一种组网装置及组网方法

技术领域

本发明属于网络传输技术领域，尤其涉及一种组网装置及组网方法。

背景技术

传统的电力杆塔通信有三大技术手段，第一，利用运营商提供的基础网络覆盖杆塔周边与杆塔之间的通信；第二，塔身之间利用OPGW做内网生产数据的传输；第三，利用卫星电话、窄带通信模块做基础语音通信。对于电力杆塔尤其是特/超高压传输用的杆塔，经常布点在人迹罕至的区域如高山、密林等区域，此种环境下运营商提供的网络覆盖难以保证，所以第一种技术方式在此类环境下难以实现；第二种方式由于OPGW的纤芯有限，部分纤芯传输的数据是电网的极机密的生产数据，用于摄像头、间隔棒、风力风量、基础通话等传输，需要协调的纤芯资源难度较大，涉及面太广，对于基础通话和摄像头数据等非高敏数据，走普通专网环境或公网环境是最佳路径；第三种方式只能保证小微数据传输和语音传输，且只能当作应急措施使用，在平常巡线或者作业情况下并不适用。因此，亟需开发一种组网方法，从而保障在公网信号弱的区域也可以实现稳定可靠的数据传输。

发明内容

本发明的目的是提供一种组网装置及组网方法，实现组网装置之间以及组网装置周围良好的通信环境，从而保障在公网信号弱的区域也可以实现稳定可靠的数据传输。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种组网装置，包括自组网模块、通讯模块、供电模块和天线模块，所述自组网模块分别与通讯模块和天线模块电连接，所述供电模块分别与自组网模块、通讯模块、和天线模块连接并为其供电。

优选地，所述自组网模块为双频Mesh自组网模块，所述通讯模块为4G双向收发模块和SIM卡，所述供电模块为5V直流供电模块，所述天线模块的天线长度为40-80cm。

本发明还公开了一种组网方法，包括以下步骤：

(1)在公网环境良好的A点与公网环境差的B点分别设置第一组网装置和第二组网装置；当第一组网装置和第二组网装置之间的距离大于最大通信距离时，可在两者之间增设组网装置作为第一组网装置和第二组网装置之间信号传输的桥梁，相邻的组网装置之间的距离小于两者之间的最大信号传输距离；

(2)利用多维度聚合签名技术对相邻的两个组网装置之间进行通信握手和设备交叉认证，设备交叉认证之后即可实现两个组网装置之间的通信长连接。

优选地，步骤(1)中，计算相邻的组网装置之间的最大信号传输距离的方法为根据组网装置的天线模块的发射功率和增益以及弗里斯传输公式进行计算。

优选地，步骤(2)中对相邻的两个组网装置之间进行通信握手和设备交叉认证的具体过程如下：

(2.1)第一自组网模块将其MEID码、SCI码、CID码和QCID码顺序排列形成向量

(2.2)第二自组网模块根据表达式σ

(2.3)第一自组网模块在接收到数据后对数据进行聚合签名，并发送给第二自组网模块；

(2.4)第二自组网模块验证签名的合法性后对数据进行解密。

优选地，步骤(2.3)中第一自组网模块对数据进行聚合签名的步骤为：

(2.3.1)计算

(2.3.2)根据表达式C＝[w

(2.3.3)为每个节点计算同态标量乘法结果C'

(2.3.4)利用私钥对多维数据进行聚合签名，计算签名结果σ的表达式为σ＝SIg(sk

本发明的有益效果为：

本发明的组网装置由自组网模块、通讯模块、供电模块和天线模块组成，结构简单，安装方便，利用本装置可以实现快速、高效地组网。

采用本发明方法不仅可以实现组网装置之间的数据传输，而且在组网装置周边信号覆盖区域的智能设备也可以通过组网装置接入公网；通过多维度聚合签名技术对相邻的两个组网装置之间进行通信握手和设备交叉认证，有效地保障了数据传输的安全性。

附图说明

图1为组网装置结构示意图；

图2为组网装置安装示意图；

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的组网装置，包括自组网模块3、通讯模块、供电模块和天线模块4，所述自组网模块分别与通讯模块和天线模块电连接，所述供电模块分别与自组网模块、通讯模块、和天线模块连接并为其供电。所述自组网模块3为Mesh自组网模块，Mesh自组网模块选用2.4G/5.8G双频接入模块；所述通讯模块为4G双向收发模块2和SIM卡1，SIM卡1可选用移动、联通、电信、广电四大运营商；所述供电模块为5V直流供电模块，所述天线模块的天线长度为40-80cm，增益为8dBi。通讯模块可以实现500-800米的范围信号覆盖，以便手机等智能设备可以连接至通讯模块，从而通过组网装置连接至公网。

本发明的组网方法，包括以下步骤：

(1)在公网环境良好的A点与公网环境差的B点分别设置第一组网装置和第二组网装置；当第一组网装置和第二组网装置之间的距离大于最大通信距离时，可在两者之间增设组网装置作为第一组网装置和第二组网装置之间信号传输的桥梁，相邻的组网装置之间的距离小于两者之间的最大信号传输距离；

公网环境差的B点的第二组网装置可以安装在电力杆塔5上；

组网装置的最大通信距离一般为3-5公里，可以在第一组网装置和第二组网装置之间的距离大于3公里时在两者之间增设组网装置；

计算相邻的组网装置之间的最大信号传输距离的方法为根据组网装置的天线模块的发射功率和增益以及弗里斯传输公式进行计算，弗里斯传输公式为：

式中，Pt为发射天线的功率，Gt为发射天线增益，Gr为接收天线增益，Pr为接收功率，λ为天线模块的工作波长，R为相邻两个天线模块之间的最大通信距离。

(2)利用多维度聚合签名技术对相邻的两个组网装置之间进行通信握手和设备交叉认证，设备交叉认证之后即可实现两个组网装置之间的通信长连接。

(2.1)第一自组网模块将其MEID码、SCI码、CID码和QCID码顺序排列形成向量

(2.2)第二自组网模块根据表达式σ

(2.3)第一自组网模块在接收到数据后对数据进行聚合签名，并发送给第二自组网模块；

(2.3.1)计算

(2.3.2)根据表达式C＝[w

(2.3.3)为每个节点计算同态标量乘法结果C'

(2.3.4)利用私钥对多维数据进行聚合签名，计算签名结果σ的表达式为σ＝Sig(sk

(2.4)第二自组网模块验证签名的合法性后对数据进行解密,即可进行通信长连接。

本发明的组网装置结构简单，安装方便，利用本装置可以实现快速，高效地组网。

采用本发明方法不仅可以实现组网装置之间的数据传输，而且在组网装置周边信号覆盖区域的智能设备也可以通过组网装置接入公网；通过多维度聚合签名技术对相邻的两个组网装置之间进行通信握手和设备交叉认证，有效地保障了数据传输的安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。