CN117201186B - 一种电缆护套环流监测数据传输方法、装置、设备和介质 - Google Patents
一种电缆护套环流监测数据传输方法、装置、设备和介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种电缆护套环流监测数据传输方法、装置、设备和介质，涉及电力数据传输技术领域，通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号，解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号，基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号，将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据；解决传统的电缆环流数据传输方法，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力数据传输技术领域，尤其涉及一种电缆护套环流监测数据传输方法、装置、设备和介质。
背景技术
目前，随着城市用电负荷的快速增长，需通过高压电缆从城市外围引接电源，以缓解城市电力供应紧张的问题。110千伏及以上高压电缆采用单芯结构，其工作电流产生的交变磁场将在金属护层上产生感应电势，若护套通过大地形成通路，金属护层上将产生接地环流。接地环流超标（环流值大于50A或超过负荷电流的20％或相间最大值/最小值大于3）不仅影响电缆载流量和使用寿命，环流引起的严重发热会烧毁接地线或接地箱，消缺不及时可能会引发电网事故。因此，需对电缆环流数据进行监测。
传统的电缆环流数据传输方法，通常是采用无线传感器在常规的电缆环流处监测，然后将监测结果通过移动网络传输到后台进行监测，然而，监测结果传输的过程中容易遭到恶意攻击，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种电缆护套环流监测数据传输方法、装置、设备和介质，解决了传统的电缆环流数据传输方法，通常是采用无线传感器在常规的电缆环流处监测，然后将监测结果通过移动网络传输到后台进行监测，然而，监测结果传输的过程中容易遭到恶意攻击，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患的技术问题。
本发明第一方面提供的一种电缆护套环流监测数据传输方法，应用于发送端，包括：
通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号；
解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
基于组合加密策略，对所述目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号；
将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据。
可选地，所述通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号的步骤，包括：
电缆在线监测装置通过监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据；
通过数模转换器将所述电缆环流数据进行数模转换，生成对应的第一初始环流模拟信号；
对所述第一初始环流模拟信号进行调制，生成对应的第一环流调制信号；
基于波分复用技术，将所述第一环流调制信号耦合至光纤激光器发出的激光束上，生成对应的第一目标环流模拟信号；
对所述第一目标环流模拟信号进行解调，得到多个对应的初始环流数字信号。
可选地，所述对所述第一目标环流模拟信号进行解调，得到多个对应的初始环流数字信号的步骤，包括：
基于采样时钟，按照预设时间间隔采集所述第一目标环流模拟信号对应的信号电平；
采用各所述信号电平与预设参考电平进行差值运算，得到多个对应的信号电平差值；
将各所述信号电平差值进行二进制转换，得到多个对应的初始环流数字信号。
可选地，所述解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号的步骤，包括：
采用滤波芯片解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点；
当所述波段特点为采样器不稳定的波段，采用限幅滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
当所述波段特点为变化缓慢波段，采用限速滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
当所述波段特点为大干扰波段，采用滑动加权平均值滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
可选地，所述基于组合加密策略，对所述目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号的步骤，包括：
采用预设第一私钥A对所述目标环流数字信号进行签名加密，生成第一加密数据；
其中，所述第一加密数据表达式为：
；
式中，表示所述第一加密数据，/>表示所述预设第一私钥A，GP表示所述目标环流数字信号；
采用预设第一公钥B对所述第一加密数据进行加密，生成第二加密数据；
基于BLS算法，对所述第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据；
对加密认证报文数据进行数模转换，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
可选地，所述基于BLS算法，对所述第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据的步骤，包括：
对所述第二加密数据进行曲线哈希，得到对应的目标哈希数据；
采用预设第三私钥C对所述目标哈希数据进行签名加密，得到对应的加密认证报文数据；
其中，所述加密认证报文数据为：
；
式中，表示所述加密认证报文数据，/>表示所述预设第三私钥C，H(msg)表示所述目标哈希数据。
可选地，所述将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据的步骤，包括：
将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端；
基于脉冲编码调制技术，对所述第一加密认证报文模拟信号进行数模转换，生成对应的第一加密认证报文数字信号；
基于BLS算法，采用预设第三公钥C对所述第一加密认证报文数字信号进行解密，得到对应的第一安全认证报文消息；
采用预设第二私钥B对所述第一安全认证报文消息进行解密，生成第二安全认证报文信息；
基于第二安全认证报文信息，采用预设第一公钥A进行签名验证，得到对应的目标电缆环流数据。
本发明第二方面提供的一种电缆护套环流监测数据传输装置，应用于发送端，包括：
响应模块，用于通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号；
滤波模块，用于解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
加密模块，用于基于组合加密策略，对所述目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号；
解密模块，用于将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据。
本发明第三方面提供的一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一项所述的电缆护套环流监测数据传输方法的步骤。
本发明第四方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的电缆护套环流监测数据传输方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号，解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号，基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号，将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据；解决传统的电缆环流数据传输方法，通常是采用无线传感器在常规的电缆环流处监测，然后将监测结果通过移动网络传输到后台进行监测，然而，监测结果传输的过程中容易遭到恶意攻击，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患的技术问题；通过对监测到的电缆环流数据进行调制，调整信号的频率，以便在数据传输中减少信号失真，并将调制后的信号通过波分复用技术进行传输，然后将调制后的信号进行解调，通过采用组合滤波方法对信号进行滤波，能够最大程度的还原传输信号，减少干扰，从而达到传输数据无丢失、无延时且模数、数模转换效率高的有益效果，同时，采用组合加密策略对传输数据进行加密，能够实现传输数据的高安全性和高保密性的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种电缆护套环流监测数据传输方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种电缆护套环流监测数据传输方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例二提供的发送端与接收端连接示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种电缆护套环流监测数据传输装置的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电缆护套环流监测数据传输方法、装置、设备和介质，用于解决传统的电缆环流数据传输方法，通常是采用无线传感器在常规的电缆环流处监测，然后将监测结果通过移动网络传输到后台进行监测，然而，监测结果传输的过程中容易遭到恶意攻击，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种电缆护套环流监测数据传输方法的步骤流程图。
本发明提供的一种电缆护套环流监测数据传输方法，应用于发送端，包括：
步骤101、通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号。
电缆环流数据，指的是输电电缆金属护套产生的感应电流，经过在线监测装置记录产生的数据。
初始环流数字信号，指的是将电缆环流数据进行模数转换和调制解调后生成的初始环流数字信号。
在本发明实施例中，电缆在线监测装置通过监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行调制解调，得到多个对应初始环流数字信号。
步骤102、解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
波段特点，指的是解析接收到的初始环流数字信号，得到各初始环流数字信号是否属于采样器不稳定的波段或变化缓慢波段或大干扰波段，用于得到采用何种滤波方式进行滤波。
组合滤波方法，指的是限幅滤波法、限速滤波法和滑动加权平均值滤波法组合而成的滤波方法，根据初始环流数字信号的波段特点选取对应的滤波方法。
在本发明实施例中，解析各初始环流数字信号关联的波段特点，根据各初始环流数字信号关联的波段特点采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
步骤103、基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
组合加密策略，指的是对目标环流数字信号应用三重加密的策略。
在本发明实施例中，对目标环流数字信号进行三重加密，然后进行数模转换，生成对应的第一加密认证报文模拟信号。
步骤104、将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据。
在本发明实施例中，将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解调，然后基于组合加密策略的加密顺序，逐层进行解密，生成解密后的目标电缆环流数据。
在本发明中，通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号，解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号，基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号，将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据；解决传统的电缆环流数据传输方法，通常是采用无线传感器在常规的电缆环流处监测，然后将监测结果通过移动网络传输到后台进行监测，然而，监测结果传输的过程中容易遭到恶意攻击，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患的技术问题；通过对监测到的电缆环流数据进行调制，调整信号的频率，以便在数据传输中减少信号失真，并将调制后的信号通过波分复用技术进行传输，然后将调制后的信号进行解调，通过采用组合滤波方法对信号进行滤波，能够最大程度的还原传输信号，减少干扰，从而达到传输数据无丢失、无延时且模数、数模转换效率高的有益效果，同时，采用组合加密策略对传输数据进行加密，能够实现传输数据的高安全性和高保密性的有益效果。
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种电缆护套环流监测数据传输方法的步骤流程图。
本发明提供的一种电缆护套环流监测数据传输方法，应用于发送端，包括：
步骤201、电缆在线监测装置通过监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据。
在本发明实施例中，步骤201的具体实施过程与步骤101类似，在此不再赘述。
步骤202、通过数模转换器将电缆环流数据进行数模转换，生成对应的第一初始环流模拟信号。
数模转换器，指的是用于将电缆环流数据进行数模转换的设备。
在本发明实施例中，响应于接收到的电缆环流在线监测装置传输过来的电缆环流数据，通过数模转换器将电缆环流数据的数字信号转换为模拟信号，生成对应的第一初始环流模拟信号。
步骤203、对第一初始环流模拟信号进行调制，生成对应的第一环流调制信号。
在本发明实施例中，对第一初始环流模拟信号进行调制，生成对应的第一环流调制信号。
值得一提的是，此时的第一环流调制信号的信号类型为数字信号。
步骤204、基于波分复用技术，将第一环流调制信号耦合至光纤激光器发出的激光束上，生成对应的第一目标环流模拟信号。
波分复用技术，指的是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。
在本发明实施例中，基于波分复用技术，将第一环流调制信号调制到光纤激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变，生成第一目标环流模拟信号，并通过光纤传输至发送端内的第一服务器总台控制电路。
值得一提的是，在步骤201-步骤204中，已经将传输数据进行数字信号-模拟信号-数字信号-模拟信号转换，也即进行了两次数模转换。
步骤205、对第一目标环流模拟信号进行解调，得到多个对应的初始环流数字信号。
进一步地，步骤205可以包括以下子步骤：
S11、基于采样时钟，按照预设时间间隔采集第一目标环流模拟信号对应的信号电平。
采样时钟，指的是用于控制采集样本和生成样本的速率。采样时钟设置两个采样之间的时间间隔。时钟的每次计时周期都在每个通道上开始一次采样或生成一个采样。
在本发明实施例中，基于采样时钟，对源源不断传输而来的第一目标环流模拟信号按照预设时间间隔采集多个信号电平。
S12、采用各信号电平与预设参考电平进行差值运算，得到多个对应的信号电平差值。
在本发明实施例中，采用各信号电平与预设参考电平进行差值运算，得到多个对应的信号电平差值，信号电平差值，由信号电平和预设参考电平的差决定，根据信号电平差值转为二进制0和1数字信号。
S13、将各信号电平差值进行二进制转换，得到多个对应的初始环流数字信号。
在本发明实施例中，将各信号电平差值进行二进制转换，高电平为1，低电平为0，得到多个对应的初始环流数字信号。
步骤206、解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
进一步地，步骤206可以包括以下子步骤：
S21、采用滤波芯片解析各初始环流数字信号关联的波段特点。
滤波芯片，指的是用于解析初始环流数字信号的波段特点的芯片，例如NJM4580或TPA3110D2或LTC1060任一可以实现解析传输数据的波段特点的芯片，在此不做限定。
在本发明实施例中，采用滤波芯片解析各初始环流数字信号关联的波段特点。
S22、当波段特点为采样器不稳定的波段，采用限幅滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
限幅滤波法，指的是一种数字信号处理技术，用于去除信号中的高频噪声。它基于将信号限制在一定范围内的原理，比如将信号限制在一个固定的最大值和最小值之间。在这个范围之外的信号被认为是噪声，可以被过滤掉。
也即，限幅滤波就是通过比较两次相邻采样值差的绝对值和最大允差AY（取决于采样周期和信号变化率），从而得到有效采样值。
对于大的随机干扰波段或采样器不稳定的波段，使得采样数据偏离实际值太远，使用上、下限限幅；
即当则取/>（上限值），当/>则取/>（上限值），当，则取/>。
在本发明实施例中，当波段特点为采样器不稳定的波段，采用限幅滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
S23、当波段特点为变化缓慢波段，采用限速滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
限速滤波法，指的是把当前采样值Y n 与前两次采样值Y n-1、Y n-2 进行比较，取差值的绝对值△Y作为比较依据，分别得到有效采样值Y。
对于变化缓慢波段，选择门限值，若/>，则取/>；
若，则取/>。
在本发明实施例中，当波段特点为变化缓慢波段，采用限速滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
S24、当波段特点为大干扰波段，采用滑动加权平均值滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
滑动加权平均值滤波法，指的是在每个采样周期只采样一次，将这一次的采样值和过去的若干采样值一起求平均，所得结果为有效采样值。
对于监测波段干扰较大波段，去掉极值，在RAM建立数据缓冲区，依顺序存放N个采样数据，每采进一个新数据，将最早采集的数据丢掉，而后求剩余波段N个数据采用加权平均值，以提高数字滤波效果，每进行一次采样计算出一个新的平均值，加快数据处理速度。
将各个采样值取不同的比重，然后再相加求平均值，滑动滤波加权平均式为：
；
加权系数。
在本发明实施例中，当波段特点为大干扰波段，采用滑动加权平均值滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
步骤207、基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
进一步地，步骤207可以包括以下子步骤：
S31、采用预设第一私钥A对目标环流数字信号进行签名加密，生成第一加密数据。
其中，第一加密数据表达式为：
；
式中，表示第一加密数据，/>表示预设第一私钥A，GP表示目标环流数字信号。
在本发明实施例中，采用预设第一私钥A对目标环流数字信号进行签名加密，生成第一加密数据，也即，对传输数据进行第一重加密，其中第一加密数据包括第一加密信息和第一签名。
S32、采用预设第一公钥B对第一加密数据进行加密，生成第二加密数据。
在本发明实施例中，采用预设第一公钥B对第一加密数据进行加密，生成第二加密数据，也即，对传输数据进行第二重加密。
S33、基于BLS算法，对第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据。
BLS算法，指的是BLS签名算法，是一种区块链加密算法。
采用BLS算法对第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据，也即最外层加密，第三重加密。
进一步地，S33可以包括以下子步骤：
S331、对第二加密数据进行曲线哈希，得到对应的目标哈希数据。
在本发明实施例中，对前两重加密后的第二加密数据，进行曲线哈希得到目标哈希数据/>。
S332、采用预设第三私钥C对目标哈希数据进行签名加密，得到对应的加密认证报文数据。
其中，加密认证报文数据为：
；
式中，表示加密认证报文数据，/>表示预设第三私钥C，H(msg)表示目标哈希数据。
这里可加上使用预设第三私钥C进行签名。将得到的结果乘以私钥。
签名：=/>∗H(msg)，其中H(msg)为msg经过哈希运算得到的摘要信息。
在本发明实施例中，再进一步使用私匙进行签名加密，。
具体为，第二加密数据data，以文本csv或excel保存在服务器中，通过编程调用BLS算法（如使用python调用加密程序包），加密过后就成加密认证报文消息。
S34、对加密认证报文数据进行数模转换，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
在本发明实施例中，对加密认证报文数据进行数模转换，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
步骤208、将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据。
进一步地，步骤208可以包括以下子步骤：
S41、将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端。
在本发明实施例中，将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端。
S42、基于脉冲编码调制技术，对第一加密认证报文模拟信号进行数模转换，生成对应的第一加密认证报文数字信号。
脉冲编码调制技术，指的是PCM脉冲调制，通过抽样、量化和编码将模拟信号转换为数字信号，这一过程认为是用模拟信号作为基带信号，以二进制脉冲序列为载波，通过调制脉冲序列中各二进制码元取值，通过PCM编码调制输出二进制代码序列称为PCM编码信号。
每个码元宽度为，码元速率/>；
在本发明实施例中，基于脉冲编码调制技术，对第一加密认证报文模拟信号进行一阶差分运算，导数值为0，根据波峰波谷信号差异，量化，保持和进行脉冲编码调制PCM，将多进制数字信号变成二进制信号，生成二进制数字信号的第一加密认证报文数字信号。
S43、基于BLS算法，采用预设第三公钥C对第一加密认证报文数字信号进行解密，得到对应的第一安全认证报文消息。
在本发明实施例中，首先，对最外层的加密数据，基于BLS算法，采用预设第三公钥C对第一加密认证报文数字信号进行解密，得到对应的第一安全认证报文消息。
进一步验证验证公钥和消息的哈希值（曲线上的两点）与曲线基点G（也称：生成点）和签名（曲线上的另外两个点）映射到同一个数。
S44、采用预设第二私钥B对第一安全认证报文消息进行解密，生成第二安全认证报文信息。
在本发明实施例中，其次，采用预设第一公钥B关联的预设第二私钥B对第一安全认证报文消息进行解密，生成第二安全认证报文信息。
S45、基于第二安全认证报文信息，采用预设第一公钥A进行签名验证，得到对应的目标电缆环流数据。
在本发明实施例中，最后，基于第二安全认证报文信息，采用预设第一私钥A关联的预设第一公钥A进行签名验证，得到对应的目标电缆环流数据。
在本发明中，通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号，解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号，基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号，将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据；解决传统的电缆环流数据传输方法，通常是采用无线传感器在常规的电缆环流处监测，然后将监测结果通过移动网络传输到后台进行监测，然而，监测结果传输的过程中容易遭到恶意攻击，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患的技术问题；通过对监测到的电缆环流数据进行调制，调整信号的频率，以便在数据传输中减少信号失真，并将调制后的信号通过波分复用技术进行传输，然后将调制后的信号进行解调，通过采用组合滤波方法对信号进行滤波，能够最大程度的还原传输信号，从而达到传输数据无丢失、无延时且模数、数模转换效率高的有益效果，同时，采用组合加密策略对传输数据进行加密，能够实现传输数据的高安全性和高保密性的有益效果。
请参阅图4，图4为本发明实施例三提供的一种电缆护套环流监测数据传输装置的结构框图。
本发明提供的一种电缆护套环流监测数据传输装置，应用于发送端，包括：
响应模块301，用于通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号；
滤波模块302，用于解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
加密模块303，用于基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号；
解密模块304，用于将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据。
进一步地，响应模块301包括：
电缆环流数据子模块，用于电缆在线监测装置通过监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据；
第一初始环流模拟信号子模块，用于通过数模转换器将电缆环流数据进行数模转换，生成对应的第一初始环流模拟信号；
第一环流调制信号子模块，用于对第一初始环流模拟信号进行调制，生成对应的第一环流调制信号；
第一目标环流模拟信号子模块，用于基于波分复用技术，将第一环流调制信号耦合至光纤激光器发出的激光束上，生成对应的第一目标环流模拟信号；
初始环流数字信号子模块，用于对第一目标环流模拟信号进行解调，得到多个对应的初始环流数字信号。
进一步地，初始环流数字信号子模块包括：
采样时钟单元，用于基于采样时钟，按照预设时间间隔采集第一目标环流模拟信号对应的信号电平；
信号电平差值单元，用于采用各信号电平与预设参考电平进行差值运算，得到多个对应的信号电平差值；
二进制转换单元，用于将各信号电平差值进行二进制转换，得到多个对应的初始环流数字信号。
进一步地，滤波模块302包括：
波段特点子模块，用于采用滤波芯片解析各初始环流数字信号关联的波段特点；
第一滤波子模块，用于当波段特点为采样器不稳定的波段，采用限幅滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
第二滤波子模块，用于当波段特点为变化缓慢波段，采用限速滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
第三滤波子模块，用于当波段特点为大干扰波段，采用滑动加权平均值滤波法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号。
进一步地，加密模块303包括：
第一加密子模块，用于采用预设第一私钥A对目标环流数字信号进行签名加密，生成第一加密数据；
其中，第一加密数据表达式为：
；
式中，表示第一加密数据，/>表示预设第一私钥A，GP表示目标环流数字信号；
第二加密子模块，用于采用预设第一公钥B对第一加密数据进行加密，生成第二加密数据；
第三加密子模块，用于基于BLS算法，对第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据；
第一加密认证报文模拟信号子模块，用于对加密认证报文数据进行数模转换，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
进一步地，第三加密子模块包括：
目标哈希数据单元，用于对第二加密数据进行曲线哈希，得到对应的目标哈希数据；
加密认证报文数据单元，用于采用预设第三私钥C对目标哈希数据进行签名加密，得到对应的加密认证报文数据；
其中，加密认证报文数据为：
；
式中，表示加密认证报文数据，/>表示预设第三私钥C，H(msg)表示目标哈希数据。
进一步地，解密模块304包括：
模拟信号发送子模块，用于将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端；
脉冲编码调制子模块，用于基于脉冲编码调制技术，对第一加密认证报文模拟信号进行数模转换，生成对应的第一加密认证报文数字信号；
第一解密子模块，用于基于BLS算法，采用预设第三公钥C对第一加密认证报文数字信号进行解密，得到对应的第一安全认证报文消息；
第二解密子模块，用于采用预设第二私钥B对第一安全认证报文消息进行解密，生成第二安全认证报文信息；
第三解密子模块，用于基于第二安全认证报文信息，采用预设第一公钥A进行签名验证，得到对应的目标电缆环流数据。
在本发明中，通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号，解析各初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号，基于组合加密策略，对目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号，将第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据；解决传统的电缆环流数据传输方法，通常是采用无线传感器在常规的电缆环流处监测，然后将监测结果通过移动网络传输到后台进行监测，然而，监测结果传输的过程中容易遭到恶意攻击，存在数据泄露的风险，从而导致电网存在安全隐患的技术问题；通过对监测到的电缆环流数据进行调制，调整信号的频率，以便在数据传输中减少信号失真，并将调制后的信号通过波分复用技术进行传输，然后将调制后的信号进行解调，通过采用组合滤波方法对信号进行滤波，能够最大程度的还原传输信号，从而达到传输数据无丢失、无延时且模数、数模转换效率高的有益效果，同时，采用组合加密策略对传输数据进行加密，能够实现传输数据的高安全性和高保密性的有益效果。
本发明实施例的一种电子设备，电子设备包括：存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述任一实施例的电缆护套环流监测数据传输方法。
存储器可以是诸如闪存、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘（CD）、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。这些代码当由计算处理设备运行时，导致该计算处理设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如本发明任一实施例的电缆护套环流监测数据传输方法。
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，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或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，在本发明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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种电缆护套环流监测数据传输方法，其特征在于，应用于发送端，包括：
通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号；
解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
基于组合加密策略，对所述目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号；
将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据；
所述解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号的步骤，包括：
采用滤波芯片解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点；
当所述波段特点为采样器不稳定的波段，采用限幅滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
当所述波段特点为变化缓慢波段，采用限速滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
当所述波段特点为大干扰波段，采用滑动加权平均值滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
所述基于组合加密策略，对所述目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号的步骤，包括：
采用预设第一私钥A对所述目标环流数字信号进行签名加密，生成第一加密数据；
其中，所述第一加密数据表达式为：
；
式中，表示所述第一加密数据，/>表示所述预设第一私钥A，GP表示所述目标环流数字信号；
采用预设第一公钥B对所述第一加密数据进行加密，生成第二加密数据；
基于BLS算法，对所述第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据；
对加密认证报文数据进行数模转换，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
2.根据权利要求1所述的电缆护套环流监测数据传输方法，其特征在于，所述通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号的步骤，包括：
电缆在线监测装置通过监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据；
通过数模转换器将所述电缆环流数据进行数模转换，生成对应的第一初始环流模拟信号；
对所述第一初始环流模拟信号进行调制，生成对应的第一环流调制信号；
基于波分复用技术，将所述第一环流调制信号耦合至光纤激光器发出的激光束上，生成对应的第一目标环流模拟信号；
对所述第一目标环流模拟信号进行解调，得到多个对应的初始环流数字信号。
3.根据权利要求2所述的电缆护套环流监测数据传输方法，其特征在于，所述对所述第一目标环流模拟信号进行解调，得到多个对应的初始环流数字信号的步骤，包括：
基于采样时钟，按照预设时间间隔采集所述第一目标环流模拟信号对应的信号电平；
采用各所述信号电平与预设参考电平进行差值运算，得到多个对应的信号电平差值；
将各所述信号电平差值进行二进制转换，得到多个对应的初始环流数字信号。
4.根据权利要求1所述的电缆护套环流监测数据传输方法，其特征在于，所述基于BLS算法，对所述第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据的步骤，包括：
对所述第二加密数据进行曲线哈希，得到对应的目标哈希数据；
采用预设第三私钥C对所述目标哈希数据进行签名加密，得到对应的加密认证报文数据；
其中，所述加密认证报文数据为：
；
式中，表示所述加密认证报文数据，/>表示所述预设第三私钥C，H(msg)表示所述目标哈希数据。
5.根据权利要求1所述的电缆护套环流监测数据传输方法，其特征在于，所述将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据的步骤，包括：
将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端；
基于脉冲编码调制技术，对所述第一加密认证报文模拟信号进行数模转换，生成对应的第一加密认证报文数字信号；
基于BLS算法，采用预设第三公钥D对所述第一加密认证报文数字信号进行解密，得到对应的第一安全认证报文消息；
采用预设第二私钥B对所述第一安全认证报文消息进行解密，生成第二安全认证报文信息；
基于第二安全认证报文信息，采用预设第一公钥A进行签名验证，得到对应的目标电缆环流数据。
6.一种电缆护套环流监测数据传输装置，其特征在于，应用于发送端，包括：
响应模块，用于通过电缆在线监测装置监测电缆产生环流数据，获取电缆环流数据并进行预处理，得到多个对应初始环流数字信号；
滤波模块，用于解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点，采用组合滤波方法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
加密模块，用于基于组合加密策略，对所述目标环流数字信号进行加密，得到对应的第一加密认证报文模拟信号；
解密模块，用于将所述第一加密认证报文模拟信号发送至第一服务器接收端进行解密，确定对应的目标电缆环流数据；
所述滤波模块包括：
波段特点子模块，用于采用滤波芯片解析各所述初始环流数字信号关联的波段特点；
第一滤波子模块，用于当所述波段特点为采样器不稳定的波段，采用限幅滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
第二滤波子模块，用于当所述波段特点为变化缓慢波段，采用限速滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
第三滤波子模块，用于当所述波段特点为大干扰波段，采用滑动加权平均值滤波法对所述初始环流数字信号进行滤波，得到对应的目标环流数字信号；
所述加密模块包括：
第一加密子模块，用于采用预设第一私钥A对所述目标环流数字信号进行签名加密，生成第一加密数据；
其中，所述第一加密数据表达式为：
；
式中，表示所述第一加密数据，/>表示所述预设第一私钥A，GP表示所述目标环流数字信号；
第二加密子模块，用于采用预设第一公钥B对所述第一加密数据进行加密，生成第二加密数据；
第三加密子模块，用于基于BLS算法，对所述第二加密数据进行加密，生成加密认证报文数据；
第一加密认证报文模拟信号子模块，用于对加密认证报文数据进行数模转换，得到对应的第一加密认证报文模拟信号。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-5任一项所述的电缆护套环流监测数据传输方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-5任一项所述的电缆护套环流监测数据传输方法。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311435278.7A CN117201186B (zh) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 一种电缆护套环流监测数据传输方法、装置、设备和介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117201186A CN117201186A (zh) | 2023-12-08 |
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