文献类型：学位论文

作　　者：赵帅

导　　师：翟渊 刘国庆

授予单位：重庆科技学院

学科专业：资源与环境

授予学位：硕士

学位年度：2023

语　　种：中文

摘　　要：“泛在电力物联网”建设中，在有限的服务器带宽下，作为核心设备的物联网空开容易掉线，严重影响电力系统的运行。然而，目前物联网空开的种类繁多，且各厂家的技术标准不一致，通用网关制定的协议与体积无法满足需求。此外，随着物联网的发展，数据成为了黑客攻击的重要目标，因此电能数据安全已成为“泛在电力物联网”发展的一大障碍，为了解决这个问题，设计加密算法以保障电能数据的安全。本文根据重庆唯此科技有限公司智慧用电项目的需求，研究并设计一款能够保证电能数据安全传输并面向物联网空开的网关，其研究的主要内容为：　　制定面向物联网空开的网关研制方案，选择基于 ARM Cortex-A7 架构的低功耗、高性能全志V3S芯片作为CPU，在其基础上选择使用具有良好稳定性和高安全性的Linux操作系统。同时，设计了该网关的电子电路与PCB，以减小网关体积。在网关软件开发方面，网关软件通过Modbus协议使用轮询的方式采集物联网空开的电能数据，并使用加密算法对数据进行加密处理，将加密电能数据转换为JSON格式报文，通过MQTT协议传输到中央管理平台。此外，该网关还能够在显示屏上显示电能数据、设备信息和网络信息，并接收来自中央管理平台的物联网空开开闸/合闸指令，通过改变轮询消息，实现对接入的物联网空开的开闭控制。　　为了提高网关电能数据的加密速度，对 AES 算法进行了轻量化改进，提升算法运行效率。结合四素数RSA算法，提出一种轻量化AES-RSA算法。使用四素数RSA算法加密轻量化 AES 算法的密钥，提升算法的安全性与加密效率。所提算法在不同比特电能数据上的加密解密速度均为传统AES-RSA算法的28%和60%。　　通过对网关的功能和算法的安全性进行测试与分析，进一步说明该网关能

关 键 词：物联网空开  网关设计 开闭控制  数据安全

分 类 号：TN925.93]