具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参照图1，本发明实施例提供一种电网安全监测系统，所述系统包括远程后台服务器1、区域服务器2和节点监测基站3。

所述节点监测基站3安装于电网节点处，用于获取电网节点的安全情况，节点监测基站3的数量可根据电网节点数量灵活安排，多个节点监测基站3与区域服务器2通讯相连，以向区域服务器2传输监测数据。

所述区域服务器2与远程后台服务器1通讯相连，用于对节点监测基站3传输的监测数据进行数据分析，获取相应电网节点的安全情况，并将获取到的检测数据、电网节点安全情况传输至远程后台服务器1。

所述远程后台服务器1用于对电网节点的监测数据、安全情况进行记录和故障警报。

本发明所提供的电网安全监测系统，多个区域服务器2挂接在一个远程后台服务器1下，而每个区域服务器2下又挂接有多个节点监测基站3，多个节点监测基站3的安全监测结果通过一个区域服务器进行数据分析，从而降低远程后台的工作压力，能够提高电网安全监测的效率和准确性，并降低电网安全监测的难度。

作为本实施例一种可选的实施方式，参照图2，所述节点监测基站3包括电性监测模块301、物理监测模块302、节点通讯模块303和基站控制模块304。

其中，所述电性监测模块301用于获取电网节点的电参数。

所述物理监测模块302用于获取电网节点的结构配置情况。

所述节点通讯模块303用于建立节点监测基站3与区域服务器2的远程通讯。

所述基站控制模块304用于作为节点监测基站3的控制核心。

所述电性监测模块301、物理监测模块302分别与基站控制模块304电性连接，所述基站控制模块304通过节点通讯模块303与区域服务器2通讯相连。

参照图3，本实施例中，所述电性监测模块301包括电压检测单元3011、电流检测单元3012和阻抗检测单元3013，所述电压检测单元3011、电流检测单元3012、阻抗检测单元3013分别接入电网中，并分别与基站控制模块304电性连接。所述电压检测单元3011用于检测电网节点的电压信息；所述电流检测单元3012用于检测电网节点的电流信息；所述阻抗检测单元3013用于检测电网节点的阻抗信息。

示例性地，所述物理监测模块302可以采用旋转摄像头，所述旋转摄像头根据预设的旋转周期和摄录周期进行镜头旋转和定时拍照，从而获取电网节点的图像。

本实施例中，所述系统通过对电网节点的电参数、结构配置情况进行获取，进而以电网节点的运行状态及外部结构两方面的数据作为安全监测的参考数据，能够有效地对电网节点是否正常运行以及电网节点是否存在外部结构脱落、机箱损坏、线路断裂等情况进行准确地判断，从而提高电网安全监测系统的可靠性。

作为本实施例一种可选的实施方式，所述节点监测基站3还包括储备电源，所述储备电源分别与电性监测模块301、物理监测模块302、节点通讯模块303、基站控制模块304电性连接，储备电源用于在电网无法供电时为节点监测基站3的运行提供电能。

示例性地，所述储备电源可以采用任意一种备用电源结构，例如接入电网的蓄电池，通过电网进行充电，并配设有相应的放电设备。在电网断电时，蓄电池自动启动为电性监测模块301、物理监测模块302、节点通讯模块303、基站控制模块304供电，从而确保节点监测基站的正常运行，在远程后台服务器1接收到故障信息后对该故障电网节点进行维护，待电网重新正常运行后，蓄电池断开供电并通过电网进行充电。

本实施例中，所述节点通讯模块303可以采用ZigBee通讯或者网络通讯。当电网节点处于网络信号较差的地区时，由于地形复杂，电网节点的安全受外界因素影响较大，因此可以采用ZigBee通讯作为节点通讯模块303，从而确保通讯畅通。另一方面，对于网络信号较好的地区，直接采用网络通讯，有助于提高通讯效率并确保通讯质量。

作为本实施例的一种可选实施方式，所述区域服务器2可以是安装在与其挂接的多个节点监测基站3之间，例如在构成环形分布的节点监测基站中间安装一个区域服务器2，也可以是按照二级树状图的分布结构进行布置，从而提高通讯效率。

参照图4，所述区域服务器2包括数据存储模块201、数据分析模块202、区域通讯模块203和区域控制模块204。

其中，所述数据存储模块201用于存储校对数据。

所述数据分析模块202用于比对节点监测基站回传的监测数据和校对数据，所述校对数据包括电网节点的外观图像和电网节点正常运行时的电性参数数据中的至少一种。

所述区域通讯模块203用于建立区域服务器与节点监测基站或远程后台服务器的通讯连接。

所述区域控制模块204用于作为区域服务器的控制核心。

所述数据存储模块201、数据分析模块202分别与区域控制模块204电性连接，所述区域控制模块204通过区域通讯模块203分别与节点监测基站3、远程后台服务器1通讯相连。

作为本实施例一种可选的实施方式，参照图5，所述远程后台服务器1包括数据中心101、工控中心102、警报模块103和通讯模块104。

其中，所述数据中心101用于存储电网监测数据和下位机运行数据。

所述工控中心102用于实现后台控制。

所述警报模块103用于对电网节点故障信息进行提示报警。

所述通讯模块104用于建立远程后台服务器与区域服务器之间的通讯。

所述数据中心101、警报模块103分别与工控中心102电性连接，所述工控中心102通过通讯模块104与多个区域服务器2通讯相连。

示例性地，所述警报模块103包括显示器和蜂鸣器，所述显示器用于显示故障电网节点对应的区域服务器2和节点监测基站3的位置信息和故障信息。

作为本实施例一种可选的实施方式，所述区域服务器2还包括分类模块、第一图谱建立模块和资源转换模块。

其中，所述分类模块用于识别节点监测基站传回的监测数据类别，根据监测数据类别对监测数据进行分类，所述监测数据类别包括电网data类、电网info类。所述电网data类表示监测数据中的电网data资源，用于表达单个电网节点的属性内容，例如数值类型的各种电参数，包括电流信息、电阻信息等；或者逻辑类型的字符串，例如Y表示断路器状态为合闸，N表示断路器状态为分闸。所述电网info类表示电网information资源，用于记录电网节点的相关信息，例如“XX电网节点9时15分处于故障状态”等。

所述第一图谱建立模块用于基于监测数据及其类别建立电网安全知识图谱，所述电网安全知识图谱包括data图谱、info图谱和knowledge图谱，所述data图谱由电网data数据构成，所述info图谱由电网info数据构成，所述knowledge图谱由电网knowledge数据构成。所述电网knowledge数据可以由电网data数据和电网info数据经过推导获得，本实施例中电网knowledge数据主要为电网节点的相关安全知识数据，包括故障内容、故障排除策略等。

所述资源转换模块用于实现电网data数据、电网info数据和电网knowledge数据之间的相互转换。所述转换可以是同模态数据间的相互转换，例如由一个电网data数据转换得到另一个电网data数据；也可以是跨模态的相互转换，例如由一个或多个电网data数据转换得到电网info数据。

所述区域服务器2还包括保密等级评定模块、加密模块和标记模块。

其中，所述保密等级评定模块用于根据预设条件判断区域服务器2待发送至远程后台服务器1的监测数据是否达到保密等级，所述区域服务器待发送至远程后台服务器的监测数据称为待发送监测数据。示例性地，区域服务器中预先设置有不同类型的监测数据内容所对应的保密等级，当待发送监测数据的保密等级达到用户预设的保密等级阈值时，需要对相应待发送监测数据进行加密后再发送，从而防止机密数据在通过网络传输过程中泄露。对于保密等级未达到用户预设的保密等级阈值的待发送监测数据，可以直接发送至远程后台服务器1。

所述加密模块用于在保密等级评定模块判断待发送监测数据达到用户预设的保密等级阈值时，对待发送监测数据进行加密。

示例性地，所述加密具体为：

当待发送监测数据仅包括电网data数据时，通过data图谱获取前一次由区域服务器发送至远程后台服务器的电网data数据，计算将所获取的电网data数据进行跨模态转换的计算代价，将计算代价结果作为密钥生成算法的参数生成密钥，通过所生成密钥对待发送监测数据进行加密；

当待发送检测数据仅包括电网info数据时，通过info图谱获取前一次由区域服务器发送至远程后台服务器的电网info数据，计算将所获取的电网info数据进行跨模态转换的计算代价，将计算代价结果作为密钥生成算法的参数生成密钥，通过所生成密钥对待发送监测数据进行加密；

当待发送检测数据包括电网data数据和电网info数据时，分别通过data图谱和info图谱获取前一次由区域服务器发送至远程后台服务器的电网data数据和电网info数据，分别计算将所获取的电网data数据和电网info数据进行跨模态转换的计算代价，将两个计算代价结合作为密钥生成算法的参数生成密钥，通过所生成密钥对待发送监测数据进行加密，经过加密的待发送监测数据成为加密监测数据。

示例性地，所述将所获取的电网data数据进行跨模态转换的计算代价具体指将电网data数据转换为电网info数据所需付出的计算代价；所述将所获取的电网info数据进行跨模态转换的计算代价具体指将电网info数据转换为电网data数据所需付出的计算代价。所述密钥生成算法可以根据实际需求采用现有技术中的任一种密钥生成算法，通过所生成密钥对待发送监测数据进行加密可以使用任一种密钥加密算法。

所述标记模块用于根据加密监测数据所包含的监测数据类别对其进行不同的标记，即所述标记用于表示加密监测数据中所包含的监测数据类别。

对于保密等级达到用户预设的保密等级阈值的待发送监测数据，加密模块对其完成加密且标记模块对其完成标记后即可发送至远程后台服务器1。本实施例中，所述远程后台服务器1还包括第二图谱建立模块和解密模块。

其中，所述第二图谱建立模块用于根据远程后台系统1所接收到的监测数据建立电网安全知识图谱，所述电网安全知识图谱包括data图谱、info图谱和knowledge图谱。

所述解密模块用于识别所接收到的加密监测数据的标记以判断加密监测数据所包含的监测数据类型，根据加密监测数据包含的监测数据类型从电网安全知识图谱中获取历史电网data数据和/或历史电网info数据，计算历史电网data数据和/或历史电网info数据的跨模态转换计算代价，将计算代价结果作为密钥生成算法的参数生成密钥，通过所生成密钥对加密监测数据进行解密。

本实施例中，区域服务器2通过对节点监测基站3采集的监测数据建立电网安全知识图谱，使电网节点监测数据结构化，便于后续管理和查询。同时对于保密要求较高的监测数据，加密模块通过基于向远程后台服务器1发送的历史监测数据，计算其跨模态转换所需的计算代价，并将计算代价作为密钥生成算法的输入参数生成密钥，通过密钥对待发送监测数据进行加密。接收加密监测数据的远程后台服务器1同样通过电网安全知识图谱获取接收到的同一历史监测数据，计算其跨模态转换所需的计算代价，并将计算代价作为密钥生成算法的输入参数生成密钥，通过密钥对加密监测数据进行解密，在不清楚密钥生成方式和目标模态的情况下，密钥难以破解，从而提高了机密监测数据通过网络传输的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。