【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及安全防护系统，具体为一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统。
技术介绍
1、随着物联网(iot)技术的快速发展，智能化系统在家庭、办公场所、工业园区等领域得到了广泛应用。这些智能系统通常依赖各种传感器和执行机构进行环境监测和控制，而这些设备之间的数据通信是系统正常运行的关键。传统的通信方式主要有两种：无线通信和电力线载波通信。虽然这两种通信方式各有优势，但在实际应用中往往会遇到一些挑战，影响系统的可靠性和安全性。
2、无线通信技术(如wi-fi、zigbee、lora等)因其安装便捷、扩展性强、适应性广而被广泛采用。wi-fi具有较高的带宽和良好的用户体验，适合用于数据传输量较大的应用场景；zigbee是一种低功耗、低速率的无线通信协议，适用于低功耗设备之间的短距离通信；lora则因其长距离、低功耗的特点，常用于需要广覆盖的场景。然而，这些无线通信技术也有其固有的局限性。例如，wi-fi信号容易受到墙体、家具等障碍物的屏蔽和干扰，导致通信不稳定或信号覆盖不足。zigbee和lora虽然能够在一定程度上解决覆盖范围的问题，但它们的通信速率较低，不适合大量数据的快速传输。此外，无线信号还容易受到电磁干扰、频率拥堵等问题的影响，这些因素都可能导致通信质量下降。
3、电力线载波通信技术是一种通过现有电力线网络传输数据的技术。这种技术不需要额外布线，利用现有的电力线网络进行数据传输，具有较大的覆盖范围，特别适合用于建筑物内的设备连接。电力线载波通信在不依赖无线信号的情况下，可以很好地解决
4、在实际应用中，单一的通信方式很难满足智能化系统对稳定性、覆盖范围和数据传输速率的综合要求。例如，在家庭或办公室中，如果仅依赖wi-fi，当遇到无线信号覆盖不足或受到干扰时，设备之间的通信可能会中断，影响系统的正常运行；而如果仅依赖电力线载波通信，当电力线环境不稳定时，通信质量也可能下降。因此，如何设计一种能够结合无线通信和电力线载波通信优势的双模通信系统，成为当前智能安全防护领域的一个重要研究方向。
5、双模通信系统的概念应运而生，旨在利用无线通信和电力线载波通信的互补性，增强系统的整体性能和可靠性。通过集成小无线通信模块(如wi-fi、zigbee、lora)和电力线宽带载波通信模块，双模通信系统能够根据实时环境动态选择最佳的通信方式，或者在必要时同时启用两种通信方式，实现冗余通信，确保数据传输的连续性和稳定性。例如，在无线信号良好的情况下，系统可以优先使用无线通信模块进行数据传输，享受高速和低延迟的优势；而在无线信号不佳的情况下，系统可以自动切换至电力线载波通信模块，确保通信的稳定性。同时，在某些特殊场景下，系统可以同时启用无线和电力线载波双通道通信，提高通信的冗余性，进一步增强系统的可靠性。
6、此外，随着安全威胁的增加，智能安全防护系统对通信安全性的要求也越来越高。双模通信系统在提高通信稳定性的同时，也需要加强对通信数据的保护。通过在控制器模块中集成安全防护功能(如数据加密、身份认证、异常行为检测等)，可以有效防止数据在传输过程中被截获或篡改，确保系统的安全性。
7、总的来说，基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统不仅能够弥补单一通信方式的不足，还能够通过结合两种通信技术的优势，提高系统的覆盖范围、通信稳定性和数据传输速率。同时，通过集成安全防护功能，系统能够有效抵御外部攻击和内部威胁，保障智能化应用的安全性。因此，双模通信系统在智能家居、办公安全、工业园区综合防护等领域具有广泛的应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供、一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，所述系统包括：
2、小无线通信模块：用于在设备之间进行短距离无线通信；
3、电力线宽带载波通信模块：用于通过电力线网络传输数据，实现宽带通信；
4、控制器模块：用于管理小无线通信模块与电力线宽带载波通信模块之间的通信切换和协同工作；
5、安全防护模块：用于提供数据加密、身份认证和异常行为检测功能；
6、传感器与执行机构模块：包括安全传感器和执行机构，与控制器模块连接，构成完整的安全防护系统。
7、作为本专利技术优选的技术方案，所述小无线通信模块采用wi-fi、zigbee或lora中的一种或多种通信技术。
8、作为本专利技术优选的技术方案，所述电力线宽带载波通信模块通过现有的电力线网络传输信号，并能够在无线信号弱或无法覆盖的区域提供通信支持。
9、作为本专利技术优选的技术方案，所述控制器模块根据以下公式自动选择使用小无线通信模块或电力线宽带载波通信模块，或同时使用两者进行通信：
10、s选择＝max(s无线，s电力线)
11、其中，s无线表示小无线通信信号的强度，s电力线表示电力线宽带载波通信信号的强度。
12、作为本专利技术优选的技术方案，所述控制器模块包括切换逻辑，用于在小无线信号较弱或受干扰时，根据以下条件自动切换至电力线宽带载波通信模块
13、s无线＜s阈值
14、其中，s阈值为预设的无线信号强度阈值。
15、作为本专利技术优选的技术方案，所述安全防护模块包含：数据加密单元，用于对系统内所有传输的数据进行加密处理，所述加密算法为对称加密算法，公式如下：
16、c＝ek(m)
17、其中，m为原始消息，k为对称密钥，e为加密函数，c为加密后的密文身份认证单元，用于对系统内的所有设备进行身份验证，身份认证采用公钥加密算法，公式如下：
18、
19、其中，h(m)为消息摘要，k私为设备的私钥，s为数字签名；异常行为检测单元，用于实时监控系统的通信行为，并通过以下公式检测异常行为：
20、
21、其中，a检测为异常检测评分，wi为特征权重，fi(x)为第i个特征的值。
22、作为本专利技术优选的技术方案，所述传感器与执行机构模块包括但不限于门窗磁传感器、红外传感器、烟雾探测器、报警器、自动门锁和摄像头。
23、作为本专利技术优选的技术方案，所述系统的控制器模块能够通过用户接口或远程管理平台实现对安全策略的配置和更新。
24、作为本专利技术优选的技术方案，所述系统在同时启用小无线通信模块和电力线宽带载波通信模块时，能够提供双通道通信，且根据以下公式计算通信的冗余性：
25、r＝p(无线)+p(电力线)-p(无线)×p(电力线)
26、其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述系统包括：
2.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述小无线通信模块采用Wi-Fi、Zigbee或LoRa中的一种或多种通信技术。
3.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述电力线宽带载波通信模块通过现有的电力线网络传输信号，并能够在无线信号弱或无法覆盖的区域提供通信支持。
4.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述控制器模块根据以下公式自动选择使用小无线通信模块或电力线宽带载波通信模块，或同时使用两者进行通信：
5.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述控制器模块包括切换逻辑，用于在小无线信号较弱或受干扰时，根据以下条件自动切换至电力线宽带载波通信模块
6.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述安全防
7.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述传感器与执行机构模块包括但不限于门窗磁传感器、红外传感器、烟雾探测器、报警器、自动门锁和摄像头。
8.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述系统的控制器模块能够通过用户接口或远程管理平台实现对安全策略的配置和更新。
9.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述系统在同时启用小无线通信模块和电力线宽带载波通信模块时，能够提供双通道通信，且根据以下公式计算通信的冗余性：
10.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述控制器模块能够根据以下公式动态调整小无线通信与电力线宽带载波通信的比例，以优化系统的整体性能：
...【技术特征摘要】
1.一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述系统包括：
2.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述小无线通信模块采用wi-fi、zigbee或lora中的一种或多种通信技术。
3.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述电力线宽带载波通信模块通过现有的电力线网络传输信号，并能够在无线信号弱或无法覆盖的区域提供通信支持。
4.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述控制器模块根据以下公式自动选择使用小无线通信模块或电力线宽带载波通信模块，或同时使用两者进行通信：
5.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波双模通信的安全防护系统，其特征在于，所述控制器模块包括切换逻辑，用于在小无线信号较弱或受干扰时，根据以下条件自动切换至电力线宽带载波通信模块
6.如权利要求1所述的一种基于小无线与电力线宽带载波...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾丽军，赵超，
申请(专利权)人：辽宁浩程电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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