一种基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法及系统

技术领域

本发明涉及区块链信息处理的技术领域，尤其涉及一种基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法及系统。

背景技术

区块链技术是近年来的新兴技术，是一种底层技术，通过结合区块链这个底层技术，可以增强数据处理数据传输的安全性。电力物联网的电力系统领域的大战略，电力物联网是实现电力自动化，实现智能电网的基础通信技术。本发明提出了一种基于区块链技术的电力物联网无线通信系统信号处理方法，利用区块链的技术优势，实现了电力物联网的安全通信。解决了现有技术中电力物联网通信的安全性问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法及系统，能够解决现有技术中电力物联网通信的安全性问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，向电力物联网无线通信终端发送无线信令传送邀约，并收集其余所述无线通信终端无线信令传送邀约；当收集到其余所述无线信令传送邀约时，向发送所述无线信令传送邀约的终端进行身份鉴定；对通过身份鉴定的所述无线通信终端进行无线信令传送握手，则信号内容进行传送。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：所述无线信令传送邀约包括，无线信令传送标记信息和无线信令传送邀约频率信息。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：进行所述身份鉴定包括，若不属于区块链区块，则拒绝所述无线信令传送邀约；若属于所述区块链区块，则接受所述无线信令传送邀约，并判决所述电力物联网无线通信终端是否存在所述无线信令传送标记信息。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：若存在所述无线信令传送标记信息，则直接建立握手指令，进行无线信令传输；若不存在所述无线信令传送标记信息，则利用所述无线信令传送邀约频率信息对所述电力物联网无线通信终端进行身份鉴定；对通过身份鉴定的所述电力物联网无线通信终端产生对应的区块并进行握手。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：还包括，判断在当前的所述无线信令传送邀约频率信息中，已经得到发送无线信令传送邀约的所述电力物联网无线通信终端所对应的频点个数与阈值大小；若所述频点个数小于所述阈值，则执行电力物联网无线通信终端标记；若所述频点个数大于或等于所述阈值，则开启对所述电力物联网无线通信终端的认定。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：标记所述电力物联网无线通信终端，包括，计算每个所述无线信令传送邀约频率信息，判断是否在多个频点内都出现了所述频率信息，且所述频点个数是否小于所述阈值；若是，则标记所述电力物联网无线通信终端为可疑终端，并进行信息量子加密传输。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：确认所述电力物联网无线通信终端，包括，判断所述电力物联网无线通信终端是否为区块链中的区块终端；若是，则建立所述电力物联网无线通信终端握手；若不是，则进行信息安全鉴定，并对通过所述信息安全鉴定的所述电力物联网无线通信终端建立握手；对未通过所述信息安全鉴定的所述电力物联网无线通信终端，禁止建立握手并进行不安全标记。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：包括，

其中，FN表示这个数值，并且FN为均值取整，C表示常量，一般取2.5；Fmax表示在连续20000频率采集下，接收到的所述终端对于最多的频点数，Fmin表示在连续20000个频率采集下，接收的所述终端对应最少的频点数，Fi表示连续20000个频率采集下，每个频率采集频点内已经得到的发送无线信令传送邀约的电力物联网无线通信系统终端所对应频点数。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的一种优选方案，其中：还包括，对不属于所述区块链区块的所述电力物联网无线通信终端进行信息编码和存储；则所述电力物联网无线通信终端与所述区块链中完成握手时，对所述电力物联网无线通信终端的信息编码频率增加一个单位；当所述电力物联网无线通信终端的所述信息编码超过所述阈值时，则停止所述信息编码，将其所述存储信息进行废弃操作。

作为本发明所述的基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理系统的一种优选方案，其中：包括，信息采集模块，用于收集所述无线信令传送邀约，采集所述频点数、所述频点信息、各终端身份验证信息；信息处理模块与所述信息采集模块相连接，其用于接收所述信息采集模块的信息内容并进行处理转换验证，所述信息处理模块包括运算中心、验证中心及转换中心，所述运算中心用于进行阈值计算，对比判断是否满足阈值要求，所述验证中心用于对所述运算中心的计算结果进行二次验证，以确定所述信息采集模块的信号来源，所述转化中心用于转换验证后的计算结果，形成可传输的信号流；输入输出管理模块平行连接于所述信息采集模块和所述信息处理模块，其用于传输信号和各终端发送的信息流。

本发明的有益效果：本发明方法利用频率采集得到的电力物联网无线通信终端所对应的频点个数与阈值进行判决，对终端进行鉴别筛选，可有效筛选出具有威胁性攻击性的电力物联网无线通信终端，并对这些具有威胁性攻击性的电力物联网无线通信终端请求传输的信息进行量子加密传输，阻止了具有威胁性攻击性的电力物联网无线通信终端对整个电力物联网的安全威胁，保护整个区块链区块信息安全，极大提高了系统安全性；并且，多个频率采集的频点能够提高握手的准确性，避免错误握手，降低通信误码率，从而在提高系统安全性的同时，也降低了误码率；同时，提出阈值的计算公式，使得该阈值实现自动控制调节，根据频率采集信息可以实时变化，提高系统鲁棒性和稳健性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的一种基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理方法的流程示意图；

图2为本发明第二个实施例所述的一种基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理系统的模块结构分布示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种基于区块链技术的WCSOPIOT(即Wireless communication system of power Internet of things电力物联网无线通信系统)信号处理方法，包括：

S1：向电力物联网无线通信终端发送无线信令传送邀约，并收集其余无线通信终端无线信令传送邀约。其中需要说明的是，无线信令传送邀约包括：

无线信令传送标记信息和无线信令传送邀约频率信息。

具体的，还包括：

若存在无线信令传送标记信息，则直接建立握手指令，进行无线信令传输；

若不存在无线信令传送标记信息，则利用无线信令传送邀约频率信息对电力物联网无线通信终端进行身份鉴定；

对通过身份鉴定的电力物联网无线通信终端产生对应的区块并进行握手。

S2：当收集到其余无线信令传送邀约时，向发送无线信令传送邀约的终端进行身份鉴定。本步骤需要说明的是，进行身份鉴定包括：

若不属于区块链区块，则拒绝无线信令传送邀约；

若属于区块链区块，则接受无线信令传送邀约，并判决电力物联网无线通信终端是否存在无线信令传送标记信息。

进一步的，还包括：

判断在当前的无线信令传送邀约频率信息中，已经得到发送无线信令传送邀约的电力物联网无线通信终端所对应的频点个数与阈值大小；

若频点个数小于阈值，则执行电力物联网无线通信终端标记；

若频点个数大于或等于阈值，则开启对电力物联网无线通信终端的认定。

具体的是，标记电力物联网无线通信终端，包括：

计算每个无线信令传送邀约频率信息，判断是否在多个频点内都出现了频率信息，且频点个数是否小于阈值；

若是，则标记电力物联网无线通信终端为可疑终端，并进行信息量子加密传输。

再进一步的是，确认电力物联网无线通信终端，包括：

判断电力物联网无线通信终端是否为区块链中的区块终端；

若是，则建立电力物联网无线通信终端握手；

若不是，则进行信息安全鉴定，并对通过信息安全鉴定的电力物联网无线通信终端建立握手；

对未通过信息安全鉴定的电力物联网无线通信终端，禁止建立握手并进行不安全标记。

还需要说明的是，包括：

对不属于区块链区块的电力物联网无线通信终端进行信息编码和存储；

则电力物联网无线通信终端与区块链中完成握手时，对电力物联网无线通信终端的信息编码频率增加一个单位；

当电力物联网无线通信终端的信息编码超过阈值时，则停止信息编码，将其存储信息进行废弃操作。

阈值要求包括：

其中，FN表示这个数值，并且FN为均值取整，C表示常量，一般取2.5；Fmax表示在连续20000频率采集下，接收到的终端对于最多的频点数，Fmin表示在连续20000个频率采集下，接收的终端对应最少的频点数，Fi表示连续20000个频率采集下，每个频率采集频点内已经得到的发送无线信令传送邀约的电力物联网无线通信系统终端所对应频点数。

S3：对通过身份鉴定的无线通信终端进行无线信令传送握手，则信号内容进行传送。

较佳的，本实施例还需要说明的是，本发明方法利用频率采集得到的电力物联网无线通信终端所对应的频点个数与阈值进行判决，对终端进行鉴别筛选，可有效筛选出具有威胁性攻击性的电力物联网无线通信终端，并对这些具有威胁性攻击性的电力物联网无线通信终端请求传输的信息进行量子加密传输，阻止了具有威胁性攻击性的电力物联网无线通信终端对整个电力物联网的安全威胁，保护整个区块链区块信息安全，极大提高了系统安全性；例如，本实施例中说明的信息编码，则是加强系统的安全性的主要步骤，部分编程代码如下所示：

优选的，本发明方法根据多个频率采集的频点提高了握手的准确性，避免错误握手，降低通信误码率，从而在提高系统安全性的同时，也降低了误码率；同时，建立阈值，使得该阈值实现自动控制调节，根据频率采集信息能够实时变化，提高系统鲁棒性和稳健性。

为了对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以传统的电力物联网信息处理方法与采用本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本发明方法所具有的真实效果。

传统的电力物联网信息处理方法握手错误率高、通信误码率高、通信安全性低，为验证本发明方法相对于传统方法具有较高的通信安全性、握手准确率，本实施例中将采用传统的电力物联网信息处理方法和本发明方法分别对某一段电力线载波的通信安全性能和握手准确率进行实时测量对比；采用传统方法利用NB-loT(窄带物联网)网络实现各部件之间的通信，结合边缘计算代理服务器进行采集信息的数据信息计算，获得信号握手的转换信息流进行传输，而采用本发明方法则基于频点采样、阈值计算和多个身份验证筛选出安全终端进行传输，利用MATLB软件编程进行仿真模拟测试，并输出测试数据。如下所示：

表1：准确度对比数据表。

参照表1，能够直观的看出，在相同的测试环境条件下，传统方法的握手准确度远低于本发明方法的握手准确度，即本发明方法的通信误码率较低，则本发明方法的安全性较高。

实施例2

参照图2，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种基于区块链技术的WCSOPIOT信号处理系统，包括：

信息采集模块100，用于收集无线信令传送邀约，采集频点数、频点信息、各终端身份验证信息。

信息处理模块200与信息采集模块100相连接，其用于接收信息采集模块100的信息内容并进行处理转换验证，信息处理模块200包括运算中心201、验证中心202及转换中心203，运算中心201用于进行阈值计算，对比判断是否满足阈值要求，验证中心202用于对运算中心201的计算结果进行二次验证，以确定信息采集模块100的信号来源，转化中心203用于转换验证后的计算结果，形成可传输的信号流。

输入输出管理模块300平行连接于信息采集模块100和信息处理模块200，其用于传输信号和各终端发送的信息流。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。