CN113352318B - 一种智能机器人通信链路自检选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能机器人通信链路自检选择方法，包括以下步骤：S1、智能机器人生成待传输的数据包；S2、智能机器人生成与验证数据包；S3、智能机器人将所述验证数据包盖上时间戳后通过各通信链路传输至控制平台；S4、控制平台接收带有时间戳的验证数据包并记录接收时间和传输的通信链路编号；S5、控制平台对接收的验证数据包进行解读分析，确定智能机器人的通信链路并发送至智能机器人。本发明在智能机器人与控制平台之间的多个通信链路中选择最适宜的通信链路进行数据传输，提高了数据传输的稳定性和可靠性。

Description

一种智能机器人通信链路自检选择方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种智能机器人通信链路自检选择方法。

背景技术

目前的变电站已经实现智能机器人的自动巡检，智能机器人将巡检检测到的电气数据通过通信链路上传至后方的控制平台。然而现有的智能机器人与控制平台之间的通信链路单一，一旦通信链路故障，则导致智能机器人无法将检测到的电气数据上传至控制平台。尤其是变电站设备出现故障时，数据无法及时的传输会导致严重的电力事故，造成较大的伤害。

例如，中国专利文献CN104219282A公开了“一种变电站数据采集远程无线传输系统”，包括管理中心主站、无线数传单元和数据采集单元三部分组成，提供一种利用GPRS移动网络系统中提供的无线IP，在GPRS服务网络平台上构建的变电站数据采集远程无线传输系统，实现自动采集变电站数据和远程输送变电站数据之目的。上述专利的不足之处在于通信链路的单一，一旦通信链路出现则导致数据传输中断。

发明内容

本发明主要解决现有技术中智能机器人与控制平台之间的通信链路单一，一旦通信链路出现则导致数据传输中断的技术问题；提供一种智能机器人通信链路自检选择方法，在多个通信链路中选择最适宜的通信链路进行数据传输，提高了数据传输的稳定性和可靠性。

本发明还解决了现有的通信链路数据传输安全性低的技术温度；提供一种智能机器人通信链路自检选择方法，对待传输的数据进行双重加密，提高了数据传输的安全性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

S1、智能机器人生成待传输的数据包；

S2、智能机器人生成验证数据包；

S3、智能机器人将所述验证数据包盖上时间戳后通过各通信链路传输至控制平台；

S4、控制平台接收带有时间戳的验证数据包并记录接收时间和传输的通信链路编号；

S5、控制平台对接收的验证数据包进行解读分析，确定智能机器人的通信链路并发送至智能机器人。

在多个通信链路中选择最适宜的通信链路进行数据传输，提高了数据传输的稳定性和可靠性。

作为优选，所述的待传输的数据包包括数据密文和秘钥密文，所述数据密文由第一秘钥对智能机器人检测获取的电气数据加密生成，所述的秘钥密文由控制平台对外公开的公开秘钥加密生成。

由于智能机器人与控制平台之间的通信链路除了专线内网外还包括5G、Wifi等外网，因此需要对待传输的数据进行加密，保证数据在传输过程中的安全性。

作为优选，所述的数据密文由第一秘钥对智能机器人检测获取的电气数据加密生成，具体包括以下步骤：

S101、将电气数据的检测获取时间转换成二进制形式，则二进制形式表示的电气数据的检测获取时间即为其对应的初始秘钥M；

S102、依据转码规则对所述电气数据Q进行转换，得到由数字“0”和“1”组成的电气数据Q＇；

S103、计算i除以N的余数S，其中，i为电气数据在巡检机器人中的传输位次，N为巡检机器人设定的轮换频次，i为正整数，N∈{0,1,2…，9}且N小于初始秘钥的字符数；

S104、将所述初始秘钥M的前S个字符放置末尾进行重新排列得到第一秘钥M＇；

S105、将第一秘钥M＇与电气数据Q＇相加即得到数据密文。

以电气数据的检测获取时间为基础，经过转换变形得到第一秘钥，由于每一组电气数据的检测获取时间均不相同，因此经转换变形最终生成的第一秘钥也均不相同，防止潜在攻击者在数据传输的过程中截取破译数据，提高了数据传输的安全性。

电气数据和第一秘钥均是由数字“0”和“1”组成，降低了电气数据和第一秘钥的特征表现。

作为优选，所述的步骤S104中将初始秘钥M的前S个字符放置末尾进行重新排列得到第一秘钥M＇包括以下4种方式：

1)将初始秘钥M的前S个字符按照原始顺序放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

2)将初始秘钥M的前S个字符进行首尾倒置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

3)若前S个字符的总数为偶数时，将初始秘钥M的前S个字符进行奇偶换置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

4)若前S个字符的总数为奇数时，保持第一个字符或最后一个字符或正中间的字符位置不变，对其余S-1个字符进行奇偶换置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇。

以电气数据的检测获取时间生成初始秘钥，在对初始秘钥进行转换变形，提高了最终生成的第一秘钥的复杂程度，提高了传输数据的破译难度，间接的提高了数据传输的安全性。

作为优选，所述的步骤S105中将第一秘钥M＇与电气数据Q＇相加即得到数据密文包括以下2种方式：

1)若第一秘钥M＇的字符数大于等于电气数据Q＇的字符数，则将电气数据Q＇的第一个字符与第一秘钥M＇的第一个字符相加、电气数据Q＇的第二个字符与第一秘钥M＇的第二个字符相加…以此类推，得到数据密文；

2)若第一秘钥M＇的字符数小于电气数据Q＇的字符数，则将第一秘钥M＇的第一个字符与电气数据Q＇的第一个字符相加、第一秘钥M＇的第二个字符与电气数据Q＇的第二个字符相加…直至第一秘钥M＇的最后一个字符与电气数据Q＇的第T个字符相加后，将第一秘钥M＇的第一个字符与电气数据Q＇的第T+1个字符相加、第一秘钥M＇的第二个字符与电气数据Q＇的第T+2个字符相加…以此类推，得到数据密文。

作为优选，所述的验证数据包包括智能机器人编号、智能机器人对待传输数据的重要程度的评级以及待传输的数据包的数据量。

作为优选，所述的步骤S5具体包括以下步骤：

控制平台对接收的各通信链路的验证数据包进行解读，得到多组解读数据组，一个验证数据包对应一组解读数据组，每一组解读数据组Af＝(Numr,Numt,C,V),其中，f为内验证数据包的数量，Numr为智能机器人编号，Numt为传输的通信链路编号，C为智能机器人对待传输数据的重要程度的评级，V为待传输的数据包在传输的通信链路中的传输速率，V＝G÷t，G为待传输的数据包的数据量，t为待传输的数据包的传输时间，t＝(G÷G＇)×Δt，G＇为验证数据包的数据量，Δt为步骤S3中的时间戳与步骤S4中的接受时间之差；

选择V最大值所对应的通信链路作为智能机器人的通信链路，并将智能机器人编号写入通信链路的通信计划中；

将通信计划中当前项传输的数据包的重要程度与前一项传输的数据包的重要程度进行对比，若当前项传输的数据包的重要程度低于或等于通信链路前一项传输的数据包的重要程度，则按照现有的顺序进行数据包的传输，并将通信链路的编号发送至前一项智能机器人编号所对应的智能机器人；反之，若当前项传输的数据包的重要程度高于通信链路前一项传输的数据包的重要程度，则将当前项与前一项进行互换，并将通信链路的编号发送至当前项智能机器人编号所对应的智能机器人。

采用验证数据包进行通信链路验证，通过验证数据包在各通信链路中的传输速率，间接获取待传输数据包在各通信链路中的传输速率，选择传输速率最快的通信链路作为智能机器人上传数据至控制平台的通信链路。

作为优选，所述的通信计划中若当前项在设定时间内未成为前一项，则将通信链路的编号发送至当前项智能机器人编号所对应的智能机器人。

防止通信计划中的当前项等待时间过程，造成通信资源的浪费。

本发明的有益效果是：

1)采用验证数据包进行通信链路验证，通过验证数据包在各通信链路中的传输速率，间接获取待传输数据包在各通信链路中的传输速率，选择传输速率最快的通信链路作为智能机器人上传数据至控制平台的通信链路，提高了数据传输的稳定性和可靠性；

2)由于智能机器人与控制平台之间的通信链路除了专线内网外还包括5G、Wifi等外网，因此需要对待传输的数据进行加密，保证数据在传输过程中的安全性；

3)在通信计划中对当前项传输的数据包的重要程度与前一项传输的数据包的重要程度进行对比，重要程度高的先进行传输，提高了数据传输的及时性。

附图说明

图1是本发明的一种方法流程图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种智能机器人通信链路自检选择方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、智能机器人生成待传输的数据包，待传输的数据包包括数据密文和秘钥密文：

数据密文由第一秘钥对智能机器人检测获取的电气数据加密生成：

S101、将电气数据的检测获取时间转换成二进制形式，则二进制形式表示的电气数据的检测获取时间即为其对应的初始秘钥M；

其中电气数据的检测获取时间有以下3种格式：年月日时分秒(202112311635)、月日时分秒(12311635)和时分秒(1635)，其中2021表示年，12表示月，31表示日，16表示时，35表示分。将202112311635或12311635或1635转换成二进制形式后即为初始秘钥M。

S102、依据转码规则对所述电气数据Q进行转换，得到由数字“0”和“1”组成的电气数据Q＇；

电气数据包括设备编号、电气数据类型、电气数据具体参数值和电气数据参数单位，电气数据类型为电流(I)、电压(U)、电阻(R)等，电气数据参数单位为A、V、Ω等。例如电气数据为K1201I6A，其中K1201为设备编号，I为电气数据类型、6为电气数据具体参数值，A为电器数据参数单位。

设备编号、电气数据类型、电气数据具体参数值和电气数据参数单位均有其对应的由数字“0”和“1”组成的转码值，且设备编号、电气数据类型、电气数据具体参数值和电气数据参数单位所对应的转码值的位数均不相同，由人为进行规定。转码规则即根据电气数据Q的实际内容选择设备编号、电气数据类型、电气数据具体参数值和电气数据参数单位各部分相对应的转码值组合得到电气数据Q＇。

电气数据和第一秘钥均是由数字“0”和“1”组成，降低了电气数据和第一秘钥的特征表现。

S103、计算i除以N的余数S，其中，i为电气数据在巡检机器人中的传输位次，N为巡检机器人设定的轮换频次，i为正整数，N∈{0,1,2…，9}且N小于初始秘钥的字符数；

S104、将初始秘钥M的前S个字符放置末尾进行重新排列得到第一秘钥M＇，包括以下4种方式：

1)将初始秘钥M的前S个字符按照原始顺序放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

例如M＝(1101101010)，S＝3，则M＇＝(1101010110)。

2)将初始秘钥M的前S个字符进行首尾倒置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

例如M＝(1101101010)，S＝3，则M＇＝(1101010011)。

3)若前S个字符的总数为偶数时，将初始秘钥M的前S个字符进行奇偶换置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

例如M＝(1101101010)，S＝4，则M＇＝(1110101010)。

4)若前S个字符的总数为奇数时，保持第一个字符或最后一个字符或正中间的字符位置不变，对其余S-1个字符进行奇偶换置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

例如M＝(1101101010)，S＝3，则M＇＝(1011101010)或M＇＝(1101101010)或M＇＝(0111101010)。

以电气数据的检测获取时间，在对初始秘钥进行转换变形，提高了最终生成的第一秘钥的复杂程度，提高了传输数据的破译难度，间接的提高了数据传输的安全性。

以电气数据的检测获取时间为基础生成初始秘钥，对初始秘钥进行转换变形生成第一秘钥，提高了第一秘钥的复杂程度，提高了传输数据的破译难度。由于每一组电气数据的检测获取时间均不相同，因此经转换变形最终生成的第一秘钥也均不相同，防止潜在攻击者在数据传输的过程中截取破译数据，提高了数据传输的安全性。

S105、将第一秘钥M＇与电气数据Q＇相加即得到数据密文，包括以下2种方式：

1)若第一秘钥M＇的字符数大于等于电气数据Q＇的字符数，则将电气数据Q＇的第一个字符与第一秘钥M＇的第一个字符相加、电气数据Q＇的第二个字符与第一秘钥M＇的第二个字符相加…以此类推，得到数据密文；

例如M＝(1101101010)，Q＇＝(101101)，则数据密文＝(211211)。

2)若第一秘钥M＇的字符数小于电气数据Q＇的字符数，则将第一秘钥M＇的第一个字符与电气数据Q＇的第一个字符相加、第一秘钥M＇的第二个字符与电气数据Q＇的第二个字符相加…直至第一秘钥M＇的最后一个字符与电气数据Q＇的第T个字符相加后，将第一秘钥M＇的第一个字符与电气数据Q＇的第T+1个字符相加、第一秘钥M＇的第二个字符与电气数据Q＇的第T+2个字符相加…以此类推，得到数据密文；

例如M＝(1101101010)，Q＇＝(101101001110101001)，则数据密文＝(211211102121112011)。

秘钥密文由控制平台对外公开的公开秘钥加密生成，控制平台自身存有非对称加密算的中的私有公钥，将公开秘钥发送至各智能机器人。

S2、智能机器人生成验证数据包，验证数据包包括智能机器人编号Numr、智能机器人对待传输数据的重要程度的评级C以及待传输的数据包的数据量G；

S3、智能机器人将验证数据包盖上时间戳后通过各通信链路传输至控制平台；

S4、控制平台接收带有时间戳的验证数据包并记录接收时间和传输的通信链路编号Numt；

S5、控制平台对接收的验证数据包进行解读分析，确定智能机器人的通信链路并发送至智能机器人：

控制平台对接收的各通信链路的验证数据包进行解读，得到多组解读数据组，如表一所示，一个验证数据包对应一组解读数据组，每一组解读数据组Af＝(Numr,Numt,C,V),其中，f为内验证数据包的数量，Numr为智能机器人编号，Numt为传输的通信链路编号，C为智能机器人对待传输数据的重要程度的评级，V为待传输的数据包在传输的通信链路中的传输速率，V＝G÷t，G为待传输的数据包的数据量，t为待传输的数据包的传输时间，t＝(G÷G＇)×Δt，G＇为验证数据包的数据量，Δt为步骤S3中的时间戳与步骤S4中的接受时间之差；

表一多组解读数据组

选择V最大值所对应的通信链路作为智能机器人的通信链路，并将智能机器人编号写入通信链路的通信计划中；

将通信计划中当前项传输的数据包的重要程度与前一项传输的数据包的重要程度进行对比，若当前项传输的数据包的重要程度低于或等于通信链路前一项传输的数据包的重要程度，则按照现有的顺序进行数据包的传输，并将通信链路的编号发送至前一项智能机器人编号所对应的智能机器人；反之，若当前项传输的数据包的重要程度高于通信链路前一项传输的数据包的重要程度，则将当前项与前一项进行互换，并将通信链路的编号发送至当前项智能机器人编号所对应的智能机器人。

若通信计划中当前项在设定时间内未成为前一项，则将通信链路的编号发送至当前项智能机器人编号所对应的智能机器人。

控制平台将各智能机器人的确定的通信链路的编号下发至各智能机器人采用专用的通信链路，故不会对智能机器人的数据包的传输造成影响。

采用验证数据包进行通信链路验证，通过验证数据包在各通信链路中的传输速率，间接获取待传输数据包在各通信链路中的传输速率，选择传输速率最快的通信链路作为智能机器人上传数据至控制平台的通信链路，提高了数据传输的稳定性和可靠性。

Claims (6)

1.一种智能机器人通信链路自检选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、智能机器人生成待传输的数据包；

S2、智能机器人生成验证数据包；

S3、智能机器人将所述验证数据包盖上时间戳后通过各通信链路传输至控制平台；

S4、控制平台接收带有时间戳的验证数据包并记录接收时间和传输的通信链路编号；

S5、控制平台对接收的验证数据包进行解读分析，确定智能机器人的通信链路并发送至智能机器人；

所述待传输的数据包包括数据密文和秘钥密文；

所述数据密文由第一秘钥对智能机器人检测获取的电气数据加密生成，具体包括以下步骤：

S101、将电气数据的检测获取时间转换成二进制形式，则二进制形式表示的电气数据的检测获取时间即为其对应的初始秘钥M；

S102、依据转码规则对所述电气数据Q进行转换，得到由数字“0”和“1”组成的电气数据Q＇；

S103、计算i除以N的余数S，其中，i为电气数据在巡检机器人中的传输位次，N为巡检机器人设定的轮换频次，i为正整数，N∈{0,1,2…，9}且N小于初始秘钥的字符数；

S104、将所述初始秘钥M的前S个字符放置末尾进行重新排列得到第一秘钥M＇；

S105、将第一秘钥M＇与电气数据Q＇相加即得到数据密文；

所述步骤S105中将第一秘钥M＇与电气数据Q＇相加即得到数据密文包括以下2种方式：

1)若第一秘钥M＇的字符数大于等于电气数据Q＇的字符数，则将电气数据Q＇的第一个字符与第一秘钥M＇的第一个字符相加、电气数据Q＇的第二个字符与第一秘钥M＇的第二个字符相加…以此类推，得到数据密文；

2)若第一秘钥M＇的字符数小于电气数据Q＇的字符数，则将第一秘钥M＇的第一个字符与电气数据Q＇的第一个字符相加、第一秘钥M＇的第二个字符与电气数据Q＇的第二个字符相加…直至第一秘钥M＇的最后一个字符与电气数据Q＇的第T个字符相加后，将第一秘钥M＇的第一个字符与电气数据Q＇的第T+1个字符相加、第一秘钥M＇的第二个字符与电气数据Q＇的第T+2个字符相加…以此类推，得到数据密文。

2.根据权利要求1所述的一种智能机器人通信链路自检选择方法，其特征在于，所述数据密文由第一秘钥对智能机器人检测获取的电气数据加密生成，所述的秘钥密文由控制平台对外公开的公开秘钥加密生成。

3.根据权利要求2所述的一种智能机器人通信链路自检选择方法，其特征在于，所述步骤S104中将初始秘钥M的前S个字符放置末尾进行重新排列得到第一秘钥M＇包括以下4种方式：

1)将初始秘钥M的前S个字符按照原始顺序放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

2)将初始秘钥M的前S个字符进行首尾倒置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

3)若前S个字符的总数为偶数时，将初始秘钥M的前S个字符进行奇偶换置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇；

4)若前S个字符的总数为奇数时，保持第一个字符或最后一个字符或正中间的字符位置不变，对其余S-1个字符进行奇偶换置后放置秘钥的末尾得到第一秘钥M＇。

4.根据权利要求1所述的一种智能机器人通信链路自检选择方法，其特征在于，所述验证数据包包括智能机器人编号、智能机器人对待传输数据的重要程度的评级以及待传输的数据包的数据量。

5.根据权利要求3或4所述的一种智能机器人通信链路自检选择方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：

控制平台对接收的各通信链路的验证数据包进行解读，得到多组解读数据组，一个验证数据包对应一组解读数据组，每一组解读数据组Af＝(Numr,Numt,C,V),其中，f为内验证数据包的数量，Numr为智能机器人编号，Numt为传输的通信链路编号，C为智能机器人对待传输数据的重要程度的评级，V为待传输的数据包在传输的通信链路中的传输速率，V＝G÷t，G为待传输的数据包的数据量，t为待传输的数据包的传输时间，t＝(G÷G＇)×Δt，G＇为验证数据包的数据量，Δt为步骤S3中的时间戳与步骤S4中的接受时间之差；

选择V最大值所对应的通信链路作为智能机器人的通信链路，并将智能机器人编号写入通信链路的通信计划中；

将通信计划中当前项传输的数据包的重要程度与前一项传输的数据包的重要程度进行对比，若当前项传输的数据包的重要程度低于或等于通信链路前一项传输的数据包的重要程度，则按照现有的顺序进行数据包的传输，并将通信链路的编号发送至前一项智能机器人编号所对应的智能机器人；反之，若当前项传输的数据包的重要程度高于通信链路前一项传输的数据包的重要程度，则将当前项与前一项进行互换，并将通信链路的编号发送至当前项智能机器人编号所对应的智能机器人。

6.根据权利要求5所述的一种智能机器人通信链路自检选择方法，其特征在于，所述通信计划中若当前项在设定时间内未成为前一项，则将通信链路的编号发送至当前项智能机器人编号所对应的智能机器人。

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