[发明专利]一种无线测试及数据传输系统的监控装置

摘要

本发明公开了一种无线测试及数据传输系统的监控装置，该系统包括数据监控及处理模块，用于对无线数据采集终端发送的数据进行处理和监控；控制中心，用于控制整个系统的运行；客户端监控模块，用于监控无线传感器网络节点；显示终端，用于实现监控系统与管理员的人机交互。该系统可实现对智能电网用户的用电信息的无线检测和传输，能够保证用户用电数据的检测连续性和准确性，并且能够极大的保证用电信息传输的保密性和安全性。

主权项

一种无线测试及数据传输系统的监控装置，其中该系统具有无线传感器网络节点、监控装置和无线数据传输模块，其中，所述无线传感器网络节点的无线数据采集终端与监控装置通过无线数据传输模块无线连接；所述监控装置包括：数据监控及处理模块，用于对无线数据采集终端发送的数据进行处理和监控；控制中心，用于控制整个系统的运行；客户端监控模块，用于监控无线传感器网络节点；显示终端，用于实现监控系统与管理员的人机交互；所述控制中心为低功耗单片机，采用ARM单片机或者是AVR单片机；所述数据监控及处理模块和无线数据传输模块可共同构建安全通信通道，双向连接无线数据采集终端与控制中心，控制中心对所述进入监控装置的数据进行处理和控制；其中，采用如下方法建立安全通信通道：S21.在无线数据采集终端向控制中心发送连接申请时，无线数据采集终端首先查询是否已缓存与控制中心的会话连接信息，是则使用会话连接信息中缓存的摘要算法对会话密钥进行摘要计算，将会话号与摘要结果写入连接申请包的会话ID与会话密钥摘要字段中；再查询是否已缓存控制中心证书，是则将控制中心的证书序列号写入连接申请包的控制中心证书序列号字段中，再将无线数据采集终端证书的序列号写入无线数据采集终端证书序列号字段中；填写非对称加密和数字签名算法组合列表，并向控制中心发送连接申请；S22.控制中心接收到无线数据采集终端发送的连接申请数据包后，根据会话号查询是否缓存有对应的会话连接信息，是则使用会话连接信息中缓存的摘要算法对会话密钥进行摘要计算，将计算结果与无线数据采集终端发送的会话密钥的摘要数据进行比对；如果对比结果一致，则将会话密钥与对称算法作为安全通信通道中数据保护的密钥与算法，并进入下一步；S23.控制中心向终端发送协商结束命令，终端收到控制中心发送的协商结束命令后，安全通道建立结束；S22中，如果对比结果不一致，则执行下述步骤流程：S221.控制中心读取无线数据采集终端发送的控制中心证书的序列号，如果与本端使用的证书序列号一致，则不发送控制中心的证书至无线数据采集终端，并执行下一步流程；S222.控制中心读取无线数据采集终端发送的无线数据采集终端证书的序列号，根据该序列号查询是否已缓存无线数据采集终端证书；是则不需要无线数据采集终端向控制中心发送无线数据采集终端的证书，并执行下述工作流程：S2221.控制中心读取无线数据采集终端发送的算法组合列表，选择一组加密强度最高的算法组合作为以下流程中使用的加密算法组合，发送至无线数据采集终端，并执行下一步流程；S2222.控制中心生成一组临时的非对称密钥对，使用控制中心的私钥以及所述步骤S2221中所选择的算法组合中的非对称算法对临时公钥进行数字签名，将签名结果与临时公钥组包，向终端发送密钥交互数据包；S2223.向无线数据采集终端发送连接申请结束数据包；S2224.无线数据采集终端收到控制中心发送的连接申请响应数据包，缓存密钥协商算法组合与会话号；无线数据采集终端如果收到控制中心发送的控制中心证书数据包，对控制中心证书进行合法性验证，验证成功，则使用证书中的序列号作为标识，缓存控制中心的数字证书；验证失败，则退出本流程，断开连接；无线数据采集终端如果收到控制中心发送的申请无线数据采集终端证书的申请数据包，则将本端的证书组包成证书数据包，向控制中心发送；无线数据采集终端收到控制中心发送的密钥协商数据包，则使用缓存的控制中心证书中的公钥与所述缓存的密钥协商算法组合中的非对称算法，对控制中心的临时公钥签名信息进行验证，如果不成功则退出流程，并断开连 接；如果成功则执行下一步；S2225.无线数据采集终端随机生成一个会话密钥，作为安全通道中数据保护的密钥，使用算法组合中的对称算法作为保护算法；使用会话号作为标识，将会话密钥、对称算法与摘要算法进行缓存；使用非对称算法对会话密钥进行加密，并使用非对称算法对加密后的会话密钥进行数字签；将加密后的会话密钥以及数字签名组包，向控制中心发送密钥协商数据包；S2226.向控制中心发送协商结束命令；S2227.控制中心如果收到无线数据采集终端证书数据包，对无线数据采集终端证书进行合法性验证，如果验证成功，使用证书中的序列号作为标识，缓存控制中心的数字证书；如果验证失败，则退出本流程，断开连接；S2228.控制中心收到无线数据采集终端发送的密钥协商数据包后，使用无线数据采集终端证书中的公钥以及步骤S22中所选择的算法组合中的非对称算法对签名数据进行签名验证，如果不成功则退出流程，并断开连 接；如果成功则使用本端私钥与非对称算法解密会话密钥，并使用步骤S22中产生的会话号作为标识，将会话密钥、对称算法与摘要算法进行缓存；并将会话密钥与对称算法名作为安全通信通道中数据保护的密钥与算法；执行步骤S23。