CN115016741B - 一种智能电力电子设备数据存储和传输系统及方法 - Google Patents

一种智能电力电子设备数据存储和传输系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能电力电子设备数据存储和传输系统及方法，包括：数据分段、数据排序、存储控制、缓存控制、数据预测和数据获取；可用于逐行分段获取各个电力电子设备中不同类型的参数数据；分别对每一个类型的参数分别进行随机序列和重复序列的结合，形成参数更新后的分段数据；随后，在缓存第一参数时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数，并选取第二参数的部分数据；最后，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行第二参数的数据恢复，并组成完整的第二参数。利用本发明的系统和方法，对于重要数据部分预先存储在缓存中，被盗取后也无法得到完整的第二数据，提高了安全性，同时克服网络和设备性能等问题，提高缓存命中率。

Description

一种智能电力电子设备数据存储和传输系统及方法
技术领域
本发明涉及电力电子设备数据管理领域，尤其涉及一种智能电力电子设备数据存储和传输系统及方法。
背景技术
智能电力电子设备数据的聚合和应用使得数据价值不断提升，数据所面临的风险也越来越多。为切实保障行业的数据权益，加强数据安全治理，保障各行业系统的安全运行，在对数据分级的基础上，对数据访问进行安全防护势在必行。目前针对大量且复杂的数据缺乏有效安全防护方法，存在数据访问网络安全问题。
目前，对智能电力电子设备的数据进行攻击的手段越来越多，如通过电压脉冲、时钟脉冲、复位信号脉冲、改变环境温度、光照、光脉冲或电磁场脉冲等手段，来修改智能电力电子设备中某段存储空间的数据，使智能电力电子设备硬件内存发生跳变或使算术逻辑器件异常输出。因此，为提高在智能电力电子设备存储空间运行应用程序的安全性，需要检测设备中的数据是否被非法篡改，以避免应用程序的运行结果与预期结果不一致的问题，但是目前还没有提出能够有效检测智能电力电子设备的数据是否被盗取的方法。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的技术方案。因此，本发明的一个方面，提供了一种智能电力电子设备数据存储和传输系统，该系统包括：数据分段单元、数据排序单元、存储控制单元、缓存控制单元、数据预测单元和数据获取单元；
所述数据分段单元，用于逐行分段获取各个电力电子设备中不同类型的参数数据；
所述数据排序单元，用于分别对每一个类型的参数分别进行随机序列和重复序列的结合，形成每一个类型的参数更新后的分段数据；
所述存储控制单元，分别存储所述数据排序单元处理之后的每一个类型的分段数据；
所述缓存控制单元，用于从所述存储控制单元中获取的其中一个类型的第一参数，并进行缓存；
所述数据预测单元，用于在缓存第一参数时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数，并选取第二参数的部分数据；
所述数据获取单元，用于获取第一参数，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复并发送到所述监控平台后，根据所述监控平台的安全信号，继续接收从所述缓存控制单元第二参数上述部分数据，同时从所述存储控制单元获取第二参数的剩余数据，随后，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，并组成完整的第二参数后，发送到所述监控平台。
可选的，所述随机序列是所述数据排序单元随机生成的数据序列；所述重复序列是所述数据排序单元在处理每一个分段数据时选择的其中一行数据的一部分；其中，一部分是一行数据任意一段连续的序列。
可选的，所述缓存控制单元，还用于从所述存储控制单元读取第二参数，并将第二参数的部分数据从第一参数行开始顺序缓存所述第二参数的部分数据，随后缓存第一参数完整数据行。
可选的，所述第一参数是监控平台或者操作者当前需要的参数数据。
可选的，所述第二参数与所述第一参数相关。
本发明还提供一种智能电力电子设备数据存储和传输方法，该方法包括：
数据分段步骤，逐行分段获取各个电力电子设备中不同类型的参数数据；
数据排序步骤，分别对每一个类型的参数分别进行随机序列和重复序列的结合，形成每一个类型的参数更新后的分段数据；
存储控制步骤，分别存储所述数据排序单元处理之后的每一个类型的分段数据；
缓存控制步骤，从所述存储控制单元中获取的其中一个类型的第一参数，并进行缓存；
数据预测步骤，在缓存第一参数时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数，并选取第二参数的部分数据；
数据获取步骤，获取第一参数，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复并发送到所述监控平台后，根据所述监控平台的安全信号，继续接收从所述缓存控制单元第二参数上述部分数据，同时从所述存储控制单元获取第二参数的剩余数据，随后，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，并组成完整的第二参数后，发送到所述监控平台。
可选的，所述随机序列是所述数据排序单元随机生成的数据序列；所述重复序列是所述数据排序单元在处理每一个分段数据时选择的其中一行数据的一部分；其中，一部分是一行数据任意一段连续的序列。
可选的，所述缓存控制步骤，还包括从所述存储控制单元读取第二参数，并将第二参数的部分数据从第一参数行开始顺序缓存所述第二参数的部分数据，随后缓存第一参数完整数据行。
可选的，所述第一参数是监控平台或者操作者当前需要的参数数据。
可选的，所述第二参数与所述第一参数相关。
由于采用以上所述的技术方案，本发明可以达到以下有益效果：对于电力电子设备中的重要数据，只有部分预先存储在缓存中，被盗取后也无法得到完整的第二数据，保护了数据内容，提高了安全性，同时克服网络和设备性能等问题，提高缓存命中率。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明的智能电力电子设备数据存储和传输系统示意图；
图2是本发明的智能电力电子设备数据存储和传输方法流程图。
这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
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。
为了解决上述问题，本发明提供一种智能电力电子设备数据存储和传输系统，如图1所示，该系统包括：数据分段单元、数据排序单元、存储控制单元、缓存控制单元、数据预测单元和数据获取单元。
所述数据分段单元，用于逐行分段获取各个电力电子设备中不同类型的参数数据。所述不同参数包括设备内部、发电相关以及环境相关的参数。
所述数据分段单元，具体用于针对每一个类型的参数分别连续提取每一行的数据，并形成分段数据集，如对于设备内部参数M1、M2、M3以及环境相关参数V1、V2、V3进行分段处理时，首先，连续提取M1、M2、M3每一行的参数，即（S1、S2……S100）为M1数据分段，（S101、S102……S200）为M2数据分段，（S201、S202……S300）为M3数据分段，形成设备内容参数分段（S1、S2……S100）（S101、S102……S200）（S201、S202……S300），同样，连续提取V1、V2、V3每一行的参数，形成环境相关参数分段（E1、E2……E100）（E101、E102……E200）（E201、E202……E300）。随后，形成整体数据分段（S1、S2……S100）（S101、S102……S200）（S201、S202……S300）|（E1、E2……E100）（E101、E102……E200）（E201、E202……E300）。
所述数据排序单元，用于分别对每一个类型的参数分别进行随机序列和重复序列的结合，形成每一个类型的参数更新后的分段数据。
所述随机序列R1是所述数据排序单元随机生成的数据序列；所述重复序列是所述数据排序单元在处理每一个分段数据时选择的其中一行数据的一部分；其中，一部分是一行数据任意一段连续的序列。如处理数据分段（S1、S2……S100）时，选择S2的一部分数据作为所述重复序列。
所述数据排序单元，具体用于提取每一个类型的每一个参数的分段数据中任意一行数据X1，并生成随机序列R1，随后，将上述任意一行数据X1和随机序列R1前后顺序排列；另外，提取任意一行数据X1后紧邻的下一行数据X2和部分X1中部分重复序列，随后，将上述下一行数据X2和X1中部分重复序列前后顺序排列；最后，将其他行数据按照原有顺序进行排列，生成处理后的分段数据。
例如，所述数据排序单元对设备内部参数M1的分段数据（S1、S2……S100）进行排序处理具体为：提取M1的分段数据中的一行数据S5，并生成随机序列R1，随后，将上述一行数据S5和随机序列R1前后顺序排列，即S5-R1。
另外，提取上述一行数据S5后紧邻的下一行数据S6和数据S5中部分重复序列S5’，随后，将上述下一行数据S6和重复序列S5’前后顺序排列，即S6-S5’；最后，将其他行数据按照原有顺序进行排列，生成处理后的分段数据，即（S1、S2……S5-R1、S6-S5’、S7、S8……S99、S100）。
所述存储控制单元，分别存储所述数据排序单元处理之后的每一个类型的分段数据。
例如，存储所述设备内容参数分段（S1、S2-R1、S3-S2’、S4、S5……S100）（S101、S102、S103-R1、S104-S103’、S105……S200）（S201、S202……S231-R、S232-S231’、S233……S300），同样，存储环境相关参数分段（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）（E201、E202……E277-R1、E278-E277’、E279……E300）。随后，形成整体数据分段（S1、S2-R1、S3-S2’、S4、S5……S100）（S101、S102、S103-R1、S104-S103’、S105……S200）（S201、S202……S231-R、S232-S231’、S233……S300）|（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）（E201、E202……E277-R1、E278-E277’、E279……E300）。
所述缓存控制单元，用于从所述存储控制单元中获取的其中一个类型的第一参数，并进行缓存。所述第一参数是监控平台或者操作者当前需要的参数数据。
所述数据预测单元，用于在缓存第一参数时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数，并选取第二参数的部分数据。所述第二参数与所述第一参数相关。
所述缓存控制单元，还用于从所述存储控制单元读取第二参数，并将第二参数的部分数据从第一参数行开始顺序缓存所述第二参数的部分数据，随后缓存第一参数完整数据行。
例如，根据监控平台或者操作者的数据请求，所述缓存控制单元从所述存储控制单元中获取环境相关参数V1：（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100），并进行缓存。
所述数据预测单元，用于在缓存第一参数V1时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数V2、V3，并且仅仅选取第二参数中的V2：（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200），即V2为V1的后续连续分段序列。
所述缓存控制单元，将V1和V2的分段数据连续进行缓存，即（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）。
所述数据获取单元，用于获取第一参数，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复并发送到所述监控平台后，根据所述监控平台的安全信号，继续接收从所述缓存控制单元第二参数上述部分数据，同时从所述存储控制单元获取第二参数的剩余数据，随后，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，并组成完整的第二参数后，发送到所述监控平台。
例如，接收到第一参数V1后，所述监控平台在确保数据传输环境安全后，发出安全信号，随后，所述数据获取单元继续从所述缓存控制单元接收第二参数中的V2，同时从所述存储控制单元获取第二参数中的V3。
即所述数据获取单元得到第一参数V1：（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）以及第二参数V2：（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）和V3：（E201、E202……E277-R1、E278-E277’、E279……E300）。
所述数据获取单元根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，得到原始第一参数V1：（E1、E2……E10、E11、E12……E100）以及第二参数V2：（E101、E102……E155、E156、E157……E200）和V3：（E201、E202……E277、E278、E279……E300）。因此，发送到所述监控平台的完整第二参数V2和V3为（E101、E102……E155、E156、E157……E200）（E201、E202……E277、E278、E279……E300）。
本发明还提供一种智能电力电子设备数据存储和传输方法，如图2所示，该方法包括：数据分段步骤、数据排序步骤、存储控制步骤、缓存控制步骤、数据预测步骤和数据获取步骤。
所述数据分段步骤，逐行分段获取各个电力电子设备中不同类型的参数数据。所述不同参数包括设备内部、发电相关以及环境相关的参数。
所述数据分段步骤，具体为：针对每一个类型的参数分别连续提取每一行的数据，并形成分段数据集，如对于设备内部参数M1、M2、M3以及环境相关参数V1、V2、V3进行分段处理时，首先，连续提取M1、M2、M3每一行的参数，即（S1、S2……S100）为M1数据分段，（S101、S102……S200）为M2数据分段，（S201、S202……S300）为M3数据分段，形成设备内容参数分段（S1、S2……S100）（S101、S102……S200）（S201、S202……S300），同样，连续提取V1、V2、V3每一行的参数，形成环境相关参数分段（E1、E2……E100）（E101、E102……E200）（E201、E202……E300）。随后，形成整体数据分段（S1、S2……S100）（S101、S102……S200）（S201、S202……S300）|（E1、E2……E100）（E101、E102……E200）（E201、E202……E300）。
所述数据排序步骤，分别对每一个类型的参数分别进行随机序列和重复序列的结合，形成每一个类型的参数更新后的分段数据。
所述随机序列R1是所述数据排序单元随机生成的数据序列；所述重复序列是在处理每一个分段数据时选择的其中一行数据的一部分；其中，一部分是一行数据任意一段连续的序列。如处理数据分段（S1、S2……S100）时，选择S2的一部分数据作为所述重复序列。
所述数据排序步骤，具体为：提取每一个类型的每一个参数的分段数据中任意一行数据X1，并生成随机序列R1，随后，将上述任意一行数据X1和随机序列R1前后顺序排列；另外，提取任意一行数据X1后紧邻的下一行数据X2和部分X1中部分重复序列，随后，将上述下一行数据X2和X1中部分重复序列前后顺序排列；最后，将其他行数据按照原有顺序进行排列，生成处理后的分段数据。
例如，对设备内部参数M1的分段数据（S1、S2……S100）进行排序处理具体为：提取M1的分段数据中的一行数据S5，并生成随机序列R1，随后，将上述一行数据S5和随机序列R1前后顺序排列，即S5-R1。
另外，提取上述一行数据S5后紧邻的下一行数据S6和数据S5中部分重复序列S5’，随后，将上述下一行数据S6和重复序列S5’前后顺序排列，即S6-S5’；最后，将其他行数据按照原有顺序进行排列，生成处理后的分段数据，即（S1、S2……S5-R1、S6-S5’、S7、S8……S99、S100）。
所述存储控制步骤，分别存储所述数据排序单元处理之后的每一个类型的分段数据。
例如，存储所述设备内容参数分段（S1、S2-R1、S3-S2’、S4、S5……S100）（S101、S102、S103-R1、S104-S103’、S105……S200）（S201、S202……S231-R、S232-S231’、S233……S300），同样，存储环境相关参数分段（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）（E201、E202……E277-R1、E278-E277’、E279……E300）。随后，形成整体数据分段（S1、S2-R1、S3-S2’、S4、S5……S100）（S101、S102、S103-R1、S104-S103’、S105……S200）（S201、S202……S231-R、S232-S231’、S233……S300）|（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）（E201、E202……E277-R1、E278-E277’、E279……E300）。
所述缓存控制步骤，从所述存储控制单元中获取的其中一个类型的第一参数，并进行缓存。所述第一参数是监控平台或者操作者当前需要的参数数据。
所述数据预测步骤，在缓存第一参数时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数，并选取第二参数的部分数据。所述第二参数与所述第一参数相关。
所述缓存控制步骤，还包括从所述存储控制单元读取第二参数，并将第二参数的部分数据从第一参数行开始顺序缓存所述第二参数的部分数据，随后缓存第一参数完整数据行。
例如，根据监控平台或者操作者的数据请求，从所述存储控制单元中获取环境相关参数V1：（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100），并进行缓存。
所述数据预测步骤，还包括在缓存第一参数V1时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数V2、V3，并且仅仅选取第二参数中的V2：（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200），即V2为V1的后续连续分段序列。
所述缓存控制步骤，还包括将V1和V2的分段数据连续进行缓存，即（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）。
所述数据获取步骤，获取第一参数，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复并发送到所述监控平台后，根据所述监控平台的安全信号，继续接收从所述缓存控制单元第二参数上述部分数据，同时从所述存储控制单元获取第二参数的剩余数据，随后，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，并组成完整的第二参数后，发送到所述监控平台。
例如，接收到第一参数V1后，所述监控平台在确保数据传输环境安全后，发出安全信号，随后，继续从所述缓存控制单元接收第二参数中的V2，同时从所述存储控制单元获取第二参数中的V3。
即得到第一参数V1：（E1、E2……E10-R1、E11-E10’、E12……E100）以及第二参数V2：（E101、E102……E155-R1、E156-E155’、E157……E200）和V3：（E201、E202……E277-R1、E278-E277’、E279……E300）。
根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，得到原始第一参数V1：（E1、E2……E10、E11、E12……E100）以及第二参数V2：（E101、E102……E155、E156、E157……E200）和V3：（E201、E202……E277、E278、E279……E300）。因此，发送到所述监控平台的完整第二参数V2和V3为（E101、E102……E155、E156、E157……E200）（E201、E202……E277、E278、E279……E300）。
在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储于电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
以上参照附图描述了本公开的优选实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。
在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行的或单独的而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。
上文所有描述仅仅为本发明的实施方式，本发明所保护的范围并不仅限于此。本领域技术人员可轻易进行任何变化或替换。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种智能电力电子设备数据存储和传输系统，该系统包括：数据分段单元、数据排序单元、存储控制单元、缓存控制单元、数据预测单元和数据获取单元；
所述数据分段单元，用于逐行分段获取各个电力电子设备中不同类型的参数数据；
所述数据排序单元，用于分别对每一个类型的参数分别进行随机序列和重复序列的结合，形成每一个类型的参数更新后的分段数据；所述随机序列是所述数据排序单元随机生成的数据序列；所述重复序列是所述数据排序单元在处理每一个分段数据时选择的其中一行数据的一部分；其中，一部分是一行数据任意一段连续的序列；
所述存储控制单元，分别存储所述数据排序单元处理之后的每一个类型的分段数据；
所述缓存控制单元，用于从所述存储控制单元中获取的其中一个类型的第一参数，并进行缓存；
所述数据预测单元，用于在缓存第一参数时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数，并选取第二参数的部分数据；
所述数据获取单元，用于获取第一参数，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复并发送到所述监控平台后，根据所述监控平台的安全信号，继续接收从所述缓存控制单元第二参数上述部分数据，同时从所述存储控制单元获取第二参数的剩余数据，随后，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，并组成完整的第二参数后，发送到所述监控平台。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述缓存控制单元，还用于从所述存储控制单元读取第二参数，并将第二参数的部分数据从第一参数行开始顺序缓存所述第二参数的部分数据，随后缓存第一参数完整数据行。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一参数是监控平台或者操作者当前需要的参数数据。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二参数与所述第一参数相关。
5.一种智能电力电子设备数据存储和传输方法，该方法包括：
数据分段步骤，逐行分段获取各个电力电子设备中不同类型的参数数据；
数据排序步骤，分别对每一个类型的参数分别进行随机序列和重复序列的结合，形成每一个类型的参数更新后的分段数据；所述重复序列是所述数据排序单元在处理每一个分段数据时选择的其中一行数据的一部分；其中，一部分是一行数据任意一段连续的序列；
存储控制步骤，分别存储数据排序单元处理之后的每一个类型的分段数据；
缓存控制步骤，从存储控制单元中获取的其中一个类型的第一参数，并进行缓存；
数据预测步骤，在缓存第一参数时，预测监控平台或者操作者随后需要的第二参数，并选取第二参数的部分数据；
数据获取步骤，获取第一参数，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复并发送到所述监控平台后，根据所述监控平台的安全信号，继续接收从缓存控制单元第二参数上述部分数据，同时从所述存储控制单元获取第二参数的剩余数据，随后，根据所述数据排序单元的分段处理方式进行数据恢复，并组成完整的第二参数后，发送到所述监控平台。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述缓存控制步骤，还包括从所述存储控制单元读取第二参数，并将第二参数的部分数据从第一参数行开始顺序缓存所述第二参数的部分数据，随后缓存第一参数完整数据行。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一参数是监控平台或者操作者当前需要的参数数据。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二参数与所述第一参数相关。
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