【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物联网通信，尤其涉及一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法及系统。
技术介绍
1、在物联网技术的迅速发展背景下，物联电能表作为智能电网的重要组成部分，通信可靠性一直是行业关注的焦点。传统的物联电能表通信方式多采用有线连接或无线通信技术，这些技术在一定程度上满足了电能表的数据传输需求。然而，随着蓝牙技术的发展，蓝牙通信因低功耗、低成本和易于部署，逐渐成为物联电能表通信的新选择。现有的蓝牙通信技术在物联电能表的连接建立、数据传输安全性及通信可靠性方面已有研究，但仍然存在诸多不足。
2、首先，现有的蓝牙通信技术在建立连接时，虽然能够通过配对过程实现身份认证，但在数据传输过程中，对于错误校正和数据恢复的处理不够完善，导致在复杂环境下通信错误率较高，影响了通信的可靠性。其次，现有的技术缺乏对通信质量的实时监控和预测，无法根据通信环境的变化动态调整通信参数，以保证通信的稳定性。此外，现有的加密和认证策略往往固定不变，一旦密钥泄露，整个通信系统的安全性将受到威胁。而我方专利技术提出的物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，通过引入错误校正与数据恢复算法、智能预测模型以及自适应调整算法，能够在保证通信可靠性的同时，提高通信系统的安全性和适应性，这些方面相较于现有技术具有显著的优势和有益效果。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，能够解决传统的通信错误率、通信质量监控与预测不足、通
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，包括：
4、物联电能表和蓝牙通信设备通过蓝牙配对过程建立连接，并通过密钥进行身份认证，确定传输的数据格式和传输协议，初始化数据传输，并进行数据传输，实现通信；在数据传输过程中利用错误校正与数据恢复算法减少传输错误，并实时监控通信时的数据，利用监控的数据建立智能预测模型，并预测通信质量；根据预测的通信质量评估质量是否满足要求，并利用自适应调整算法调整通信参数，实时监控设备参数和安全威胁，根据监控情况触发密钥动态更新机制周期性更新加密和认证策略。
5、作为本专利技术所述的物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法的一种优选方案，其中：所述蓝牙配对过程包括，物联电能表和蓝牙通信设备通过蓝牙广播信号，寻找蓝牙设备，物联电能表向蓝牙通信设备发送配对请求，蓝牙通信设备接受配对请求，双方确认配对信息，进行蓝牙配对。
6、所述身份认证包括，通信双方设置配对密码，并利用蓝牙配对密码生成密钥，在建立通信连接前，使用生成的密钥进行身份认证，认证成功后物联电能表和蓝牙通信设备建立蓝牙连接，并确定传输的数据格式和传输协议；所述配对信息包括设备名称、设备类型、pin码、密钥和加密方法。
7、作为本专利技术所述的物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法的一种优选方案，其中：所述实现通信包括，利用协议与蓝牙通信设备建立连接，并完成身份认证，解析数据，提取设备id、电能数据、时间戳和校验和字段，验证校验和，利用加密算法对提取的数据进行加密，生成加密后的数据包，将加密后的数据包发送到蓝牙通信设备，并确认数据发送成功，蓝牙通信设备接收数据包，解析接收到的数据包，提取设备id、电能数据、时间戳和校验和字段，验证校验和，利用解密算法对提取的数据进行解密，生成解密后的数据，并进行后续处理。
8、作为本专利技术所述的物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法的一种优选方案，其中：所述减少传输错误包括，在数据传输过程中利用错误校正与数据恢复算法减少传输错误。
9、所述错误校正与数据恢复算法表示为：
10、，
11、其中，为在时间s数据传输错误的减少量，n为影响数据传输错误的因素数量，为第i个因素在时间的通信质量评分，为第i个因素的最大通信质量评分，为第i个因素在时间的错误概率，为误差函数。
12、作为本专利技术所述的物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法的一种优选方案，其中：所述监控通信时的数据包括，实时监控通信状态数据、电能表运行数据、网络状态数据、设备性能数据和历史故障数据。
13、所述通信状态数据包括信号强度、信号干扰噪声比、误码率、通信成功率和数据传输速率；所述电能表运行数据包括电能表读数、电能表负载情况、电能表工作状态；所述网络状态数据包括网络拥塞情况、网络延迟和网络可用性；所述设备性能数据包括电能表的硬件性能指标、蓝牙模块的功耗和温度；所述历史故障数据包括历史通信故障记录、维护和修复记录；所述电能表的硬件性能指标包括处理器负载、内存使用情况和存储空间；所述环境参数包括温度、湿度、电磁干扰水平、无线信号传播环境和距离。
14、作为本专利技术所述的物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法的一种优选方案，其中：所述智能预测模型包括，利用监控的通信数据构建智能预测模型，并利用智能预测模型预测通信质量情况。
15、其中，计算通信质量预测值的公式为：
16、，
17、其中，为时间t的通信质量预测值，c为归一化常数，为初始时间，m为影响通信质量的因素数量，为第j个因素的信号强度函数，为信号角度，为信号频率，为积分变量，为第j个因素的噪声强度函数，为噪声参数，为第j个因素的通信质量影响函数，为影响参数。
18、所述信号强度函数表示为：
19、，
20、其中，为第j个因素在时间的信号强度，为第j个因素在时间的信号功率，为第j个因素在角度的天线增益，为第j个因素的天线与信号方向的相位差，为第j个因素信号的频偏，为第j个因素信号的频率。
21、所述噪声强度函数表示为：
22、，
23、其中，为第j个因素在时间的噪声强度，为第j个因素在时间的噪声功率，为第j个因素在噪声参数下的噪声分布函数，为第j个信号源的信号频率与理想频率之间的偏差，为第j个信号源的信号频率，为噪声参数。
24、所述通信质量影响函数表示为：
25、，
26、其中，为第j个因素在时间对通信质量的影响程度，为第j个因素在时间的通信质量预测值，为第j个因素的最大通信质量预测值，为第j个因素的通信质量评分与最大通信质量评分之间的偏差，为第j个因素的通信质量评分。
27、其中，当时，表示通信质量不满足通信要求，触发自适应调整算法，调整通信频率、通信功率和编码方式，重新计算通信质量预测值，直至满足通信要求；当时，表示通信质量满足通信要求，维持当前通信频率、通信功率和编码方式。
28、作为本专利技术所述的物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法的一种优选方案，其中：所述自适应调整算法包括，设计通信参数自适应调整算法，根据通信要求，动态调整通信频率、通信功率和编码方式。
29、所述触发密钥动态更新机制包括，实时监控物联电能表和蓝牙通信设备的参数和通信过程中的异常行为，设定设备参数正常区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述蓝牙配对过程包括，物联电能表和蓝牙通信设备通过蓝牙广播信号，寻找蓝牙设备，物联电能表向蓝牙通信设备发送配对请求，蓝牙通信设备接受配对请求，双方确认配对信息，进行蓝牙配对；
3.如权利要求2所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述实现通信包括，利用协议与蓝牙通信设备建立连接，并完成身份认证，解析数据，提取设备ID、电能数据、时间戳和校验和字段，验证校验和，利用加密算法对提取的数据进行加密，生成加密后的数据包，将加密后的数据包发送到蓝牙通信设备，并确认数据发送成功，蓝牙通信设备接收数据包，解析接收到的数据包，提取设备ID、电能数据、时间戳和校验和字段，验证校验和，利用解密算法对提取的数据进行解密，生成解密后的数据，并进行后续处理。
4.如权利要求3所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述减少传输错误包括，在数据传输过程中利用错误校正与数据恢复算法减少传输错误；
6.如权利要求5所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述智能预测模型包括，利用监控的通信数据构建智能预测模型，并利用智能预测模型预测通信质量情况；
7.如权利要求6所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述自适应调整算法包括，设计通信参数自适应调整算法，根据通信要求，动态调整通信频率、通信功率和编码方式；
8.一种采用如权利要求1~7任一所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法的系统，其特征在于：包括蓝牙配对与身份认证模块、数据传输与加密模块、错误校正与数据恢复模块、通信监控与智能预测模块以及自适应调整与密钥管理模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述蓝牙配对过程包括，物联电能表和蓝牙通信设备通过蓝牙广播信号，寻找蓝牙设备，物联电能表向蓝牙通信设备发送配对请求，蓝牙通信设备接受配对请求，双方确认配对信息，进行蓝牙配对；
3.如权利要求2所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述实现通信包括，利用协议与蓝牙通信设备建立连接，并完成身份认证，解析数据，提取设备id、电能数据、时间戳和校验和字段，验证校验和，利用加密算法对提取的数据进行加密，生成加密后的数据包，将加密后的数据包发送到蓝牙通信设备，并确认数据发送成功，蓝牙通信设备接收数据包，解析接收到的数据包，提取设备id、电能数据、时间戳和校验和字段，验证校验和，利用解密算法对提取的数据进行解密，生成解密后的数据，并进行后续处理。
4.如权利要求3所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实现方法，其特征在于：所述减少传输错误包括，在数据传输过程中利用错误校正与数据恢复算法减少传输错误；
5.如权利要求4所述的一种物联电能表蓝牙通信可靠性实...
【专利技术属性】
技术研发人员：许波，张斌，张道勇，王若鲁，雷雁，花永冬，葛成庭，
申请(专利权)人：国电南瑞三能电力仪表南京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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