基于物联网技术的电力线路信息网入侵检测系统设计探讨

发表时间:2021/3/25   来源:《中国电业》2021年1期   作者:刘清亮
[导读] 随着智能电网建设的发展,电力线路信息网与互联网之间的关系越来越密切,
        刘清亮
        国网黑龙江逊克县电业局有限公司    164400
        摘要:随着智能电网建设的发展,电力线路信息网与互联网之间的关系越来越密切,互联网技术可以完善电力线路信息网的建设,但同时也带来了威胁,例如木马、病毒、服务攻击等,这些威胁会入侵电力线路信息网的各个环节,影响系统的外部安全。电力线路信息网入侵检测系统硬件包括物联网传感器、数据包嗅探器以及检测引擎器设计,系统软件包括数据包获取模块、入侵检测模块与响应处理模块设计。通过系统硬件与软件的设计实现了基于物联网技术的电力线路信息网入侵检测系统的运行。通过仿真对比实验结果显示:与现有的电力线路信息网入侵检测系统相比较,设计的电力线路信息网入侵检测系统极大的提升了抵御入侵能力,充分说明设计的电力线路信息网入侵检测系统具备更好的检测效果。
        关键词:物联网技术;电力线路信息网;入侵;检测
        近几年,国内外电力线路信息网入侵事件发生概率在逐渐增加,影响较大。例如加拿大电力线路信息网由于蠕虫病毒的入侵,导致其半个城市断电长达5个小时,严重影响居民生活,为此应加强电力线路信息网的入侵检测。现有电力线路信息网入侵检测系统存在着抵御入侵能力差的问题,为此引入物联网技术设计电力线路信息网入侵检测系统。物联网技术是指通过信息传感设备,依据约定的协议,将任何物体与网络进行连接,物体通过信息传播媒介进行信息通信与交换,实现智能化定位、识别、跟踪、检测等目的。通过物联网技术的应用,极大地提升了电力线路信息网入侵检测系统的抵御入侵能力,同时设计仿真对比实验验证设计系统的检测效果。
        1系统硬件设计
        1.1物联网传感器
        物联网传感器是一种检测装置,它将感受到的信息依据一定规律变换为电信号或其它形式的信息输出,实现信息的传输、处理、存储、显示、记录与控制等。物联网传感器具有微型化、数字化、智能化、系统化、网络化的特点,是实现电力线路信息网入侵检测的首要环节[3]。物联网传感器主要是由敏感元件、转换元件、变换电路与辅助电源构成,具体如图1所示。物联网传感器基本参数分为量程与灵敏度,上述参数决定着传感器的性能。物联网传感器在自身测量范围内传感器输出信号才具备一定的精确性。
        
        
        1.2数据包嗅探器
        数据包嗅探器可以获取电力线路信息网的数据包,依据协议解析数据包,是整个电力线路信息网入侵检测系统运行的基础,关键需要保障获取效率,降低丢包率[7]。电力线路信息网中的硬件“过滤器”,主要功能是过滤、去掉无关信息,而数据包嗅探器需要关闭过滤器,将其转换为“混杂模式”,获取电力线路信息网中的数据包。数据包嗅探器示意图如图2所示。
 
        1.3检测引擎器
  检测引擎器是电力线路信息网的核心部件,精准性与快速性是衡量检测引擎器性能的重要指标。检测引擎器硬件设计主要分为控制芯片组与报警装置两部分。主板中控制芯片组用于控制与协调检测引擎各个部件的运行。控制芯片组示意图如图3所示。

        图3控制芯片组示意图
        当检测引擎器发现信息网遭到入侵时,报警装置通过视觉或听觉引起工作人员的注意,此系统采用视觉报警器,如图4所示。
        
    
        2系统软件设计
        2.1数据包获取模块
        数据包获取模块主要是利用物联网传感器与数据包嗅探器获取电力线路信息网中的数据包。
        2.2入侵检测模块
        以上述获取的数据包为基础,采用特征匹配技术,检测电力线路信息网入侵攻击行为,并对入侵行为产生警告。入侵检测模块结构如图7所示。
      
        如图5所示,入侵检测模块主要由网络抓包模块、XML解析、预处理模块、检测分析模块构成。其中,网络抓包模块在数据包共享缓存文件中提取数据包;XML解析是将配置的XML文件解析成后续程序理解的格式;预处理模块是解码数据包协议,依据一定的规则对其进行分片重组与流重组;检测分析模块是通过特征匹配技术,检测电力线路信息网入侵攻击行为。
        2.3响应处理模块
        以上述入侵检测结果为基础,通过响应处理模郭华,等基于物联网技术的电力线路信息网入侵检测系统设计块对信息进行合并与报警。首先,将上述入侵检测结果存入哈希表中,利用哈希规则合并信息,具体过程如图6所示。
        将合并信息输入到报警装置中,由其判断是否进行报警。通过上述系统硬件与软件的设计,实现了基于物联网技术的电力线路信息网入侵检测系统的运行。
        4结束语
        基于物联网技术,设计电力线路信息网入侵检测系统。通过仿真对比实验,发现所设计的电力线路信息网入侵检测系统极大地提升了抵御入侵能力,充分说明设计的电力线路信息网入侵检测系统具备更好的检测效果。
        参考文献:
        [1]杨红浩,周治平.采用信息增益率的混合入侵检测模型设计[J].信息与控制,2019,48(4):420-428.
        [2]王旭东,王高猛,林济铿,等.基于AMI量测信息的低压配电网线路参数辨识方法[J].中国电力,2019,52(5):63-69.
        [3]艾精文,党晓婧,吕启深,等.基于物联网的具有全景功能的全维度设备状态监测系统研究[J].电力系统保护与控制,2019,47(16):122-128.
        [4]彭楚宁,罗冉冉,王晓东.新一代智能电能表支撑泛在电力物联网技术研究[J].电测与仪表,2019,56(15):137-142.
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