一种具有数据保护功能的变电站状态监测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有数据保护功能的变电站状态监测系统，其包括：若干个传感器，其中每一个传感器均具有与该传感器对应的第一密钥，所述第一密钥包括第一私匙和与该第一私匙唯一对应的第一公匙，所述第一公匙被传输给下述数据存储单元保存；其中每一个传感器均包括数据采集模块和数据通信模块，所述数据采集模块采集变电站的设备状态信号数据，所述数据通信模块将经过第一密钥加密的设备状态信号数据传输给下述数据存储单元；数据存储单元，其采用第一公匙对接收的数据和传感器的身份进行验证，并将通过验证的数据作为区块链数据传输至下述区块链数据库；区块链数据库以及若干个数据调取模块。此外，本发明专利技术还公开了一种变电站状态监测方法。

A substation condition monitoring system and method with data protection function

The present invention discloses a substation state monitoring system with data protection functions, including several sensors, each of which has a first key corresponding to the sensor, the first key including the first private key and the first public key corresponding to the first private key, and the first public key is transmitted. The data acquisition module includes the data acquisition module and the data communication module, and the data acquisition module collects the device state signal data of the substation, and the data communication module transfers the device state signal data encrypted through the first key to the data storage unit. A data storage unit, which uses the first public key to verify the identity of the received data and sensors, and transfers the data through the verified data to the following block chain database as the block chain data; the block chain database and a number of data acquisition modules. In addition, the invention also discloses a substation state monitoring method.

【技术实现步骤摘要】
一种具有数据保护功能的变电站状态监测系统和方法
本专利技术涉及一种监测系统和方法，尤其涉及一种用于变电站的监测系统和方法。
技术介绍
对电力设备的在线监测与故障诊断有利于维护整个电力系统的可靠性与安全性，已在变电站中有较多相关应用。但目前，由于部分设备的监测数据例如设备故障率、设备故障信息、运行状态较为敏感，数据信息的泄露会对电力系统的运行安全带来隐患；此外，监测与采样数据信息与相关单位人员考核成绩挂钩，因而，会存在人为篡改和破坏采样的监测数据的情况，例如拥有系统管理权限的管理人员修改、伪造、增加或删除相关数据，从而造成监测数据与事实不符，带来设备故障隐患。而目前现有的数据保护技术难以实现现场实时采样数据的真实性保障；此外，由于用于采样的传感器的功耗和处理性能有限，难以实现复杂的加密算法。基于此，期望获得一种监测系统，通过该监测系统可以实现对变电站状态的实时监测，且该监测系统具有数据保护功能，所监测到的数据无法任意篡改删除，保证了监测数据的安全性与可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种具有数据保护功能的变电站状态监测系统，该变电站状态监测系统通过传感器对变电站状态进行实时监测，所监测到的数据处理为区块链数据后无法任意篡改删除，保证了数据的安全性与可靠性。基于上述目的，本专利技术提出了一种具有数据保护功能的变电站状态监测系统，其包括：若干个传感器，其中每一个传感器均具有与该传感器对应的第一密钥，所述第一密钥包括第一私匙和与该第一私匙唯一对应的第一公匙，所述第一公匙被传输给下述数据存储单元保存；其中每一个传感器均包括数据采集模块和数据通信模块，所述数据采集模块采集变电站的设备状态信号数据，所述数据通信模块将经过第一密钥加密的设备状态信号数据传输给下述数据存储单元；数据存储单元，其采用第一公匙对接收的数据和传感器的身份进行验证，并将通过验证的数据作为区块链数据传输至下述区块链数据库；区块链数据库，其存储区块链数据；若干个数据调取模块，其中每一个数据调取模块均具有与该数据调取模块对应的第二密钥，所述第二密钥包括第二私匙和与该第二私匙唯一对应的第二公匙，所述第二公匙被传输给所述区块链数据库保存，当数据调取模块需要调取区块链数据库内的区块链数据时，所述区块链数据库采用第二公匙对该数据调取模块的身份进行验证，并仅在通过验证的情况下允许该数据调取模块调取区块链数据。在本专利技术所述的变电站状态监测系统中，传感器将数据采集模块采集到的变电站的设备状态信号数据通过数据通信模块经数据处理后传输给数据存储单元，所述的数据处理包括计算并获得设备状态信号数据的哈希码，由于不同数据的哈希码不同，即哈希码具有唯一性，因而，即使数据仅有微小的篡改(例如1bit数据的篡改)，所对应的哈希码也会不同，因此，通过哈希码可以检查在传感器采集设备状态信号数据时数据是否被修改。此外，在本技术方案中，第一私匙对设备状态信号数据及其哈希码进行加密，被加密的设备状态信号数据及其哈希码被传输给后续的数据存储单元。而在传感器将加密后的设备状态信号数据传输给数据存储单元后，数据存储单元采用与第一私匙唯一对应的第一公匙对接收的数据和传感器的身份进行验证，通过验证的数据作为区块链数据传输至区块链数据库。也就是说，通过第一公匙与第一私匙之间具有的对应关系，可以采用第一公匙对经过加密的数据进行解密，换句话说，在本专利技术所述的技术方案中，由数据存储单元存储数据至区块链数据库时需要对数据进行验证，该验证过程起到了防篡改保护的作用，保证了数据在作为区块链数据存储时是以一定规则写入，而无法从单一节点处篡改写入数据，从而保证了系统内区块链数据的安全性与可靠性。区块链数据库存储区块链数据。区块链数据为链式结构，即每一个区块链数据包括对应的该设备状态信号数据、写入时间以及上一个区块的哈希码，从而可以从当前区块链数据以此依次找到之前的区块链数据，这样的链式结构可以使得每一个区块链数据串入后，无法将原有数据消除。在一些实施方式中，区块链数据库可以采用MSSQL数据库。通过数据调取模块调取区块链数据，通过第二密钥对需要调取数据的需要调取数据的数据调取模块向区块链数据库进行验证，并仅在通过验证的情况下允许该数据调取模块调取区块链数据。在本专利技术所述的技术方案中，设置第二密钥不仅可以避免未通过验证的设备调取数据，从而防止了数据的泄漏，而且一旦出现人为恶意篡改时，还可以根据篡改时调取数据的数据调取模块所采用的第二私匙，从而确定是哪一个数据调取模块进行的篡改，并且还可以通过链式结构找到之前的区块链数据，从而防止了区块链数据的恶意修改。由此可以看出，本专利技术所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统通过传感器对变电站状态进行实时监测，所监测到的数据处理为区块链数据后无法任意篡改删除，保证了数据的安全性与可靠性。进一步地，在本专利技术所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统中，还包括第一密钥生成单元，其与所述传感器连接，所述第一密钥生成单元将生成的第一密钥分发给传感器。需要说明的是，在一些实施方式中，第一公匙可以向系统中所有节点的数据存储模块公开，以用于数据的传输交换过程当中的身份验证。进一步地，在本专利技术所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统中，还包括第二密钥生成单元，其与所述数据调取模块连接，所述第二密钥生成单元将生成的第二密钥分发给数据调取模块。需要说明的是，在一些实施方式中，第二公匙可以向系统中所有节点的区块链数据库公开，以用于数据的传输交换过程当中的身份验证。进一步地，在本专利技术所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统中，所述第一密钥生成单元和第二密钥生成单元被构造为同一个密钥生成单元。进一步地，在本专利技术所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统中，所述传感器选自局部放电特高频传感器、温度传感器、红外传感器的至少其中之一。进一步地，在本专利技术所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统中，所述传感器与所述数据存储单元无线连接或通过线路连接。进一步地，在本专利技术所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统中，所述数据存储单元被设置为若干个，该若干个数据存储单元相互之间连接。上述方案中，数据存储单元可以采用通信管理机，以实现各个传感器之间的自组网管理，并且各个数据存储单元之间互相连接，实现了分布式架构，从而提高了本专利技术所述的变电站状态监测系统的数据传输的稳定性与灵活性。相应地，本专利技术的另一目的在于提供一种具有数据保护功能的变电站状态监测方法，采用该变电站状态监测方法简单有效地对变电站进行实时监测，且监测过程中监测的数据不易被轻易人为恶意篡改，所获得的数据安全性与可靠性高。基于上述目的，本专利技术还提出了一种具有数据保护功能的变电站状态监测方法，其采用上述的变电站状态监测系统实施，所述变电站状态监测方法包括步骤：所述传感器采集变电站的设备状态信号数据，并将该数据传输给数据存储单元；所述数据存储单元采用与该传感器对应的第一公匙对该传感器的身份和其传输的数据进行验证，若第一公匙与该传感器的第一私匙对应，则通过验证；数据存储单元将通过验证的数据存入区块链数据库；当所述数据调取模块需要调取区块链数据库内的区块链数据时，所述区块链数据库采用第二公匙对该数据调取模块的身份进行验证，若第二公匙与发起数据调用请求的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有数据保护功能的变电站状态监测系统，其包括：若干个传感器，其中每一个传感器均具有与该传感器对应的第一密钥，所述第一密钥包括第一私匙和与该第一私匙唯一对应的第一公匙，所述第一公匙被传输给下述数据存储单元保存；其中每一个传感器均包括数据采集模块和数据通信模块，所述数据采集模块采集变电站的设备状态信号数据，所述数据通信模块将经过第一密钥加密的设备状态信号数据传输给下述数据存储单元；数据存储单元，其采用第一公匙对接收的数据和传感器的身份进行验证，并将通过验证的数据作为区块链数据传输至下述区块链数据库；区块链数据库，其存储区块链数据；若干个数据调取模块，其中每一个数据调取模块均具有与该数据调取模块对应的第二密钥，所述第二密钥包括第二私匙和与该第二私匙唯一对应的第二公匙，所述第二公匙被传输给所述区块链数据库保存，当数据调取模块需要调取区块链数据库内的区块链数据时，所述区块链数据库采用第二公匙对该数据调取模块的身份进行验证，并仅在通过验证的情况下允许该数据调取模块调取区块链数据。

【技术特征摘要】
1.一种具有数据保护功能的变电站状态监测系统，其包括：若干个传感器，其中每一个传感器均具有与该传感器对应的第一密钥，所述第一密钥包括第一私匙和与该第一私匙唯一对应的第一公匙，所述第一公匙被传输给下述数据存储单元保存；其中每一个传感器均包括数据采集模块和数据通信模块，所述数据采集模块采集变电站的设备状态信号数据，所述数据通信模块将经过第一密钥加密的设备状态信号数据传输给下述数据存储单元；数据存储单元，其采用第一公匙对接收的数据和传感器的身份进行验证，并将通过验证的数据作为区块链数据传输至下述区块链数据库；区块链数据库，其存储区块链数据；若干个数据调取模块，其中每一个数据调取模块均具有与该数据调取模块对应的第二密钥，所述第二密钥包括第二私匙和与该第二私匙唯一对应的第二公匙，所述第二公匙被传输给所述区块链数据库保存，当数据调取模块需要调取区块链数据库内的区块链数据时，所述区块链数据库采用第二公匙对该数据调取模块的身份进行验证，并仅在通过验证的情况下允许该数据调取模块调取区块链数据。2.如权利要求1所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统，其特征在于，还包括第一密钥生成单元，其与所述传感器连接，所述第一密钥生成单元将生成的第一密钥分发给传感器。3.如权利要求2所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统，其特征在于，还包括第二密钥生成单元，其与所述数据调取模块连接，所述第二密钥生成单元将生成的第二密钥分发给数据调取模块。4.如权利要求3所述的具有数据保护功能的变电站状态监测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗林根，周南，韩蓓，宋辉，刘亚东，钱勇，盛戈皞，江秀臣，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31