【摘要】：近幾年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor network,WSN)憑借著低成本、低功耗和自組網(wǎng)等一系列特點,使得國內(nèi)外專家學者對其在電力系統(tǒng)中的應用給予了高度的重視。因此,WSN在智能電網(wǎng)中的應用研究被認為具有廣闊的前景。其中,輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分,對其狀態(tài)進行實時監(jiān)測是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要目標。提高輸電線路的管理水平,增強電力系統(tǒng)運行的可靠性,愈來愈依賴于輸電線路的狀態(tài)監(jiān)測信息。其中輸電線路分為架空高壓輸電線路和配電給用戶的低壓輸電線路。其中用戶級的低壓輸電線路通常連接著智能電表,實現(xiàn)遠程抄表,從而給供電部門帶來極大方便,同時布置在用戶端輸電線路上的WSN對輸電線路實時監(jiān)測,及時預警問題并排除故障。對于架空高壓輸電線路,它常常分布在環(huán)境多變的復雜野外,因此實際地理環(huán)境的復雜多變會對輸電線路的正常運行帶來一定程度的影響,如導線溫度過高、電壓電流故障、導線張力以及導線覆冰等發(fā)生故障后,線路巡檢人員無法以最快的速度找到故障點并解決相對應的問題。所以根據(jù)實際情況在一定的區(qū)域安裝一定數(shù)量具有物理感知功能的傳感器節(jié)點,對輸電線路的實時運行狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集,并通過WSN傳輸?shù)絽R聚節(jié)點,再由匯聚節(jié)點通過GPRS或光纖通信將數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬痉⻊掌?服務器通過數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)線路異常狀態(tài),并定位異常點。有利于及時發(fā)現(xiàn)線路問題,減少重大事故的發(fā)生,同時能夠幫助減少線路巡檢人員的工作量。將WSN布置在用戶級的低壓輸電線路上,用于對用戶端智能電表采集的用電數(shù)據(jù)進行傳輸;而對于布置在長鏈狀分布的高壓架空輸電線路上的WSN,主要是對輸電線路運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。兩種不同環(huán)境中的WSN最終都會把采集到的傳感數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點或者遠端的服務器。所以安全的數(shù)據(jù)傳輸是亟待解決的關(guān)鍵問題。由于傳感器節(jié)點低處理能力,傳統(tǒng)的加密/解密、認證等常規(guī)復雜度高的安全方法會延長節(jié)點處理器的處理時間,這對實時性高的數(shù)據(jù)是不能接受的。此外,由于輸電線路電壓很高,無法向無線傳感器節(jié)點直接供電,而傳統(tǒng)復雜的安全方法能量消耗高。為此,本文提出了兩種基于數(shù)字水印的輸電線路中WSN安全解決方法。兩種方法分別是基于節(jié)點數(shù)據(jù)包的和基于交變電流的數(shù)字水印生成算法。一種是利用每個節(jié)點采集傳感數(shù)據(jù)生成的數(shù)據(jù)包作為生成水印的相關(guān)參數(shù),一種是利用每個節(jié)點采集傳感數(shù)據(jù)生成的數(shù)據(jù)包中交變電流字段作為生成水印的相關(guān)參數(shù)并嵌入到相應的數(shù)據(jù)項中,接收方對數(shù)據(jù)項進行水印提取和檢測,驗證數(shù)據(jù)的正確性和發(fā)送節(jié)點的身份的真實性,以確保接收到的數(shù)據(jù)是輸電線路真實的狀態(tài)信息。為了驗證該算法的可靠性,本文利用NS2網(wǎng)絡(luò)模擬仿真平臺,對算法的正確性和有效性、安全性、節(jié)點吞吐量、能量消耗進行了仿真模擬,得出方法具有較好安全性、較少能耗、未影響網(wǎng)絡(luò)吞吐量,并且正確性和有效性也能得到完全的保障,能夠滿足輸電線路中WSN安全通信。此外,算法時間性能分析證明,該算法具有較少的時間開銷,滿足輸電線路中WSN通信的實時性要求。
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華北電力大學碩士學位論文 2 章 基于數(shù)字水印的智能電網(wǎng)中 WSN 安全通信相關(guān)技術(shù)本論文的研究內(nèi)容主要基于三大理論體系，即：數(shù)字水印、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和智能章主要對數(shù)字水印、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和智能電網(wǎng)的基本原理以及安全技術(shù)進行闡述數(shù)字水印技術(shù)數(shù)字水印既是將承載版權(quán)信息的載體嵌入原始數(shù)據(jù)中，用來保護版權(quán)信息、實現(xiàn)加、鑒別數(shù)據(jù)真假以及作為產(chǎn)品標識等[40]。多媒體各種新技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展都曾深受版權(quán)保護問題的困擾，最后都會因為新版措施的產(chǎn)生而解決�，F(xiàn)在，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)發(fā)展迅猛，帶來了版權(quán)保護的。己有的信息安全保護方案由于其極易被復制、篡改，且鑒定及頁面保護困難等原法應用于互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字作品。此時，數(shù)字水印技術(shù)應時代要求而生�，F(xiàn)在，數(shù)字水印己被應用于諸多領(lǐng)域，如圖 2-1 所示。

圖 2-2 數(shù)字水印系統(tǒng)基本模型圖其定義了一個九元體，即（ M，I,W ,K,G,E,A,D,X）''，具體說明如下：（1）將可能的所有保密信號（ m） 的集合定義為 M。（2）將待嵌入水印信息的載體（ I） 的集合定義為''I 。（3）將可能的所有數(shù)字水印信息（ w ）的集合定義為 W。（4）將所有密鑰（ k ）的集合定義為 K。（5）將使用保密信號 m、水印密鑰 k 以及原載體 I 來產(chǎn)生水印信息的算法定義為 G。過程如下：GMI,(.,)''： K Ww GmIk（2-1）其中，上圖中的虛線表示原載體可不參與生成水印信息的過程。（6）將把水印信息（ w ）嵌入至原始載體 I 的算法定義為 E，過程如下：:,(,)'''E I W II EIw（2-2）
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM76

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2677037