本文關(guān)鍵詞：戶用儀表數(shù)據(jù)無(wú)線集抄關(guān)鍵技術(shù)的研究

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【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,抄表方式逐漸走向智能化。目前抄表方式主要分為有線抄表和無(wú)線抄表。由于有線抄表系統(tǒng)存在著前期布線成本高,后期維護(hù)困難等問題,本文對(duì)戶用儀表間的數(shù)據(jù)傳輸采用無(wú)線通信方式,其中重點(diǎn)針對(duì)低功耗喚醒進(jìn)行了研究。同時(shí),為了保證抄表指令、收費(fèi)金額、用戶信息等數(shù)據(jù)的安全性,在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用加密算法。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.為了實(shí)現(xiàn)儀表喚醒過程的低功耗,首先根據(jù)集中器與儀表間指令傳輸?shù)臅r(shí)序提出了基于TDMA的低功耗時(shí)隙分配算法,并分別分析了不帶地址,帶地址有回復(fù)及帶地址無(wú)回復(fù)三種工作方式。根據(jù)對(duì)喚醒指令內(nèi)容的優(yōu)化,提出了基于偽隨機(jī)序列的自相關(guān)喚醒法。該算法無(wú)需分配指令時(shí)隙,可從任意位置截取信息自行判斷是否蘇醒,喚醒成功率高。分別計(jì)算比較不同方案下的喚醒功耗,研究表明基于TDMA的帶地址有回復(fù)喚醒方式與自相關(guān)喚醒法兩者存在功耗相等的情況,且同時(shí)低于基于TDMA的不帶地址與帶地址無(wú)回復(fù)喚醒方式。2.戶用儀表完成喚醒后進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸部分,通過傳輸經(jīng)過加密處理后的數(shù)據(jù),提高抄表過程的安全性。在無(wú)線通信背景下,選取加密算法簡(jiǎn)單,占用內(nèi)存小的對(duì)稱加密算法3DES與AES。為了評(píng)判抄表系統(tǒng)中加密算法的優(yōu)劣,使用密鑰空間、線性復(fù)雜度、信息熵及平衡性等性能指標(biāo),從密鑰與密文序列兩個(gè)方面選取加密算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合表明,AES較于3DES具有更高的加密安全性,更適用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,綜合考慮喚醒成功率與功耗,本文提出的自相關(guān)喚醒法,可以有效降低整個(gè)戶用儀表系統(tǒng)無(wú)線喚醒的總能耗。在數(shù)據(jù)安全傳輸方面,通過加入數(shù)據(jù)加密算法AES,可以有效保證無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸過程的安全性。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 時(shí)隙分配 自相關(guān)喚醒 加密算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN918.4;TU855
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析10-13
• 1.2.1 低功耗無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸研究現(xiàn)狀及分析10-12
• 1.2.2 數(shù)據(jù)加密算法研究現(xiàn)狀及分析12-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)13-15
• 1.3.1 本文研究?jī)?nèi)容13
• 1.3.2 本文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究15-23
• 2.1 無(wú)線集抄技術(shù)概述15-16
• 2.2 無(wú)線低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究16-21
• 2.2.1 時(shí)隙分配法16-18
• 2.2.2 自相關(guān)喚醒法18-21
• 2.3 數(shù)據(jù)加密算法21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 無(wú)線低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究23-41
• 3.1 基于TDMA的低功耗時(shí)隙分配算法23-28
• 3.1.1 時(shí)隙分配法實(shí)現(xiàn)模型23-25
• 3.1.2 參數(shù)選取及分析25-27
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試及分析27-28
• 3.2 基于偽隨機(jī)序列的自相關(guān)喚醒法28-32
• 3.2.1 偽隨機(jī)序列的編碼與解碼29-30
• 3.2.2 自相關(guān)喚醒過程30-32
• 3.3 功耗計(jì)算及比較32-40
• 3.3.1 功耗計(jì)算32-36
• 3.3.2 功耗比較及分析36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 數(shù)據(jù)加密算法41-61
• 4.1 加密算法原理及過程41-55
• 4.1.1 DES41-47
• 4.1.2 3DES47-49
• 4.1.3 AES49-55
• 4.2 性能評(píng)估55-56
• 4.2.1 密鑰空間55
• 4.2.2 線性復(fù)雜度及線性復(fù)雜度平均誤差55
• 4.2.3“0-1”平衡性55-56
• 4.2.4 熵值分析56
• 4.2.5 字符頻率統(tǒng)計(jì)56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析56-60
• 4.3.1 密鑰流序列隨機(jī)性測(cè)試分析57-58
• 4.3.2 密文序列統(tǒng)計(jì)性測(cè)試分析58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果67-69
• 致謝69

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本文編號(hào)：644138