一种基于消防气瓶的消防监控系统技术方案

本发明专利技术涉及数据加密技术领域，具体涉及一种基于消防气瓶的消防监控系统。该系统考虑到对采集的消防气瓶压力数据和温度数据进行传输过程中，为了保证数据的安全性，需要对数据进行加密。通过对采集的数据进行模态转换生成二维传感器数据矩阵，并根据先验知识生成二维差异矩阵。根据二维差异矩阵的特征进行自适应加密块的划分，并在二维差异矩阵中计算每个加密块的二维加权信息熵作为密钥进行数据加密。本发明专利技术通过加密算法保证了消防气瓶数据的安全性，保证对消防气瓶消防监控时的准确性。保证对消防气瓶消防监控时的准确性。保证对消防气瓶消防监控时的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于消防气瓶的消防监控系统


[0001]本专利技术涉及数据加密
，具体涉及一种基于消防气瓶的消防监控系统。

技术介绍

[0002]近年来，我国的消防形势日益严峻，发生火灾的次数越来越多。消防气瓶是一种用途较广的通过气体消防的重要灭火手段，其内部存储着灭火气体。而使用消防气瓶时需要进行检查维护，检测每个消防气瓶的工作状况。消防安全极为重要关乎人命，而对于消防监测系统中的监测数据，在传输过程中若遭到不法分子的侵害，使得消防气瓶的监测数据被篡改会使得消防监控系统对当前消防环境做出错误判断，若消防气瓶的工作状态发生问题，且其监测数据发生篡改，使得对消防气瓶设备不及时维护，当发生火灾时很难减少火灾的伤害。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于消防气瓶的消防监控系统，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提出了一种基于消防气瓶的消防监控系统，所述系统包括：数据采集模块，用于采集消防气瓶的压力数据和温度数据；数据整合模块，用于将压力数据和温度数据分别进行归一化处理，获得同一时刻下的数据二元组；根据时序关系将连续多个二元组排列并补位，获得二维传感器数据矩阵；差异矩阵获取模块，用于利用克拉伯龙方程获得二维传感器数据矩阵中每个二元组中的温度数据对应的标准压力数据；获得二维传感器数据矩阵中每个二元组中的压力数据与对应标准压力数据的差异值，获得二维差异矩阵；根据预设差异度阈值获得二维差异矩阵中每个元素的差异度校正权重，并根据差异度校正权重调整二维差异矩阵中对应的数据，获得调整后的差异矩阵；根据数据离散度将差异矩阵等分为多个加密块；二维加权信息熵获取模块，用于根据差异矩阵中每个调整后差异值的出现频数获得每个加密块的二维加权信息熵；数据加密模块，用于根据二维加权信息熵将二维传感器数据矩阵中对应位置的数据进行加密，获得加密后的数据；以补位过程中的补位数量、加密块尺寸、加密块数量和二维加权信息熵作为密钥；将加密后的数据和对应密钥进行存储及传输，接收端接受数据并进行解密过程，若数据出现异常，则反馈预警信号。
[0004]进一步地，所述将压力数据和温度数据分别进行归一化处理包括：利用最大最小值归一化方法将压力数据和温度数据分别进行归一化。
[0005]进一步地，所述根据时序关系将连续多个二元组排列并补位，获得二维传感器数据矩阵包括：二维传感器数据矩阵大小为，其中，表示当前采集时间段中的采
集时刻数量，表示设置的矩阵行数，表示向上取整；补位数据为。
[0006]进一步地，所述根据预设差异度阈值获得二维差异矩阵中每个元素的差异度校正权重包括：利用差异度校正权重公式获得差异度校正权重，差异度校正权重公式包括：其中，为二维差异矩阵中第个元素的差异度校正权重，为二维差异矩阵中第个元素对应的差异值，为第一差异度阈值，为第二差异度阈值；，，其中为二维差异矩阵中最大的差异值，为二维差异矩阵中最小的差异值。
[0007]进一步地，所述并根据差异度校正权重调整二维差异矩阵中对应的数据包括：将差异度校正权重与二维差异矩阵中对应的差异值相乘，获得调整后的差异矩阵。
[0008]进一步地，所述根据数据离散度将差异矩阵等分为多个加密块包括：设置不同的加密区块大小进行迭代，比较不同迭代时每个加密块的方差均值与整体差异矩阵之间的方差值的差异，若两者的差异小于方差差异阈值，则表明当前迭代下的加密区块大小为合适的加密块大小；根据合适的加密块大小将差异矩阵等分为多个加密块。
[0009]进一步地，所述根据差异矩阵中每个调整后差异值的出现频数获得每个加密块的二维加权信息熵包括：其中，为第个加密块的二维加权信息熵，和分别表示二维差异矩阵中第个加密块中差异度最小值和最大值；和 分别表示二维差异矩阵中第个加密块中邻域差异度最小值和最大值；表示二维差异矩阵中第个加密块中二元组出现的概率，其中的具体计算表达式为式中，表示二元组出现的频数，即第个加
密块中差异度为，且邻域差异度加权均值为的出现的频数；表示加密块的大小；其中第个加密块中的邻域差异度加权均值，表示第个加密块中的某一邻域内第个差异度值，表示差异度值的加密权重值。
[0010]进一步地，所述用于根据二维加权信息熵将二维传感器数据矩阵中对应位置的数据进行加密，获得加密后的数据包括：根据数据加密公式进行加密，数据加密公式包括：其中，表示二维传感器数据矩阵中第个加密块的二维加权信息熵；表示二维传感器数据矩阵中第个矩阵元素其对应的数据，为加密后的数据。
[0011]本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术实施例将采集的两种一维的传感器数据进行组合，转换成为二维的数据矩阵，通过该方法降低了传感器数据的时间特征，根据数据特性进行联合加密，并且对于数据矩阵中填充的数据，增加了数据的安全性，减少了暴力破解的概率。
[0012]2.本专利技术实施例为了达到更好的加密效果，保证数据的安全性，结合两种传感器数据之间的相关性，进行自适应加密块的划分。通过自适应加密块划分，保证每个加密块中信息趋近于整个矩阵的信息，避免在进行加密时，由于加密块中的信息差异较大达不到较好的加密效果。
[0013]3.本专利技术实施例在进行二维加权信息熵时根据每个矩阵元素在整个矩阵中的数据分布特性，自适应获取加密权重，在对权重值未知的情况下，再进行非法破解时，能极大的保证数据的安全性，没有密钥很难进行破解。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0015]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种基于消防气瓶的消防监控系统框图。
具体实施方式
[0016]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于消防气瓶的消防监控系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可
由任何合适形式组合。
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0018]本专利技术所针对的场景为：在采集的消防气瓶的压力数据和温度数据传输过程中，若发生数据篡改会使得消防监控系统对当前消防环境做出错误判断。因此需要对采集的消防气瓶的压力监测数据以及环境温度数据在传输过程中进行加密处理，防止数据被篡改。
[0019]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种基于消防气瓶的消防监控系统的具体方案。
[0020]请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种基于消防气瓶的消防监控系统框图，该系统包括：数据采集模块101、数据整合模块102、差异矩阵获取模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于消防气瓶的消防监控系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集模块，用于采集消防气瓶的压力数据和温度数据；数据整合模块，用于将压力数据和温度数据分别进行归一化处理，获得同一时刻下的数据二元组；根据时序关系将连续多个二元组排列并补位，获得二维传感器数据矩阵；差异矩阵获取模块，用于利用克拉伯龙方程获得二维传感器数据矩阵中每个二元组中的温度数据对应的标准压力数据；获得二维传感器数据矩阵中每个二元组中的压力数据与对应标准压力数据的差异值，获得二维差异矩阵；根据预设差异度阈值获得二维差异矩阵中每个元素的差异度校正权重，并根据差异度校正权重调整二维差异矩阵中对应的数据，获得调整后的差异矩阵；根据数据离散度将差异矩阵等分为多个加密块；二维加权信息熵获取模块，用于根据差异矩阵中每个调整后差异值的出现频数获得每个加密块的二维加权信息熵；数据加密模块，用于根据二维加权信息熵将二维传感器数据矩阵中对应位置的数据进行加密，获得加密后的数据；以补位过程中的补位数量、加密块尺寸、加密块数量和二维加权信息熵作为密钥；将加密后的数据和对应密钥进行存储及传输，接收端接受数据并进行解密过程，若数据出现异常，则反馈预警信号。2.根据权利要求1所述的一种基于消防气瓶的消防监控系统，其特征在于，所述将压力数据和温度数据分别进行归一化处理包括：利用最大最小值归一化方法将压力数据和温度数据分别进行归一化。3.根据权利要求1所述的一种基于消防气瓶的消防监控系统，其特征在于，所述根据时序关系将连续多个二元组排列并补位，获得二维传感器数据矩阵包括：二维传感器数据矩阵大小为，其中，表示当前采集时间段中的采集时刻数量，表示设置的矩阵行数，表示向上取整；补位数据为。4.根据权利要求1所述的一种基于消防气瓶的消防监控系统，其特征在于，所述根据预设差异度阈值获得二维差异矩阵中每个元素的差异度校正权重包括：利用差异度校正权重公式获得差异度校正权重，差异度校正权重公式包括：其中，为二维差异矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金国，
申请(专利权)人：江苏海舟安防科技有限公司，
类型：发明
国别省市：