CN114124514B - 一种电力全域物联网安全防护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力全域物联网安全防护系统，该系统包括：感知终端，用于采集多个被监控设备的运行数据；智能网关，用于接收所述感知终端上传的运行数据，并进行数据加密；物联网平台，用于对接第三方平台，并基于接收的加密数据进行安全管控工作。本发明提供的电力全域物联网安全防护系统实现了大量传感设备的互联，相对于传统的电力物联网而言，所连接的设备更多、范围更广，涉及电网侧、用户侧的相关设备、系统，并且可以适用于未来数以亿计的泛在物联设备接入电网的情况，具有适用性强，安全防御能效强的优点。

Description

一种电力全域物联网安全防护系统
技术领域
本发明涉及电网安全防护技术领域，尤其涉及一种电力全域物联网安全防护系统。
背景技术
随着能源生产和能源消费方式的多样化发展，可再生能源已高比例接入电力系统。分布式能源、电动汽车及储能等蓬勃发展改变了原有以单向潮流为主的电网形态，传统能源电力系统正向着源、网、荷、储等多种要素间互联互通、平等共享、供需平衡、优化互动的能源互联网演进。其中，全域物联网纵深防护能力的提高已经成为电力物联网安全必不可少的基础要求。但是，目前已有的防护系统尚未形成体系，其覆盖的领域十分有限。并且，传统的电网企业由于没有完全对外提供公众服务，安全防御体系仍采用传统的隔离手段，尚不具备稳定的安全防护能力。如果由于泛在电力物联网用户数据安全防护出现漏洞，一旦泄露客户电量、能源消费关联地理信息、电子账单等信息，就会造成严重的信息安全事故。因此，随着数以亿计的泛在物联网设备接入电网，未来端到端电力物联网的安全需要实现可信互联安全互动，亟需一种新的电力全域物联网安全防护系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力全域物联网安全防护系统，以解决现有的防护系统存在的覆盖领域有限、适用场景少且防护效果差的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电力全域物联网安全防护系统，包括：
感知终端，用于采集多个被监控设备的运行数据；
智能网关，用于接收所述感知终端上传的运行数据，并进行数据加密；
物联网平台，用于对接第三方平台，并基于接收的加密数据进行安全管控工作。
进一步，作为优选的，所述感知终端内设有安全模块，用于对所述被监控设备进行身份验证以及对采集的运行数据进行加密。
进一步，作为优选的，所述智能网关内设有加密认证模块，所述加密认证模块用于与所述感知终端匹配，以验证感知终端的身份以及对接收的感知终端上传的运行数据进行加密。
进一步，作为优选的，所述感知终端包括输电业务终端、变电业务终端、配电业务终端、用电业务终端及其他业务终端。
进一步，作为优选的，所述输电业务终端、变电业务终端、配电业务终端、用电业务终端及其他业务终端两两之间通过隔离装置进行隔离。
进一步，作为优选的，所述电力全域物联网安全防护系统，还包括通信传输模块，用于使所述感知终端、所述智能网关及所述物联网平台之间进行数据传输。
进一步，作为优选的，所述通信传输模块内设有解密单元和防火墙。
进一步，作为优选的，所述物联网平台包括主平台和多个分平台节点；所述主平台用于接收所有所述分平台节点上传的数据。
进一步，作为优选的，所述分平台节点上传的数据包括分平台监控数据及分平台运营数据；
所述分平台监控数据包括CPU、内存及硬盘使用率；
所述分平台运营数据包括被监控设备的接入数量、在线率。
进一步，作为优选的，所述安全管控工作包括：身份鉴别、访问控制、入侵防范和安全审计工作。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明公开了一种电力全域物联网安全防护系统，该系统包括：感知终端，用于采集多个被监控设备的运行数据；智能网关，用于接收所述感知终端上传的运行数据，并进行数据加密；物联网平台，用于对接第三方平台，并基于接收的加密数据进行安全管控工作。本发明提供的电力全域物联网安全防护系统实现了大量传感设备的互联，相对于传统的电力物联网而言，所连接的设备更多、范围更广，涉及电网侧、用户侧的相关设备、系统，并且可以适用于未来数以亿计的泛在物联设备接入电网的情况，具有适用性强，安全防御能效强的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明某一实施例提供的电力全域物联网安全防护系统的结构示意图；
图2是本发明又一实施例提供的电力全域物联网安全防护系统的结构示意图。
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作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。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1，本发明某一实施例提供一种电力全域物联网安全防护系统。如图1所示，该电力全域物联网安全防护系统包括功能模块01至03，其中各模块具体如下：
感知终端01，用于采集多个被监控设备的运行数据；
智能网关02，用于接收所述感知终端01上传的运行数据，并进行数据加密；
物联网平台03，用于对接第三方平台，并基于接收的加密数据进行安全管控工作。
需要说明的是，本实施例的电力全域物联网安全防护系统主要部署于平台层、网络层、感知层，形成对电力领域全域物联网的安全防护。
在某一示例性的实施例中，物联网平台03所进行的安全管控工作主要包括：身份鉴别、访问控制、入侵防范和安全审计工作。
在某一示例性的实施例中，感知终端01内设有安全模块，用于对被监控设备进行身份验证以及对采集的运行数据进行加密。
在某一示例性的实施例中，智能网关02内设有加密认证模块，该加密认证模块用于与感知终端01匹配，以验证感知终端01的身份以及对接收的感知终端01上传的运行数据进行加密。
请参阅图2，在某一示例性的实施例中，感知终端01包括输电业务终端、变电业务终端、配电业务终端、用电业务终端及其他业务终端。
作为某一可选的实施方式，所述输电业务终端、变电业务终端、配电业务终端、用电业务终端及其他业务终端两两之间通过隔离装置进行隔离，如图2所示。
需要说明的是，此处的隔离装置主要为物理隔离装置。物理隔离是指采用物理方法将内网与外网隔离从而避免入侵或信息泄露的风险的技术手段。物理隔离主要用来解决网络安全问题的，尤其是在那些需要绝对保证安全的保密网，因此在实际应用中为了防止来自互联网的攻击和保证这些高安全性网络的保密性、安全性、完整性、防抵赖和高可用性，几乎全部要求采用物理隔离技术。本实施例中的物理隔离装置也即安全网闸，其特点是只能单向传输数据(不是正向就是反向，不能同时双向)，因此能够切断黑客的访问连接。
在某一示例性的实施例中，电力全域物联网安全防护系统，还包括通信传输模块，用于使所述感知终端01、所述智能网关02及所述物联网平台03之间进行数据传输。可以理解的是，本实施例中各项监测数据经智能网关02加密，通过调度数据网、综合数据网或运营商网络传输，经过安全网关的解密、防火墙/网闸的策略限制，最终接入物联网平台03。
作为某一可选的实施方式，该通信传输模块内设有解密单元和防火墙。其中解密单元用于对通信过程中产生的加密数据进行解密，防火墙用于保证网络层边界安全，防止外网入侵。需要说明的是，防火墙和上述实施例中提到的隔离装置是两种不同的安全防护工具。二者存在较大的区别，包括：防火墙传输数据可以双向，支持TCP/IP七层协议；防火墙主要是借助硬件和软件的作用于内部和外部网络的环境间产生一种保护的屏障，从而实现对计算机不安全网络因素的阻断。因此，无论从功能还是实现原理上讲，隔离装置和防火墙是完全不同的两个产品，防火墙是保证网络层安全的边界安全工具(如通常的非军事化区)，而安全隔离网闸重点是保护内部网络的安全。由于这两种产品的定位不同，因此不能相互取代。且本实施例中针对实际需要进行了对应的选择。
请参阅图2，在某一示例性的实施例中，所述物联网平台03包括主平台和多个分平台节点；所述主平台用于接收所有所述分平台节点上传的数据。
进一步地，所述分平台节点上传的数据包括分平台监控数据及分平台运营数据；所述分平台监控数据包括CPU、内存及硬盘使用率；所述分平台运营数据包括被监控设备的接入数量、在线率。
本发明实施例提供的电力全域物联网安全防护系统，是一个深度融合物联网技术、大数据技术、优化运行调控技术等多种新技术的复杂大系统，呈现出能量流、信息流与业务流交互耦合的特征，通过获取和共享电力生产、传输与利用全环节多类型数据，实现整个电力生态圈内外的全面感知。因此，本实施例能够实现大量传感设备的互联，相对于传统的电力物联网而言，所连接的设备更多、范围更广，涉及电网侧、用户侧的相关设备、系统，并且可以适用于未来数以亿计的泛在物联设备接入电网的情况，具有适用性强，安全防御能效强的优点。
在某一个具体实施例中，为了帮助理解，还提供了该系统各个模块运作和数据交互的流程。需要说明的是，本发明架构中，物联网业务流包含纵向与横向交互，纵向交互主要是指采集终端到物联网平台03之间的数据流路。纵向数据交互主要包含数据上报，指令、模型下发。数据上报服务端在物联网平台03，网关与平台建立连接后会一直与平台保持长连接，具体流程如下：
1)业务终端监测数据(按模型模板的格式规定的变量数值)上报到各自物联网平台03分节点。
2)物联网平台03分节点将监测数据上报到数据中心分节点。
3)数据中心分节点同步数据到数据中心主节点。
4)电网管理平台从数据中心主节点获取终端监侧数据。
5)物联网平台03分节点把平台自身的运行数据(包括平台服务器监控数据、如CPU、内存、硬盘使用率等，以及平台运营数据，如设备接入数，设备在线率等)同步给物联网平台03主节点。
6)指令下发统称召测指令，包括监测数据查询、监测策略下发(修改模型的变量数值)与视频监控指令。模型下发指的是物联网主节点对新增、修改后的设备信息模型模板同步给平台其他节点。指令、模型具体下发流程如下：
7)电网管理平台向物联网平台03主节点发起对业务终端监测数据的召测指令。
8)物联网平台03主节点根据电网管理平台的需求往相应物联网平台03分节点下发指令。
9)物联网平台03分节点向设备终端下发指令。
10)物联网平台03主节点把设备信息模型模板推送到物联网平台03分节点。
11)横向交互主要包括平台自身运行数据以及设备信息模型模板数据同步，以及电网各业务区之间的数据传递。
综上，基于上述实施例所述的电力全域物联网安全防护系统，本实施例提出了对应的电力全域物联网安全防护方法，实现了大量传感设备的互联，相对于传统的电力物联网而言，所连接的设备更多、范围更广，涉及电网侧、用户侧的相关设备、系统，并且可以适用于未来数以亿计的泛在物联设备接入电网的情况，具有适用性强，安全防御能效强的优点。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分仅仅为一种逻辑功能划分，在实际应用中对其实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或页面组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，包括：
感知终端，用于采集多个被监控设备的运行数据；感知终端中的相邻两个业务终端之间通过物理隔离装置进行隔离；
智能网关，用于接收所述感知终端上传的运行数据，并进行数据加密；
物联网平台包括主平台和多个分平台节点，所述物联网平台用于对接第三方平台，并基于接收的加密数据进行安全管控工作；所述主平台用于接收所有所述分平台节点上传的数据；
通信模块，所述通信模块内设有解密单元和防火墙，所述防火墙用于保证网络层边界安全；
其中，物联网业务流包含纵向与横向交互，纵向交互是指感知终端到物联网平台之间的数据流路，纵向数据交互包含数据上报以及指令、模型下发，横向交互包括平台自身运行数据和设备信息模型模板数据的同步、以及电网各业务区之间的数据传递；数据上报服务端在物联网平台，网关与物联网平台建立连接后会一直与物联网平台保持长连接，具体流程如下：
感知终端将监测数据上报到各自物联网平台的分平台节点；
物联网平台的分平台节点将监测数据上报到数据中心分节点，数据中心分节点同步数据到数据中心主节点；
电网管理平台从数据中心主节点获取监测数据；
物联网平台的分平台节点把分平台监控数据及分平台运营数据同步给物联网平台主节点；
指令、模型下发的具体流程如下：
电网管理平台向物联网平台主节点发起对感知终端监测数据的召测指令；
物联网平台主节点根据电网管理平台的需求往相应物联网平台分平台节点下发指令；
物联网平台分平台节点向设备终端下发指令；
物联网平台主节点把设备信息模型模板推送到物联网平台分平台节点。
2.根据权利要求1所述的电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，所述感知终端内设有安全模块，用于对所述被监控设备进行身份验证以及对采集的运行数据进行加密。
3.根据权利要求2所述的电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，所述智能网关内设有加密认证模块，所述加密认证模块用于与所述感知终端匹配，以验证感知终端的身份以及对接收的感知终端上传的运行数据进行加密。
4.根据权利要求1所述的电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，所述感知终端包括输电业务终端、变电业务终端、配电业务终端、用电业务终端及其他业务终端。
5.根据权利要求4所述的电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，所述输电业务终端、变电业务终端、配电业务终端、用电业务终端及其他业务终端两两之间通过隔离装置进行隔离。
6.根据权利要求1所述的电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，通信传输模块用于使所述感知终端、所述智能网关及所述物联网平台之间进行数据传输。
7.根据权利要求1所述的电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，所述分平台节点上传的数据包括分平台监控数据及分平台运营数据；
所述分平台监控数据包括CPU、内存及硬盘使用率；
所述分平台运营数据包括被监控设备的接入数量、在线率。
8.根据权利要求1所述的电力全域物联网安全防护系统，其特征在于，所述安全管控工作包括：身份鉴别、访问控制、入侵防范和安全审计工作。
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