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电力远程测控系统中的测控信息模型和安全机制的研究

作　者: 刘小英
导　师: 詹惠琴；邢为民
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 电力 远程监测 信息模型 安全机制
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着社会和经济的发展,人们对供电系统提出了更高的要求。对电力工业部门而言,如何保证供电质量,保证电力系统运行的安全性、可靠性和经济性是一个首要考虑的问题。电力远程测控系统可提高供电的质量和可靠性,以及电网运行的经济性指标。但目前电力远程监测系统中远方单元的在监测数据组织与管理上仍存在较大不足,而且网络通信也易出现报文窃听、篡改、假冒等网络攻击。针对这些不足,本文设计了一种合理、高效的信息存储与访问的监测信息库理论模型和一套基于公共网络环境下的远方单元安全机制方案,并开发了相应的远方单元应用软件,实现远方单元与调度中心之间通信报文的安全传输。本文主要完成的工作包括:(1)设计了监测信息库(MNIB),对监测对象进行有效的组织与存储。监测信息库采用树状分层结构对监测对象信息进行存储,具有消耗远方单元内存资源小,数据存取速度快等优点,且不依赖于远方单元设备的硬件结构,使得远方单元具有良好的兼容性和互操作性。(2)针对远动终端与调度中心采用网络通信可能出现的安全威胁,分析目前常用信息安全机制方法中数据加密及消息论证算法的优势与不足,采用DES数据加密及HMAC消息认证的双重安全保障机制,以防止报文侦听、篡改等网络攻击,提高监测数据传输的安全性。(3)基于实际远动终端设备HT2000 e远方单元硬件原理,设计了e远方单元实时多任务运行软件,并完成了监测信息库及基于安全机制的通信协议远方单元Sec等的软件模块设计与开发。(4)根据电力计量计费远动终端系统结构,在实验室搭建了HT2000 e远方单元远动终端测试平台,通过e远方单元与小主站的报文通信实验,对e远方单元应用软件的功能及通信报文的安全性进行了测试与分析。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 研究目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究概况  10-12
    1.2.1 国外研究概况  10-11
    1.2.2 国内研究概况  11-12
  1.3 研究内容  12-13
第二章 电力远程测控系统的概念和组成  13-18
  2.1 电力远程测控系统的概念与组成  13-14
  2.2 电力远程测控系统中信息模型和安全机制的定义  14-18
    2.2.1 信息模型  14
    2.2.2 安全机制  14-18
第三章 信息模型的设计  18-27
  3.1 测控信息库（MIB）的概念  18
  3.2 测控信息库的设计  18-27
    3.2.1 电力信息系统的MIB 结构  19-24
    3.2.2 信息树中叶子结点（信息对象）的定义  24
    3.2.3 电力信息系统中MIB 树的存取过程  24-27
第四章 安全机制的设计  27-40
  4.1 安全机制的分析  27-29
    4.1.1 原有的安全方案  27
    4.1.2 消息认证码  27-29
  4.2 HMAC 算法  29-35
    4.2.1 Hash 函数  29-30
    4.2.2 HMAC 算法  30-35
  4.3 电力信息系统安全机制的设计  35-40
    4.3.1 电力信息系统安全服务的内容  35-36
    4.3.2 电力信息系统数据完整性机制的设计  36-38
    4.3.3 电力信息系统数据认证机制的设计  38-40
第五章 测控系统的设计与实现  40-53
  5.1 电力信息系统测控信息库的实现  40-49
    5.1.1 数据结构设计  40-44
    5.1.2 信息树的设计  44-46
    5.1.3 信息树访问算法设计  46-47
    5.1.4 信息树对象访问算法的设计  47-48
    5.1.5 信息树对象访问算法的设计  48-49
  5.2 电力信息系统安全机制的实现  49-53
    5.2.1 电力信息系统安全机制的实现过程  49-50
    5.2.2 电力信息系统安全机制的实现代码  50-51
    5.2.3 实现过程中遇到的问题  51-53
第六章 系统测试与分析  53-62
  6.1 测试平台搭建  53
  6.2 测试内容及方法  53-54
  6.3 实验结果及分析  54-61
    6.3.1 远方单元应用软件主界面  54
    6.3.2 管理信息配置功能测试与分析  54-55
    6.3.3 报文测试与分析  55-59
    6.3.4 报文安全性测试与分析  59-61
  6.4 本章小结  61-62
第七章 结论  62-64
参考文献  64-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密
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