物联网环境下家庭用电数据安全监控系统的研究与实现

发布时间：2025-06-21 05:43

　　电力信息监测是建设泛在电力物联网基本且重要的一步,而家庭用电数据安全监控系统是泛在电力物联网在居民用电侧电力信息监测的具体应用形式,也是建设更高效、更安全以及更智能电力系统的重要举措。基于此,本文研究了物联网环境下家庭用电数据安全监控系统,实现了在保证家庭用电数据安全传输的条件下用户能监控家庭具体的用电情况。本文主要的研究内容如下:⑴研究了家庭用电数据安全监控系统的功能需求以及所需的关键技术。结合物联网与家庭电耗监控系统的研究现状,针对家庭电耗监控系统中用电数据传输的安全性易被忽略以及用户监控延时大等问题,确定了系统的功能需求以及将其实现所需的关键技术,并根据所需关键技术构建了以物联网四层模型为基础的系统整体架构。⑵设计并实现了系统的核心硬件。结合系统所需的关键技术,设计了感知层的硬件结构框图,通过对比用电数据采集数据模块和时间管理模块中的元器件参数,实现了处于感知层的用电数据捕获终端、路由节点以及协议转换网关等系统核心硬件。⑶提出了家庭用电数据安全传输方案。针对Zig Bee无线传输网络易被非法节点入侵的问题,提出了RFID合法认证方案,通过采用RFID硬件配合换位加密算法完成入网请求...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语对照表
符号对照表
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外的研究现状与分析
        1.2.1 物联网的研究现状
        1.2.2 电力数据安全监控技术研究现状
        1.2.3 家庭电耗监控系统的研究现状分析
    1.3 研究创新以及全文安排
第2章 家庭用电数据安全监控系统需求分析及关键技术
    2.1 家庭用电数据安全监控系统功能需求分析
        2.1.1 系统安全需求
        2.1.2 家庭用电数据安全监控系统服务需求
    2.2 家庭用电数据安全监控系统关键技术与系统整体设计
        2.2.1 物联网技术
        2.2.2 无线通信技术
        2.2.3 信息安全技术
        2.2.4 嵌入式技术
        2.2.5 边缘计算技术
        2.2.6 家庭用电数据安全监控系统整体设计
    2.3 本章小结
第3章 家庭用电数据安全监控系统硬件设计
    3.1 Zig Bee无线通信模块与RFID合法认证模块
        3.1.1 Zig Bee无线通信模块
        3.1.2 RFID合法认证模块
    3.2 用电数据捕获终端
        3.2.1 用电数据采集模块
        3.2.2 时间管理模块
        3.2.3 混合加密模块
        3.2.4 电能供应模块
    3.3 路由节点与协议转换网关
    3.4 本章小结
第4章 家庭用电数据安全传输方案研究
    4.1 RFID合法认证方案
        4.1.1 RFID合法认证方案设计
        4.1.2 RFID合法认证方案安全性分析
    4.2 混合加密方案
        4.2.1 基于改进数字签名的混合加密方案设计
        4.2.2 混合加密方案安全性分析
    4.3 家庭用电数据安全传输方案测试
        4.3.1 RFID合法身份认证方案测试
        4.3.2 混合加密方案测试
    4.4 本章小结
第5章 家庭用电数据安全监控系统边缘计算平台功能设计
    5.1 边缘计算平台功能架构设计
    5.2 边缘计算平台软件运行环境构建
    5.3 家庭用户用电习惯获知方案
        5.3.1 家庭用户用电习惯聚类分析的评价指标
        5.3.2 家庭用户用电习惯获知算法的确定
    5.4 边云协同工作模式
    5.5 本章小结
第6章 家庭用电数据安全监控系统网站与APP设计
    6.1 服务器的选择
    6.2 数据库的选择
    6.3 系统网站与移动终端APP的功能设计
    6.4 系统网站与移动终端APP测试
        6.4.1 用户请求响应速度测试
        6.4.2 系统人机交互功能测试
    6.5 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 未来工作展望
参考文献
附录
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：4052001