一种物联网无线通讯架构的管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种物联网无线通讯架构的管理方法及系统。该管理方法包括：获取当前网络环境特征和当前节点动态通讯特征；确定下一时刻节点通讯的功耗状态；将上述历史特征及功耗状态输入到动态功耗安全模型中得到下一时刻节点通讯行为的预测结果；根据下一时刻节点通讯行为的预测结果判定下一时刻节点通讯的功耗等级；根据功耗等级对当前节点通讯的动态功耗进行控制；确定下一时刻的网络安全等级；将当前特征及网络安全等级输入到所述动态功耗安全模型中得到安全等级预测结果；根据安全等级预测结果判定当前通讯过程的安全等级；根据安全等级对通讯过程进行侦测。采用本发明专利技术的管理方法及系统能够实现动态功耗控制以及通讯过程中的安全等级判定。

A management method and system for the wireless communication architecture of the Internet of things

The invention discloses a management method and system for the wireless communication architecture of the Internet of things. The management method comprises: acquiring the current characteristics of the network environment and the current node dynamic communication characteristics; to determine the power state of next time node communication; the historical characteristics and power state dynamic power input to the security model next time node communication behavior prediction results; according to the power level prediction of next time node communication behavior results determine the next time node communication; control based on dynamic power consumption level of communication of the current node; determine the network security level of next time; the current characteristics and network security level input to the dynamic power in the security model of security level prediction results; according to the security level of the security level prediction result of the communication process according to the security level; to detect the process of communication. The management method and system of the invention can realize dynamic power control and security grade determination in communication process.

【技术实现步骤摘要】
一种物联网无线通讯架构的管理方法及系统
本专利技术涉及物联网领域，特别是涉及一种物联网无线通讯架构的管理方法及系统。
技术介绍
专网无线数据传输是物联网应用的一个关键技术，其可靠性、稳定性及功耗控制是嵌入式物联网硬件的关键指标。随着智能物联网终端的大量接入，安全可用的无线网络接入技术成为物联网产品的重要需求，物联网嵌入式系统面临越来越高的安全防护及功耗控制需求。传统解决方案只能针对常规静态场景进行功耗控制，并且传统解决方案多采用加密、多重认证方法进行攻击检测，在通讯需求及网络环境快速改变时，只能根据硬阈值函数或参数设置方法进行安全判定及功耗控制，导致系统效率不高，安全漏洞多等现象，而针对不同网络环境，不同使用状态，嵌入式系统的功耗及安全管理需求都有所差异，不能一概而论。目前，一方面，被动、静态的网络安全防护方案很难应对日益复杂的无线网络环境及黑客攻击技术；另一方面，越来越多的智能硬件加载了工作生活中各项重要控制功能，例如：汽车、保险柜、安防等，一旦节点被攻击将造成巨大损失。然而，仅仅简单地增加网络安全等级，将不可避免地增加认证流程的复杂程度，增加系统功耗。因此，现有技术在数据传输过程中存在系统效率低、安全性低的问题，无法实现对动态场景的功耗控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种物联网无线通讯架构的管理方法及系统，以解决现有技术中在数据传输过程中安全性低，无法实现动态功耗控制的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种物联网无线通讯架构的管理方法，包括：获取当前网络环境特征和当前节点动态通讯特征；确定下一时刻节点通讯的功耗状态；将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻节点通讯的功耗状态输入到动态功耗安全模型中得到下一时刻节点通讯行为的预测结果；所述节点通讯行为包括节点激活状态、节点通讯的传输量；所述动态功耗安全模型是由不同时间段的历史网络环境特征和历史节点动态通讯特征训练得到的；基于由历史节点动态通讯特征制定的功耗控制决策库，根据所述下一时刻节点通讯行为的预测结果判定下一时刻节点通讯的功耗等级；根据所述功耗等级对当前节点通讯的动态功耗进行控制；确定下一时刻的网络安全等级；将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻的网络安全等级输入到所述动态功耗安全模型中得到安全等级预测结果；基于由历史节点动态通讯特征制定的安全评估判定库，根据所述安全等级预测结果判定当前通讯过程的安全等级；根据所述安全等级对所述通讯过程进行侦测。可选的，在所述获取当前网络环境特征和当前节点动态通讯特征之前，还包括：获取不同时间段的历史网络环境特征和历史节点动态通讯特征；所述网络环境特征包括当前节点周围的节点个数、当前节点周围的节点物理地址、路由器跳数、接入点信号强度和工作频段；所述动态通讯特征包括响应时间、抖动、数据流量、传输速率、传输时延；对所述历史网络环境特征和所述历史节点动态通讯特征进行预处理，得到处理后的网络环境特征和处理后的动态通讯特征；利用所述处理后的网络环境特征和所述处理后的动态通讯特征进行训练得到动态功耗安全模型。可选的，所述对所述历史网络环境特征和所述历史节点动态通讯特征进行预处理，得到处理后的网络环境特征和处理后的动态通讯特征，具体包括：判断所述历史网络环境特征中是否存在错误数据，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述历史网络环境特征中存在错误数据，则对所述错误数据进行清洗消除，得到清洗后的网络环境特征；将所述清洗后的网络环境特征按照所述历史网络环境特征同样的次序进行规整，得到规整后的网络环境特征；对所述规整后的网络环境特征进行归一化处理，得到处理后的网络环境特征；判断所述历史节点动态通讯特征中是否存在错误数据，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述节点动态通讯特征中存在错误数据，则对所述错误数据进行清洗消除，得到清洗后的节点动态通讯特征；将所述清洗后的节点动态通讯特征按照所述节点动态通讯特征同样的次序进行规整，得到规整后的节点动态通讯特征；对所述规整后的节点动态通讯特征进行归一化处理，得到处理后的节点动态通讯特征。可选的，所述利用所述处理后的网络环境特征和所述处理后的动态通讯特征进行训练得到动态功耗安全模型，具体包括：将所述处理后的网络环境特征和所述处理后的动态通讯特征输入到栈式自编码神经网络，输出得到当前层的输出量；所述栈式自编码神经网络由多层稀疏自编码器组成；每层包括多个所述稀疏自编码器；将所述当前层的输出量输入到所述栈式自编码神经网络下一层；通过逐层贪婪训练法依次对每层的所述稀疏自编码器进行训练，得到动态功耗安全模型。可选的，在所述将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻节点通讯的功耗状态输入到动态功耗安全模型中得到下一时刻节点通讯行为的预测结果之后，还包括：利用所述当前网络环境特征和所述当前节点动态通讯特征更新所述动态功耗安全模型。可选的，所述确定下一时刻节点通讯的功耗状态，具体包括：获取当前节点的传输量；根据所述当前节点的传输量计算出下一时刻节点通讯的功耗状态。可选的，所述确定下一时刻的网络安全等级，具体包括：利用深度神经网络计算出下一时刻的网络安全等级。一种物联网无线通讯架构的管理系统，包括：当前特征获取模块，用于获取当前网络环境特征和当前节点动态通讯特征；功耗状态确定模块，用于确定下一时刻节点通讯的功耗状态；预测结果输出模块，用于将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻节点通讯的功耗状态输入到所述动态功耗安全模型中得到下一时刻节点通讯行为的预测结果；所述节点通讯行为包括节点激活状态、节点通讯的传输量；所述动态功耗安全模型是由不同时间段的历史网络环境特征和历史节点动态通讯特征训练得到的；功耗等级判定模块，用于基于由历史节点动态通讯特征制定的功耗控制决策库，根据所述下一时刻节点通讯行为的预测结果判定下一时刻节点通讯的功耗等级；动态功耗控制模块，用于根据所述功耗等级对当前节点通讯的动态功耗进行控制；网络安全等级确定模块，用于确定下一时刻的网络安全等级；输出模块，用于将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻的网络安全等级输入到所述动态功耗安全模型中得到安全等级预测结果；安全等级判定模块，用于基于由历史节点动态通讯特征制定的安全评估判定库，根据所述安全等级预测结果判定当前通讯过程的安全等级；侦测模块，用于根据所述安全等级对所述通讯过程进行侦测。可选的，本专利技术管理系统还包括：历史特征获取模块，用于在所述当前特征获取模块之前，获取不同时间段的历史网络环境特征和历史节点动态通讯特征；所述网络环境特征包括当前节点周围的节点个数、当前节点周围的节点物理地址、路由器跳数、接入点信号强度和工作频段；所述动态通讯特征包括响应时间、抖动、数据流量、传输速率、传输时延；预处理模块，用于对所述历史网络环境特征和所述历史节点动态通讯特征进行预处理，得到处理后的网络环境特征和处理后的动态通讯特征；模型训练模块，用于利用所述处理后的网络环境特征和所述处理后的动态通讯特征进行训练得到动态功耗安全模型。可选的，所述预处理模块，具体包括：第一判断单元，用于判断所述历史网络环境特征中是否存在错误数据，得到第一判断结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网无线通讯架构的管理方法，其特征在于，包括：获取当前网络环境特征和当前节点动态通讯特征；确定下一时刻节点通讯的功耗状态；将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻节点通讯的功耗状态输入到动态功耗安全模型中得到下一时刻节点通讯行为的预测结果；所述节点通讯行为包括节点激活状态、节点通讯的传输量；所述动态功耗安全模型是由不同时间段的历史网络环境特征和历史节点动态通讯特征训练得到的；基于由历史节点动态通讯特征制定的功耗控制决策库，根据所述下一时刻节点通讯行为的预测结果判定下一时刻节点通讯的功耗等级；根据所述功耗等级对当前节点通讯的动态功耗进行控制；确定下一时刻的网络安全等级；将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻的网络安全等级输入到所述动态功耗安全模型中得到安全等级预测结果；基于由历史节点动态通讯特征制定的安全评估判定库，根据所述安全等级预测结果判定当前通讯过程的安全等级；根据所述安全等级对所述通讯过程进行侦测。

【技术特征摘要】
1.一种物联网无线通讯架构的管理方法，其特征在于，包括：获取当前网络环境特征和当前节点动态通讯特征；确定下一时刻节点通讯的功耗状态；将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻节点通讯的功耗状态输入到动态功耗安全模型中得到下一时刻节点通讯行为的预测结果；所述节点通讯行为包括节点激活状态、节点通讯的传输量；所述动态功耗安全模型是由不同时间段的历史网络环境特征和历史节点动态通讯特征训练得到的；基于由历史节点动态通讯特征制定的功耗控制决策库，根据所述下一时刻节点通讯行为的预测结果判定下一时刻节点通讯的功耗等级；根据所述功耗等级对当前节点通讯的动态功耗进行控制；确定下一时刻的网络安全等级；将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻的网络安全等级输入到所述动态功耗安全模型中得到安全等级预测结果；基于由历史节点动态通讯特征制定的安全评估判定库，根据所述安全等级预测结果判定当前通讯过程的安全等级；根据所述安全等级对所述通讯过程进行侦测。2.根据权利要求1所述无线通讯架构的管理方法，其特征在于，在所述获取当前网络环境特征和当前节点动态通讯特征之前，还包括：获取不同时间段的历史网络环境特征和历史节点动态通讯特征；所述网络环境特征包括当前节点周围的节点个数、当前节点周围的节点物理地址、路由器跳数、接入点信号强度和工作频段；所述动态通讯特征包括响应时间、抖动、数据流量、传输速率、传输时延；对所述历史网络环境特征和所述历史节点动态通讯特征进行预处理，得到处理后的网络环境特征和处理后的动态通讯特征；利用所述处理后的网络环境特征和所述处理后的动态通讯特征进行训练得到动态功耗安全模型。3.根据权利要求2所述无线通讯架构的管理方法，其特征在于，所述对所述历史网络环境特征和所述历史节点动态通讯特征进行预处理，得到处理后的网络环境特征和处理后的动态通讯特征，具体包括：判断所述历史网络环境特征中是否存在错误数据，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述历史网络环境特征中存在错误数据，则对所述错误数据进行清洗消除，得到清洗后的网络环境特征；将所述清洗后的网络环境特征按照所述历史网络环境特征同样的次序进行规整，得到规整后的网络环境特征；对所述规整后的网络环境特征进行归一化处理，得到处理后的网络环境特征；判断所述历史节点动态通讯特征中是否存在错误数据，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述节点动态通讯特征中存在错误数据，则对所述错误数据进行清洗消除，得到清洗后的节点动态通讯特征；将所述清洗后的节点动态通讯特征按照所述节点动态通讯特征同样的次序进行规整，得到规整后的节点动态通讯特征；对所述规整后的节点动态通讯特征进行归一化处理，得到处理后的节点动态通讯特征。4.根据权利要求2所述无线通讯架构的管理方法，其特征在于，所述利用所述处理后的网络环境特征和所述处理后的动态通讯特征进行训练得到动态功耗安全模型，具体包括：将所述处理后的网络环境特征和所述处理后的动态通讯特征输入到栈式自编码神经网络，输出得到当前层的输出量；所述栈式自编码神经网络由多层稀疏自编码器组成；每层包括多个所述稀疏自编码器；将所述当前层的输出量输入到所述栈式自编码神经网络下一层；通过逐层贪婪训练法依次对每层的所述稀疏自编码器进行训练，得到动态功耗安全模型。5.根据权利要求2所述无线通讯架构的管理方法，其特征在于，在所述将所述当前网络环境特征、当前节点动态通讯特征以及所述下一时刻节点通讯的功耗状态输入到动态功耗安全模型中得到下一时刻节点通讯行为的预测结果之后，还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：党鑫，夏建军，伍日强，王州宁，
申请(专利权)人：中科鼎慧天津物联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12