CN114089727A - 一种深海智能移动作业平台的中控方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及深海数据安全技术领域，具体涉及一种深海智能移动作业平台的中控方法和系统。包括数据采集系统采集到的深海数据，和数据采集系统获取到的当前时间戳一起经非对称加密算法加密后，通过CAN协议传输给中控系统，中控系统的CAN接口接收并存储数据；当读取中控系统中存储的数据时，判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，若一致，则中控系统的数据被读取；若不一致，则中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取。针对在深海海域勘探中存在的数据信息泄露和功能模块升级换代的技术问题，本发明可以随着功能模块的升级换代，灵活调整，且可确保采集到的深海数据的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及深海数据安全技术领域，具体涉及一种深海智能移动作业平台的中控方法和系统。
背景技术
海洋中的各类资源丰富，对海洋资源的勘探和研究，对于国家海洋事业的发展具有重要意义。其中，深海工程地质和水文的研究，对于深海环境和地质状态的变化和预测，对深海资源的勘测及进一步的合理开采和利用，均具有非常重要的意义。
我国深海海域范围内所存在的天然气水合物等资源丰富，如何对这些资源进行高效安全的开采，探查清楚相关深海海域范围内的地质和环境情况是重大的前提，从而可进行如地震等地质情况的初步预测。
目前多是船舶等航海设备行驶到待监测深海区所在的海域范围，将深海移动抓斗，或者深海移动机器人等水下勘探检测设备下放到深海中，通过铠装线缆实时回传检测到的水文数据，通过抓斗等取样器对深海的工程地质进行取样。诸如此类的深海环境地质的取样和检测方式，具有实时性高，画面清晰，数据回传快等特点。这对于深海现有已知资源的勘察，检测和研究，是非常有价值的。但对深海环境水文状态数据的监测，仅依靠上述方式获取到的水文数据量是非常少的，对于准确获知深海环境和地质状态的变化和走势而言，这些数据量是远远不够的；因此，对深海环境和地址状态的勘察和检测，提出新的需求——原位且长期观测，即将相关海洋勘探检测设备平台长期放置于深海环境中。一方面随着技术的发展，对海洋原位检测的技术手段也在不断的更新换代，且根据不同的海洋探测需求，相关水下勘探产品设备的功能性模块也是不同的，需要随之增减或升级；另一方面，也要确保勘探到的各种海洋环境和地质数据的安全。众所周知，我国陆地和海域面积均较为辽阔，相关海洋勘探检测设备平台不管是长期放置于公海海域，还是我国权属的海域范围内，均存在被盗走或破坏的风险，这必然带来的结果就是长期原位检测到的深海海洋数据信息泄露或销毁，甚至被非法利用，损害我国国防安全。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对在深海海域勘探中存在的数据信息泄露和功能模块升级换代的技术问题，本发明提供了一种深海智能移动作业平台的中控方法和系统，它可以随着功能模块的升级换代，灵活调整，且可确保采集到的深海数据的安全性。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种深海智能移动作业平台的中控方法，其特征在于，包括：数据采集系统采集到的深海数据，和数据采集系统获取到的当前时间戳一起经非对称加密算法加密后，通过CAN协议传输给中控系统，中控系统的CAN接口接收并存储数据；当读取中控系统中存储的数据时，判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，若一致，则中控系统的数据被读取；若不一致，则中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取。
可选地，所述的判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，进一步为：中控系统判断访问身份信息是否与中控系统中设定访问身份信息一致。
可选地，所述若不一致，则中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取；进一步为：若判断读取数据的权限与中控单元中设定权限不一致的情况，在设定的连续时间T0内的出现次数，超过设定的次数C0时，所述中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取。
可选地，当读取中控系统中存储的数据时，还包括：中控系统接收读取请求信号，若读取请求信号与中控系统中设定的请求信号一致，则允许读取中控系统中的数据；否则，不允许。
可选地，所述中控系统会对数据进行非对称加密，进一步为：所述中控系统会对数据和当前时间戳一起进行非对称加密，当所述非对称加密次数超过设定值C1时，则中控系统中对数据格式化。
一种深海智能移动作业平台的中控系统，其特征在于，包括：数据采集系统和中控系统；其中，所述数据采集系统，包括数据采集单元，第一加密单元、数据传输单元和时钟；所述数据采集单元和时钟均与加密运算单元连接，所述加密单元和数据传输单元连接；所述中控系统，包括CAN接口、数据存储单元、第二加密单元、数据读取接口和判断单元；所述CAN接口与数据传输单元、数据存储单元、第二加密单元和判断单元均连接，所述判断单元与第二加密单元和据存储单元均连接，所述数据读取接口与据存储单元和判断单元均连接；所述判断单元，用于判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致；所述第二加密单元，用于若不一致，则对数据进行非对称加密。
可选地，所述数据采集单元包括传感器，所述传感器与加密运算单元连接。
可选地，所述的数据采集单元包括流速剖面仪、数字水听器阵列、重力仪、磁力仪、地震监测仪和海洋生物监测设备。
可选地，还包括移动行程单元和动力单元，所述移动行程单元和动力单元均与中控系统连接。
可选地，还包括避障单元，所述避障单元和中控系统连接。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明提出的一种深海智能移动作业平台的中控方法和系统，它可以随着功能模块的升级换代，灵活调整，且可确保采集到的深海数据的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提出的采集深海数据的流程示意图。
图2为本发明实施例提出的读取中控系统中存储的数据的流程示意图。
图3为本发明实施例提出的一种深海智能移动作业平台的中控系统的结构示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。
实施例1
结合附图1-3，本实施例提出了一种深海智能移动作业平台的中控方法，包括：数据采集系统采集到的深海数据，和数据采集系统获取到的当前时间戳一起经非对称加密算法加密后，通过CAN协议传输给中控系统，中控系统的CAN接口接收并存储数据；当读取中控系统中存储的数据时，判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，若一致，则中控系统的数据被读取；若不一致，则中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取。
通过中控单元的CAN接口，可根据深海智能移动作业平台所要下放到的深海海域的相关检测要求，对平台所具备的检测功能进行扩展，增加和更新不同功能的数据采集系统，实现平台对多样化功能检测扩展的需求，进而实现开放式更新换代的技术效果；不需要花费额外成本，针对不同的检测需求，进行平台方案的重新设计，仅需在原有的基础上，根据需要删减或增加不同功能性的数据采集系统，进而更新不同的检测或勘测功能即可。利用CAN接口的可扩展性，平台可兼容各类功能对应的数据采集系统，使得平台同时具备开放性和兼容性的要求，从而增加平台的智能性。
考虑到深海智能移动作业平台的长期原位检测需求，为确保平台在水下长期检测到的深海数据的安全性，那么上述中涉及的中控单元所具备的开放性和兼容性，无疑会给数据安全带来一定的隐患，为此，本实施例在数据采集系统所在本地系统中，增加非对称加密算法进行加密，这一技术手段是为了确保当数据采集系统被盗或者流落到歹人之手后，也难以破解各功能模块对应的数据采集系统所采集到的深海海洋数据，加入的时间戳是为了确保在平台完成长期原位检测后，可通过时间线分析，在平台原位长期检测深海海洋数据的这段时间内，平台所在深海位置的水文数据和地质数据，随着时间迁移的变化情况，这为研究深海环境变化和预测提供了大量的原始数据，非常有利于准确判断深海环境的未来变化趋势和走向，具有非常重要的意义。
此外平台的中控系统作为平台的心脏部位，起到至关重要的作用，为防止平台中控系统所带来的数据泄露安全隐患，完成了长期原位检测任务的平台被从深海中取出后，需对中控系统存储的深海数据进行分析研究，那么需要读取中控系统内存储的数据。当中控系统的数据读取接口与外部设备连接后，判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，若一致，则中控单元的数据被读取；若不一致，则中控单元会对数据进行非对称加密，且中控单元内的数据无法被读取。从而控制中控系统的数据被非法盗取，起到防止数据泄露的作用，确保平台检测到的深海数据安全。
非对称加密算法，包括但不限于各类常用的哈希算法，通过非对称加密算法，增加数据被泄露的难度，降低数据泄露风险，确保平台检测到的深海海洋数据安全。
数据采集系统包括但不限于用于采集如温度、压力、照度、深度等参数的各传感器所构成的数据采集系统，用以原位长期检测平台所在深海环境的数据；还包括用于采集平台所在深海位置的视频、语音等参数的各传感器所组成的数据采集系统；还包括平台自身的电池管理系统所检测到的数据实时回传至中控系统；还包括推进器等功能系统。
作为本实施例可选的实施方式，所述的判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，进一步为：中控系统判断访问身份信息是否与中控系统中设定访问身份信息一致。从对中控系统访问身份信息的权限上，限定中控系统数据的对应开放的对象，防止中控系统中存储的深海数据被盗取和泄露。
作为本实施例可选的实施方式，所述若不一致，则中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取；进一步为：若判断读取数据的权限与中控单元中设定权限不一致的情况，在设定的连续时间T0内的出现次数，超过设定的次数C0时，所述中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取。从控制时间，以及控制输错次数的维度，确保中控系统数据不被泄露。
作为本实施例可选的实施方式，当读取中控系统中存储的数据时，还包括：中控系统接收读取请求信号，若读取请求信号与中控系统中设定的请求信号一致，则允许读取中控系统中的数据；否则，不允许。利用发送请求信号，并比对请求信号的方式判断是否为被允许读取中控系统中数据的对象，若是，则允许读取数据，若不是，则不允许读取数据。
作为本实施例可选的实施方式，所述中控系统会对数据进行非对称加密，进一步为：所述中控系统会对数据和当前时间戳一起进行非对称加密，当所述非对称加密次数超过设定值C1时，则中控系统中对数据格式化。避免反复尝试身份信息一致性的判断，禁止尝试读取数据信息操作，一旦存在次数超限的情况后，则判定为恶意解读中控系统数据，通过格式化数据的方式，避免数据泄露，确保数据安全。
实施例2
本实施例提出了一种深海智能移动作业平台的中控系统，包括：数据采集系统和中控系统；其中，所述数据采集系统，包括数据采集单元，第一加密单元、数据传输单元和时钟；所述数据采集单元和时钟均与加密运算单元连接，所述加密单元和数据传输单元连接；所述中控系统，包括CAN接口、数据存储单元、第二加密单元、数据读取接口和判断单元；所述CAN接口与数据传输单元、数据存储单元、第二加密单元和判断单元均连接，所述判断单元与第二加密单元和据存储单元均连接，所述数据读取接口与据存储单元和判断单元均连接；所述判断单元，用于判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致；所述第二加密单元，用于若不一致，则对数据进行非对称加密。
在此实施例的基础上，可以想到的是，为确保平台的正常工作，还包括，供电系统，照明系统，及驱动平台移动的智能动力系统等。
所述供电系统包括动力电池和充电单元，所述充电单元与动力电池连接，以对动力电池充电，所述动力电池为照明系统等所需电能的系统或单元进行供电。中控系统与充电单元连接，控制动力电池的充电方法为：在深海智能移动作业平台，如深海移动抓斗的布放和回收过程中，对动力电池进行在线式充电，与以往需要在设备回收后再进行专用充电器充电的操作相比，节省了作业时间，提高了作业效率。
照明系统和中控系统连接，照明系统灯光调节方法为：根据深海智能移动作业平台的视频系统采集画面效果，调节照明系统的灯光，以使深海智能移动作业平台水下作业灯光，达到最佳视觉效果。
还包括与中控系统连接的保护预警单元和绝缘检测单元，绝缘检测单元，对深海智能移动作业平台各部分的对地绝缘值进行实时监测，确保系统运行安全稳定。其中，深海智能移动作业平台各部分是指构成深海智能移动作业平台的子单元、子系统等，特别是实体构造上构成独立功能的各部分，需要监控其对地绝缘值的部分，从而全方位，多角度确保深海智能移动作业平台的安全稳定。进一步的，构成深海智能移动作业平台的子单元或子系统，是指实现深海智能移动作业平台各项功能的子单元或子系统，包括移动行程单元、动力单元、数据采集单元、避障单元、供电系统、照明系统等实体单元，如加密单元等软件方法实现的非实体单元不在此范围内。
保护预警单元和绝缘检测单元，绝缘检测单元，对深海智能移动作业平台各部分的对地绝缘值进行实时监测；保护预警单元实时监测数据与预设安全值进行比对，智能进行自我调节，实现各功能保护及预警，如过压、过流、欠压等保护及预警，并将实时监测数据通过CAN接口传输至中控系统，进行数据保存，供深海海洋课题研究及深海智能移动作业平台自身运行优化所用。
作为本实施例可选的实施方式，所述数据采集单元包括传感器，所述传感器与加密运算单元连接。所述传感器包括但不限于集成MEMS加速度传感器、温度传感器、压力传感器、甲烷传感器、硫化氢传感器、溶解氧传感器、摄像机、PH等传感器。作为本实施例可选的实施方式，所述的数据采集单元包括流速剖面仪、数字水听器阵列、重力仪、磁力仪、地震监测仪和海洋生物监测设备。
中控系统通过所述CAN接口与船舶连接，将船舶航行信息，及上述传感器检测到的包括水文气象等数据，存储于数据存储单元中，实时完成数据记录。
作为本实施例可选的实施方式，还包括移动行程单元和动力单元，所述移动行程单元和动力单元均与中控系统连接。中控系统根据数据采集系统采集的深海环境数据，经移动行程单元进行计算和规划，确定移动行程，中控系统控制动力单元按照移动行程单元设定的行程行进，对深海数据进行检测和采集。还包括与中控系统连接的电子定艏和差速锁；实现中控系统控制深海智能移动作业平台定速巡航移动。
作为本实施例可选的实施方式，还包括避障单元，所述避障单元和中控系统连接。综合避障单元，结合移动行程单元，以确保在深海作业移动过程中更加智能化，可适应深海环境进行移动。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种深海智能移动作业平台的中控方法，其特征在于，包括：
数据采集系统采集到的深海数据，和数据采集系统获取到的当前时间戳一起经非对称加密算法加密后，通过CAN协议传输给中控系统，中控系统的CAN接口接收并存储数据；
当读取中控系统中存储的数据时，判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，若一致，则中控系统的数据被读取；若不一致，则中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取。
2.根据权利要求1所述的一种深海智能移动作业平台的中控方法，其特征在于，所述的判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致，进一步为：中控系统判断访问身份信息是否与中控系统中设定访问身份信息一致。
3.根据权利要求1所述的一种深海智能移动作业平台的中控方法，其特征在于，所述若不一致，则中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取；进一步为：若判断读取数据的权限与中控单元中设定权限不一致的情况，在设定的连续时间T0内的出现次数，超过设定的次数C0时，所述中控系统会对数据进行非对称加密，且中控系统内的数据无法被读取。
4.根据权利要求1所述的一种深海智能移动作业平台的中控方法，其特征在于，当读取中控系统中存储的数据时，还包括：中控系统接收读取请求信号，若读取请求信号与中控系统中设定的请求信号一致，则允许读取中控系统中的数据；否则，不允许。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种深海智能移动作业平台的中控方法，其特征在于，所述中控系统会对数据进行非对称加密，进一步为：所述中控系统会对数据和当前时间戳一起进行非对称加密，当所述非对称加密次数超过设定值C1时，则中控系统中对数据格式化。
6.一种深海智能移动作业平台的中控系统，其特征在于，包括：数据采集系统和中控系统；其中，
所述数据采集系统，包括数据采集单元，第一加密单元、数据传输单元和时钟；所述数据采集单元和时钟均与加密运算单元连接，所述加密单元和数据传输单元连接；
所述中控系统，包括CAN接口、数据存储单元、第二加密单元、数据读取接口和判断单元；所述CAN接口与数据传输单元、数据存储单元、第二加密单元和判断单元均连接，所述判断单元与第二加密单元和据存储单元均连接，所述数据读取接口与据存储单元和判断单元均连接；
所述判断单元，用于判断读取数据的权限是否与中控单元中设定权限一致；
所述第二加密单元，用于若不一致，则对数据进行非对称加密。
7.根据权利要求6所述的一种深海智能移动作业平台的中控系统，其特征在于，所述数据采集单元包括传感器，所述传感器与加密运算单元连接。
8.根据权利要求6所述的一种深海智能移动作业平台的中控系统，其特征在于，所述的数据采集单元包括流速剖面仪、数字水听器阵列、重力仪、磁力仪、地震监测仪和海洋生物监测设备。
9.根据权利要求6所述的一种深海智能移动作业平台的中控系统，其特征在于，还包括移动行程单元和动力单元，所述移动行程单元和动力单元均与中控系统连接。
10.根据权利要求9所述的一种深海智能移动作业平台的中控系统，其特征在于，还包括避障单元，所述避障单元和中控系统连接。
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