算服务器CCFfz的通讯模块进行验证等式(N+l*x)*P＝M+l*y是否成 立；

⑤若上述等式成立，证明边缘计算节点ECNi的通讯模块的身份是合法 的，则云计算服务器CCFfz接受边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算 数据。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

本发明在林区出入口EAEi处地面上安装地磅TSi以采集林区资源的采伐 重量数据，在林区出入口EAEi处安装摄像头Ci以采集林区资源的采伐种类 数据，地磅TSi和摄像头Ci将采集的数据发送给边缘计算节点ECNi，边缘计 算节点ECNi计算林区资源的采伐数据，并将计算结果发送给云计算服务器 CCFfz，云计算服务器CCFfz在林区可视化管理系统软件上生成林区资源状态 及发展趋势的图形和表格；

并且当边缘计算节点ECNi向云计算服务器CCFfz发送林区资源采伐数据 时，云计算服务器CCFfz要对边缘计算节点ECNi进行身份认证，这有效地防 止非法的网络节点假冒边缘计算节点ECNi向云计算服务器CCFfz发送虚假林 区资源采伐计算数据；

从而解决了如何针对管理区域的森林资源状态、发展趋势以图形、数据 表格的形式实现林区可视化管理的技术问题。

附图说明

图1为本发明一种基于物联网技术的林区可视化管理系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

一种基于物联网技术的林区可视化管理系统，如图1所示，包括：安装 在林区出入口EAEi处地面上的地磅TSi，安装在林区出入口EAEi处的摄像头 Ci，安装在林区出入口EAEi处的边缘计算节点ECNi，运行有林区可视化管 理系统服务端软件且架设在远程云端的云计算服务器CCFfz，运行有林区可视 化管理系统用户端软件且架设在林区管理中心的计算机终端CPTi；

地磅TSi通过数据线与边缘计算节点ECNi进行相互之间的通信连接，摄 像头Ci通过数据线与边缘计算节点ECNi进行相互之间的通信连接，边缘计 算节点ECNi通过网络通信设备与云计算服务器CCFfz进行相互之间的通信连 接，云计算服务器CCFfz通过网络通信设备与计算机终端CPTi进行相互之间 的通信连接；

为了防止非法的网络节点假冒边缘计算节点ECNi向云计算服务器CCFfz 发送虚假林区资源采伐计算数据，当边缘计算节点ECNi向云计算服务器 CCFfz发送林区资源采伐计算数据时，云计算服务器CCFfz对边缘计算节点 ECNi进行身份认证，当边缘计算节点ECNi的身份被认证为非法时，云计算 服务器CCFfz拒绝接受边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算数据，只 有当边缘计算节点ECNi的身份被认证为合法时，云计算服务器CCFfz才接受 边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算数据；

上述云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi进行身份认证的方法包括 以下步骤：

①在边缘计算节点ECNi的通讯模块中存储有私钥x、公钥y＝x*P，P为 定义在有限域F上椭圆曲线E的生成元；

云计算服务器CCFfz的通讯模块中存储有公钥y；

②当边缘计算节点ECNi向云计算服务器CCF_fz发送林区资源采伐计算数 据时，云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi即刻发起认证；

③边缘计算节点ECNi的通讯模块随机选择一个整数N，计算M＝N*P， 并将M发送给通信权限认证模块；

④云计算服务器CCFfz的通讯模块随机选取字符l∈{0,1}，并将字符l发 送给边缘计算节点ECNi的通讯模块；

边缘计算节点ECNi的通讯模块计算N+l*x并传送给云计算服务器CCFfz 的通讯模块；

云计算服务器CCFfz的通讯模块进行验证等式(N+l*x)*P＝M+l*y是否成 立；

⑤若上述等式成立，证明边缘计算节点ECNi的通讯模块的身份是合法 的，则云计算服务器CCFfz接受边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算 数据；

否则，边缘计算节点ECNi的通讯模块的身份认证失败，认证过程即刻结 束；

在所述的认证过程中，密钥x在认证过程中只参与了运算，并不在通讯 中进行传输，这使非法跟踪者无法在线路中截获到密钥，因此该边缘计算节 点ECNi的通讯模块的身份认证过程是零知识性的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (4)

1.一种基于物联网技术的林区可视化管理系统，其特征在于，包括：安装在林区出入口EAEi处地面上的地磅TSi，安装在林区出入口EAEi处的摄像头Ci，安装在林区出入口EAEi处的边缘计算节点ECNi，运行有林区可视化管理系统服务端软件且架设在远程云端的云计算服务器CCFfz，运行有林区可视化管理系统用户端软件且架设在林区管理中心的计算机终端CPTi；

地磅TSi与边缘计算节点ECNi进行通信，摄像头Ci与边缘计算节点ECNi进行通信，边缘计算节点ECNi与云计算服务器CCFfz进行通信，云计算服务器CCFfz与计算机终端CPTi进行通信。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的林区可视化管理系统，其特征在于，所述云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi进行身份认证，当边缘计算节点ECNi的身份被认证为非法时，云计算服务器CCFfz拒绝接受边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算数据。

3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的林区可视化管理系统，其特征在于，所述云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi进行身份认证，当边缘计算节点ECNi的身份被认证为合法时，云计算服务器CCFfz接受边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算数据。

4.根据权利要求3所述的基于物联网技术的林区可视化管理系统，其特征在于，所述云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi进行身份认证的方法包括以下步骤：

①在边缘计算节点ECNi的通讯模块中存储有私钥x、公钥y＝x*P，P为定义在有限域F上椭圆曲线E的生成元；

云计算服务器CCFfz的通讯模块中存储有公钥y；

②当边缘计算节点ECNi向云计算服务器CCFfz发送林区资源采伐计算数据时，云计算服务器CCFfz对边缘计算节点ECNi即刻发起认证；

③边缘计算节点ECNi的通讯模块随机选择一个整数N，计算M＝N*P，并将M发送给通信权限认证模块；

④云计算服务器CCFfz的通讯模块随机选取字符l∈{0,1}，并将字符l发送给边缘计算节点ECNi的通讯模块；

边缘计算节点ECNi的通讯模块计算N+l*x并传送给云计算服务器CCFfz的通讯模块；

云计算服务器CCFfz的通讯模块进行验证等式(N+l*x)*P＝M+l*y是否成立；

⑤若上述等式成立，证明边缘计算节点ECNi的通讯模块的身份是合法的，则云计算服务器CCFfz接受边缘计算节点ECNi发送的林区资源采伐计算数据。

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