CN205336320U - 一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，属于通信安全和智能巡检设备领域，其包括嵌入在巡检终端内的无线通信模块、分布在各个待巡检站点的视频监控总成、设置于网络接入点处的网络接入中枢和用于接入监控平台的内网总成；所述无线通信模块通过无线宽带自组网内的定向天线接入待巡检站点的视频监控总成；各个所述视频监控总成之间通过无线信号相连通，任一所述视频监控总成通过无线信号接入所述网络接入中枢，并经所述网络接入中枢连接用于接入监控平台的内网总成。本实用新型的优点是使用便捷、节约人力、保密性高、可靠稳定且覆盖范围广。

Description

一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统

技术领域

本实用新型涉及一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，属于通信安全和智能巡检设备领域。

背景技术

随着信息化全面纵深发展和信息系统的集成集中运行，各项业务对信息通信网络依赖程度越来越大，输电线路状态监测系统、PDA巡检系统、无人机巡检、机器人巡检等，对信息通信网络的规模和覆盖范围提出了新需求。监控平台真正意义上实现了终端、通道和边界的一体化防护，所以各类监测、采集系统要想达到真正的实用化，必须考虑到信息系统的安全性，即一定要实现安全接入监控平台。

考虑到监测、采集系统要安全接入平台，其设备的客户端需要安全接入网关，这就需要进行信息交互并且对传输数据进行加解密。

为了提高安全性，客户端和安全接入网关之间需要进行身份认证，同时又不能降低传输速率，当前的接入方案是在监测或采集的客户端中嵌入专用硬件加密芯片，其加密速率仅为1Mbps，虽然可以满足状态类信息、控制和查询等命令的加解密速率要求；但是无法满足监控视频的加解密速率要求，且由于是专用硬件加密芯片，可替换性差，成本高。

随着越来越多的移动设备、尤其是无人值守的移动设备将会应用到电力系统中，来完成人工无法完成的工作，虽然能够很好的减轻电力工作人员的劳动强度、提高工作质量，但对于如何将这些移动设备采集的数据，尤其是巡检数据安全可靠、实时流畅的传送回监控平台将是必须要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使用便捷、节约人力、保密性高、可靠稳定、覆盖范围广的巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，其关键技术在于：其包括嵌入在巡检终端内的无线通信模块、分布在各个待巡检站点的视频监控总成、设置于网络接入点处的网络接入中枢和用于接入监控平台的内网总成；所述无线通信模块通过无线宽带自组网内的定向天线接入待巡检站点的视频监控总成；各个所述视频监控总成之间通过无线信号相连通，任一所述视频监控总成通过无线信号接入所述网络接入中枢，并经所述网络接入中枢连接用于接入监控平台的内网总成；

所述内网总成包括接入网关和动态密钥管理机，所述接入网关和网络接入中枢双向连接，所述接入网关和动态密钥管理机通过光纤或网线双向连接。

进一步的，所述无线宽带自组网包括相邻两个待巡检站点之间沿输电线路架设的局域网和在局域网的无线接入点处外接的定向天线；

所述无线通信模块包括全向天线和无线调制解调器，所述全向天线与无线调制解调器双向连接，所述全向天线与无线宽带自组网中的定向天线无线连接；

所述视频监控总成包括模拟信号采集模块、图像编码模块、第一工控机和第一无线宽带通信终端，所述模拟信号采集模块的输入量为模拟量视频信号，其输出端经图像编码模块接入第一工控机，所述第一工控机与第一无线宽带通信终端通过网线双向连接；各个所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端之间通过无线连接；

所述网络接入中枢包括第二工控机和第二无线宽带通信终端，所述第二工控机与第二无线宽带通信终端通过网线双向连接，所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端和网络接入中枢中的第二无线宽带通信终端之间通过无线连接；

所述内网总成中的接入网关和网络接入中枢中的第二无线宽带通信终端通过光纤双向连接。

进一步的，所述巡检终端为个人数字助理PDA或巡检无人机。

进一步的，各个所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端之间通过支持以太网协议的无线宽带通信专网相互连接。

进一步的，所述无线通信模块中还设置有避雷器，所述避雷器的控制端与无线通信模块的电源端相连接。

进一步的，所述无线调制解调器的信号端与巡检终端的信号端相连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型通过无线宽带自组网覆盖所有带巡检站点，覆盖半径可达几十公里，覆盖范围广；本实用新型通过视频监控总成中模拟信号采集模块接收无线宽带自组网内定向天线的信号，各个定向天线分别位于待巡检产点处，将采集到的各个待巡检站点处的数据信息传输至图像编码模块，图像编码模块将其通过滤波、采样量化、编码压缩等处理后，得到所需的数据并传给第一工控机，第一工控机中固化有加解密算法，再将第一工控机处理后的数据通过无线宽带通信专网传输到网络接入中枢，通过第一工控机和网络接入中枢加解密后传输内网总成，经内网总成中的动态秘钥管理机处理后至监控平台，这种设计加解密速度快，功耗低，能够保证监控视频的流畅播放；在完成对视频流数据的加密功能的同时，完成与监控平台的双向身份认证以及密钥的获取的功能，整体相结合从而实现视频流数据无损加解密并实时流畅的传输给监控平台，稳定高效，节约了人力成本；

本实用新型采用在巡检终端内置无线通信模块，无需制作新的巡检设备，节约了材料成本，能够无缝接入沿输电线路传输的无线宽带自组网，解决使用巡检终端采集的数据要回来才能传回的弊端，增强了时效性，尤其是视频数据可以实时可靠全天候的传输回监控平台，便于早排除安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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它的附图。

图1是本实用新型的工作原理示意图。

图2是本实用新型中待巡检站点接入监控平台的结构示意图。

其中，1模拟信号采集模块、2图像编码模块、3-1第一工控机、3-2第二工控机、4-1第一无线宽带通信终端、4-2第二无线宽带通信终端、5接入网关、6动态密钥管理机、7监视主站。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合图1-图2和具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述。

如图1和图2所示，本实施例包括嵌入在巡检终端内的无线通信模块、分布在各个待巡检站点的视频监控总成、设置于网络接入点处的网络接入中枢和用于接入监控平台的内网总成；所述无线通信模块通过无线宽带自组网内的定向天线接入待巡检站点的视频监控总成；各个所述视频监控总成之间通过无线信号相连通，任一所述视频监控总成通过无线信号接入所述网络接入中枢，并经所述网络接入中枢连接用于接入监控平台的内网总成；

所述内网总成包括接入网关5和动态密钥管理机6，所述接入网关5和网络接入中枢双向连接，所述接入网关5和动态密钥管理机6通过光纤或网线双向连接。

进一步的，所述无线宽带自组网包括相邻两个待巡检站点之间沿输电线路架设的局域网和在局域网的无线接入点处外接的定向天线；

所述无线通信模块包括全向天线和无线调制解调器，所述全向天线与无线调制解调器双向连接，所述全向天线与无线宽带自组网中的定向天线无线连接；

所述视频监控总成包括模拟信号采集模块1、图像编码模块2、第一工控机3-1和第一无线宽带通信终端4-1，所述模拟信号采集模块1的输入量为模拟量视频信号，其输出端经图像编码模块2接入第一工控机3-1，所述第一工控机3-1与第一无线宽带通信终端4-1通过网线双向连接；各个所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端4-1之间通过无线连接；

所述网络接入中枢包括第二工控机3-2和第二无线宽带通信终端4-2，所述第二工控机3-2与第二无线宽带通信终端4-2通过网线双向连接，所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端4-1和网络接入中枢中的第二无线宽带通信终端4-2之间通过无线连接；

所述内网总成中的接入网关5和网络接入中枢中的第二无线宽带通信终端4-2通过光纤双向连接。

进一步的，所述巡检终端为个人数字助理PDA或巡检无人机。

进一步的，各个所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端4-1之间通过支持以太网协议的无线宽带通信专网相互连接。

进一步的，所述无线通信模块中还设置有避雷器，所述避雷器的控制端与无线通信模块的电源端相连接。

进一步的，所述无线调制解调器的信号端与巡检终端的信号端相连接。

本实用新型的工作过程如下：

在进行监控时，通过无线通信模块嵌入到巡检终端中，这样巡检终端就可以作为无线宽带自组网的客户端，利用在无线宽带自组网的覆盖范围内无缝接入无线宽带自组网。

在巡检终端沿着输电线路传输巡检时，巡检终端设立的客户端可以收集所需监测的所有数据包括一般数字模拟数据和视频图像数据，通过无线传输给无线宽带自组网。

通过无线宽带自组网内的定向天线给模拟信号采集模块，所述模拟信号采集模块1将采集的模拟视频信号传给图像编码模块2，图像编码模块2将其通过滤波、采样量化、编码压缩等处理后，得到所需的数据并传给第一工控机3-1，第一工控机3-1中固化有加解密算法，包括对称和非对称两种加解密方式，其中非对称加解密作为用于双方初期会话的建立以及密钥的传递。本次传输数据采用对称加密方式，以提高数据加密传送效率。所述数据用对称方式加密后，传入第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2后进入内网总成，此算法为现有规则的公钥密钥算法，此处不再赘述。

本实用新型利用第一工控机3-1和第二工控机3-2完成无线宽带通信终端，即第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2，与监控平台7的双向身份认证和密钥获取的功能，具体原理如下：

所述第一工控机3-1和第二工控机3-2中存有对应第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2的设备号IMSI、私钥和接入网关公钥。而接入网关5中存有接入网关私钥、每台无线宽带通信终端的设备号IMSI和其公钥对应表，所述公钥用来加密，所述私钥用来解密。

SHAPE\*MERGEFORMAT所述第一工控机3-1和第二工控机3-2平时处于休眠状态，当某个待巡检站点的第一无线宽带通信终端4-1需要与监控平台7通信时，通过支持以太网协议的无线网络唤醒第一工控机3-1和第二工控机3-2，自动运行加解密算法将无线宽带通信终端的设备号IMSI用接入网关公钥加密后通过第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2发送给接入网关5；所述接入网关5用接入网关私钥解密后，获得第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2的设备号IMSI，由第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2的设备号IMSI找到与之对应的通信终端公钥，同时向动态密钥管理机6请求随机生成动态密钥Tkey，建立Tkey和IMSI的对应表并保存，将Tkey利用所述通信终端公钥加密后发给第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2，所述第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2将其传给工控机。通过加解密算法用第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2的私钥解密得到Tkey，至此完成了双向身份认证和密钥获取。

所述第一工控机3-1和第二工控机3-2获得密钥Tkey后将第一无线宽带通信终端4-1传来的温度、电压等检测数据和图像编码模块2传来的视频数据通过加解密算法用Tkey加密，并把IMSI用接入网关公钥加密，传给接入网关5，所述接入网关5用接入网关私钥解密出IMSI并用其查出相应的Tkey，用Tkey解密其他数据后传给所述监控平台7，则在监控平台7即可浏览到监测信息和监控视频。若监控平台7要下发控制命令，则在接入网关5先用Tkey进行加密处理，然后发给目的第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2，在对应第一工控机3-1和第二工控机3-2中用Tkey解密后传给第一无线宽带通信终端4-1和第二无线宽带通信终端4-2实现远程控制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，其特征在于：其包括嵌入在巡检终端内的无线通信模块、分布在各个待巡检站点的视频监控总成、设置于网络接入点处的网络接入中枢和用于接入监控平台的内网总成；所述无线通信模块通过无线宽带自组网内的定向天线接入待巡检站点的视频监控总成；各个所述视频监控总成之间通过无线信号相连通，任一所述视频监控总成通过无线信号接入所述网络接入中枢，并经所述网络接入中枢连接用于接入监控平台的内网总成；

所述内网总成包括接入网关（5）和动态密钥管理机（6），所述接入网关（5）和网络接入中枢双向连接，所述接入网关（5）和动态密钥管理机（6）通过光纤或网线双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，其特征在于：所述无线宽带自组网包括相邻两个待巡检站点之间沿输电线路架设的局域网和在局域网的无线接入点处外接的定向天线；

所述无线通信模块包括全向天线和无线调制解调器，所述全向天线与无线调制解调器双向连接，所述全向天线与无线宽带自组网中的定向天线无线连接；

所述视频监控总成包括模拟信号采集模块（1）、图像编码模块（2）、第一工控机（3-1）和第一无线宽带通信终端（4-1），所述模拟信号采集模块（1）的输入量为模拟量视频信号，其输出端经图像编码模块（2）接入第一工控机（3-1），所述第一工控机（3-1）与第一无线宽带通信终端（4-1）通过网线双向连接；各个所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端（4-1）之间通过无线连接；

所述网络接入中枢包括第二工控机（3-2）和第二无线宽带通信终端（4-2），所述第二工控机（3-2）与第二无线宽带通信终端（4-2）通过网线双向连接，所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端（4-1）和网络接入中枢中的第二无线宽带通信终端（4-2）之间通过无线连接；

所述内网总成中的接入网关（5）和网络接入中枢中的第二无线宽带通信终端（4-2）通过光纤双向连接。

3.根据权利要求1所述的一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，其特征在于：所述巡检终端为个人数字助理PDA或巡检无人机。

4.根据权利要求1所述的一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，其特征在于：各个所述视频监控总成中的第一无线宽带通信终端（4-1）之间通过支持以太网协议的无线宽带通信专网相互连接。

5.根据权利要求1所述的一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，其特征在于：所述无线通信模块中还设置有避雷器，所述避雷器的控制端与无线通信模块的电源端相连接。

6.根据权利要求1所述的一种巡检终端无缝接入监控平台的视频数据加解密系统，其特征在于：所述无线调制解调器的信号端与巡检终端的信号端相连接。