一种电力作业的标识数据管理平台的制作方法

本发明涉及电力作业，具体为一种电力作业的标识数据管理平台。

背景技术：

1、近年来，工业互联网和电力物联网的融合正在持续开展，在电力巡航作业过程中，也涉及到海量的数据采集、高性能的设备接入等需求，为满足电力作业系统中电力物联终端的大量接入及终端设备的解析、管控等要求，对相关业务场景涉及到的终端设备标识体系等相关技术的研究，就显得尤为重要。

2、随着5g等通信技术的开展，电力杆塔上往往会安装5g基站通信设备等，以在较低成本的基础上提升通信、电力等资源的使用效率，而巡航作业的场景会涉及大量的电力杆塔、无人机、直升机等设备。电力系统工业互联网正面临海量的数据采集、高性能的设备接入等需求，对系统平台的数据汇聚与接入能力提出了更高的要求。而电力行业业务面广、企业众多，终端设备厂家各异，很难进行自动的设备标识管理。在当前形势下，急需开展融合工业互联网标识的电力系统数据管理平台体系进行研究。

3、针对此情况，本发明给出一种电力作业的标识数据管理平台，主要包括电力现场巡航作业相关的终端设备标识体系，以及终端设备报文数据的解析方法等，对可能接入电力作业的终端设备标识提出了高效的管理方案体系，并提出了一种对终端设备报文进行解析的方法，使得海量的终端设备标识管理与识别更具可操作性。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种电力作业的标识数据管理平台，具备了可以对工业互联网终端数据进行无扰采集和协议深度解析的报文格式、信息语义特征提取的优点，解决了现有系统平台的数据汇聚与接入能力很难进行自动的设备标识管理的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电力作业的标识数据管理平台，包括电力现场巡航作业相关的终端设备标识体系，以及终端设备报文数据的解析方法，对整个终端设备标识体系以及组成模块进行介绍，并针对报文数据模块提出了一种解析方法，该标识体系主要由电力物联终端层、标识解析层、工业互联网平台层、标识解析中间层、标识注册中间层构成；

3、电力物联终端层：面向端侧的规范、协议各异的存量终端设备和各种新型电力物联海量终端的入口；

4、标识解析层：基于标识解析技术，提供标识注册、分配、解析、关联、身份认证等服务，将设备进行唯一标识管理；

5、标识解析中间层：对外提供标识编码进行物名发现及相应信息资源定位的开放接口；

6、工业互联网平台层：提供用于面向电力物联终端智能辨识的标识体系处理的计算、数据存储、网络资源；

7、标识解析中间层：对外提供标识编码进行物名发现及相应信息资源定位的开放接口；

8、标识注册中间层：对外提供对表示编码进行全生命周期申请、分配和回收管理的开放接口；

9、所述面向电力物联终端智能辨识的标识体系功能体系提供建设主要由标识注册管理、标识解析管理、标识代理管理、数据同步管理、业务综合管理等部分组成；

10、终端设备报文数据的解析方法包括基于报文格式和信息语义的协议深度解析方法、以及多序列比对的未知协议逆向解析的工业互联网终端报文深度解析方法；

11、本方法主要是对多种报文数据进行无扰采集之后，采用多模式匹配算法对无扰采集后的电力工业互联网终端报文数据包进行深度解析，提出一种未知的私有协议逆向方案；设计具体的协议深度解析方案并对数据包应用层进行数据提取；总体解析方案分为协议深度解析模块、未知协议逆向模块。

12、作为本发明优选的，所述标识注册管理主要是指针对面向电力物联终端智能辨识的标识体系编码的规划、申请与分配、使用情况进行反馈、生命周期管理、标识有效性管理，标识分配使用情况的信息收集以及标识关联信息的收集等功能；此外，标识注册还能够提供企业标识前缀、产品和设备标识的注册变更、实名审核、财务管理、数据查询、运营统计等服务功能；

13、该体系可支持标识注册能力，包括企业前缀及产品/设备标识的注册变更、实名审核、数据查询等服务，同时提供给各企业的api接口，便于企业实现移动端标识管理/查询软件的开发。

14、作为本发明优选的，所述标识解析管理面向电力物联终端智能辨识的标识体系的标识解析功能主要是为其分配的标识提供公共解析服务；对于分配的标识编码，在其标识解析功能中配置该分配标识相应的路由信息；当收到标识解析请求时，如果保存有标识编码对应路由等信息，则直接回复该标识编码对应的服务节点通信地址等信息；如果没有该标识相应的路由等信息，返回信息为空。

15、作为本发明优选的，所述数据同步系统包含标识解析服务，所述标识解析服务是工业互联网标识系统的关键基础服务之一，在系统实际运行过程中需要为用户提供不间断、快速的解析服务，需要提供多台服务器来保证高可靠、高性能，防止单点故障造成无法提供解析服务的风险；在这些服务器间进行数据同步需要用到数据同步系统。

16、作为本发明优选的，所述业务综合管理主要是指面向电力物联终端智能辨识的标识体系标识注册和标识解析相关的用户管理、财务管理、审核等功能，其中，用户管理包括平台管理员、企业用户和审核员；财务管理主要用于对标识注册、解析过程中产生的费用进行记录和结算；审核主要为确保企业注册标识的有效性，即该标识对应的产品、设备是否真实存在，需要对标识进行审核。

17、作为本发明优选的，所述协议深度解析为实现对应用层数据的解析与提取，基于报文格式和信息语义进行协议的深度解析，当报文数据流通过解析分析模块时，按照osi七层网络模型深入逐层解析，提取每个数据包的载荷内容，并按照层级格式对解析后的数据进行存储；

18、本方法的深度包检测的深度区别于一般的报文解析，主要体现在对协议数据包的应用层全部解析方面：在解析网络层与传输层的32位源/目的ip地址、16位源/目的tcp端口数据情况下，进一步的，对应用层数据的操作指令、工业过程数据解析与提取；

19、本方法的规则粒度能够提取数据包全部数据，通过对应用层的指令操作、工业过程数据进行深度解析，实现数据包的指令语义、过程数值级别的解析；

20、工程协议树及解析规则构建，在多模式匹配过程中，为了完成多种协议的解析，需要调用解析规则库，为了完备协议解析规则库，引入协议树的概念，在数据接收缓冲区收到采集的原始数据包后，进行以下处理：

21、①首先进行包完整性检查、包过滤的程序，完整的过滤规则属性包括：物理地址、通信地址、端口、协议，在预处理阶段针对数据包长度、数据包功能码进行校验过滤；

22、②根据tcp/ip模型每层实现协议的不同，构建协议树的层级关系；

23、③为了实现包深度检测，完成指令、工业过程值等级别的解析，定义各类协议的应用层数据提取规则。

24、作为本发明优选的，所述ac多模式匹配的协议深度解析主要分为两个步骤：

25、1)在预处理阶段，对解析规则库中的字符串按照顺序处理为有限状态机，将多个协议在协议树中的层级关系与位置进行数据结构化。

26、2)进一步的，进行搜索查找，通过定义的三个算法函数对数据包进行交叉比对，按照顺序准确定位出协议解析规则字段在目标数据包中的位置。

27、作为本发明优选的，所述未知协议逆向解析通过协议逆向工程提取协议在通信过程中产生的未知协议数据报文的语法(包括字段分隔符、协议关键字、协议标识字)及协议语义规则(在通信过程中产生的操作指令含义，包含对设备行为指令、有效负载数据)，从而实现对未知协议的逆向；

28、多序列比对的未知协议逆向解析，本方法提出的逆向方案主要分为以下几个步骤：

29、1)对网络数据的文本化处理；

30、2)进一步的，进行帧长度聚类，在同一类协议通信过程中，同长度的数据报文格式一致性相对较高，聚类后能降低比对的算法复杂度；

31、3)进一步的，进行多段多序列比对，分割出样本子集；

32、4)进一步的，进行字段分割；

33、5)进一步的，基于关键字段的统计特征对多；

34、6)最后，进行语义推断，结合系统的过程数据库与未知协议对设备控制指令的操作指令集作为先验知识，进一步推断协议的应用层语法格式。

35、作为本发明优选的，所述先验知识与统计方法结合的语义逆向，根据字段的变化率、均值、方差、优势数据等统计结果，进一步推断逆向语义，将过程数据库作为人工先验知识去关联推断；

36、通过特定语义字段的特性对划分结果进行核实和校对，结合协议基本特征，主要考虑以下特性：

37、1)依据通信规约中源地址、目的地址在操作与响应返回数据包中是相互对调的特点，交叉字段可逆向识别为通信地址；

38、2)通用的协议特点表明，通常优先取两个字节计算为最佳方式，计算双序列间的数据包长度差值，若存在某一连续字节的差值与此长度差值相等，那么逆向解析为长度字段；

39、3)针对固定字段暂时定义为此未知协议的识别码字段；

40、4)若某一字段域取值的变化率接近100％，那么该字段逆向解析其格式为校验字段，变化率不大但取值稳定在一定范围内的初次标记为数据区字段。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

42、1、本发明通过电力现场巡航作业相关的终端设备标识体系，以及终端设备报文数据的解析方法等，对可能接入电力作业的终端设备标识提出了高效的管理方案体系，并提出了一种对终端设备报文进行解析的方法，使得海量的终端设备标识管理与识别更具可操作性，解决了现有系统平台的数据汇聚与接入能力很难进行自动的设备标识管理的问题，达到了对工业互联网终端数据进行无扰采集和协议深度解析的报文格式、信息语义特征提取的效果。