一种基于国密算法的地质灾害系统的制作方法

1.本发明属于数据处理技术领域，具体是一种基于国密算法的地质灾害系统。


背景技术：

2.越来越多的无线传感设备被应用于地质灾害系统在线监测中，通过传感器构成的感知层来达到智能控制的目的。感知层是地质灾害监测的基础设施，它利用感知设备、智能终端等对外部环境、地层土壤设备以及表面位移等进行感知，如部署在地层表面、地表内部和外部环境等传感器。感知设备获取的传感数据可通过无线或有线方式进行传输，并由汇聚节点进行统一汇聚、分析、处理和上报，最终结果用于服务端的相关决策。
3.地质灾害监测不仅面临传统信息和网络模式的安全问题，还存在感知层中智能终端等带来的新安全问题：感知设备易受攻击：感知设备由于功能简单、数量巨大及部署地偏远，很容易被攻击者实施直接的物理攻击；无线通信易受攻击：感知设备通常通过无线方式进行信息采集，无线通信的开放性使攻击者很容易通过窃听、伪造和重放等方式实施攻击。基于以上存在的问题，为此，现提供一种基于国密算法的地质灾害系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于国密算法的地质灾害系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于国密算法的地质灾害系统，包括控制中心，所述控制中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、通信模块以及云服务器；所述数据采集模块包括表面位移数据采集终端、深部位移数据采集终端、土壤数据采集终端、孔隙水压数据采集终端以及雨量数据采集终端；将表面位移数据采集终端、深部位移数据采集终端、土壤数据采集终端、孔隙水压数据采集终端以及雨量数据采集终端根据需求安装在地质灾害监测区域内，并通过数据采集模块获取地质灾害监测区域内的地质参数数据；所述数据处理模块用于对数据采集模块获取到的地质参数数据进行处理，并对地质参数数据进行加密；所述数据分析模块用于对云服务器内保存的地质参数数据进行分析。
6.进一步的，所述表面位移数据采集终端用于采集地表裂缝数据，所述深部位移数据采集终端用于采集内部地质位移变化数据，所述土壤数据采集终端用于采集土壤的含水率和温度数据，所述孔隙水压数据采集终端用于采集地下水位的变化数据，所述雨量数据采集终端用于采集降雨量数据。
7.进一步的，地质灾害监测区域的获取过程包括：选定一个区域，并将该区域标记为地质灾害监测区域，然后获取选定区域的三维地图，并将三维地图上传至云服务器中进行保存；分别以表面位移数据采集终端、深部位移数据采集终端、土壤数据采集终端、孔隙水压数据采集终端以及雨量数据采集终端为中心，设定各自的数据采集范围，并同时在三维
地图上进行标记。
8.进一步的，数据处理模块对地质参数数据的处理过程包括：分别将地面裂缝数据、土壤内部的地质位移变化数据、土壤含水率和温度数据以及地下水位的变化数据转化为数据流，并将数据流标记为相应的原始数据流；将每种原始数据流进行分类，并根据每种原始数据流的类别生成对应的识别数据段，然后将识别数据段与对应的原始数据流进行组合；将组合后数据流标记为初始数据，并对初始数据进行加密。
9.进一步的，对初始数据进行加密的过程包括：根据识别数据段生成第一加密密文，根据原始数据流生成第二加密密文，根据初始数据生成第三加密密文；将第一加密密文、第二加密密文以及第三加密密文进行依次组合，生成数据传输加密密钥；根据数据传输加密密钥生成解密密钥，并将解密密钥发送至云服务器；所述解密密钥包括第一解密密文、第二解密密文以及第三解密密文。
10.进一步的，数据采集模块获取到的地质参数数据在加密前，数据处理模块会将初始数据进行备份，完成备份后，再对地质参数数据进行加密，完成对地质参数数据的加密后向控制中心发送数据传输指令，被加密的地质参数数据通过通信模块发送至云服务器中进行保存，云服务器通过解密密钥对发送来的地质参数数据进行解密，完成解密后，将地质参数数据进行保存。
11.进一步的，所述云服务器对加密的地质参数数据进行解密的过程包括：获取数据传输加密密钥，并将数据传输加密密钥的第一加密密文进行标记，然后通过第二解密密文对第二加密密文进行验证，若验证通过则获得数据准入权限；获得数据准入权限后，获取第一加密密文，并通过第一解密密文对第一加密密文进行验证，从而判断数据类型；最后获取第三加密密文，并通过第三解密密文对第三加密密文进行验证，从而判断初始数据是否存在缺失或篡改，若初始数据不存在缺失或篡改，则在云服务器内根据数据类型建立存储空间，并将数据上传至存储空间内进行保存；若初始数据存在缺失或篡改，则将数据准入权限取消，并向控制中心发送重新加密指令。
12.进一步的，数据分析模块的分析过程包括：获取地面裂缝数据、土壤内部的地质位移变化数据、土壤含水率和温度数据以及地下水位的变化数据；根据所获取的各项数据分别生成地质参数数据图谱，并在地质参数数据图谱内设置若干个地质参数数据区间，并对每个地质参数数据区间设置相应的权重值；结合所有地质参数数据图谱内地质参数数据的权重值，从而判断地质灾害出现的可能性。
13.本发明的有益效果：数据采集模块获取到的地质参数数据在加密前，通过数据处理模块将初始数据进行备份，再对地质参数数据进行加密，完成对地质参数数据的加密后向控制中心发送数据传输指令，被加密的地质参数数据通过通信模块发送至云服务器中进行保存，云服务器通过解密密钥对发送来的地质参数数据进行解密，完成解密后，将地质参数数据进行保存，通过解密密钥中的第三解密密文对第三加密密文进行验证，从而判断初始数据是否存在缺失或篡改，若初始数据不存在缺失或篡改，则在云服务器内根据数据类型建立存储空间，并将数据上传至存储空间内进行保存；若初始数据存在缺失或篡改，则将数据准入权限取消，并向控制中心发送重新加密指令，进行再一次的加密和传输，从而能够保证数据采集模块所获得的地质参数数据能够在传输的过程中，能够得到最大程度的保护，避免丢失和篡改，使得地质参数数据更加真实和有效。
附图说明
14.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
15.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
16.如图1所示，一种基于国密算法的地质灾害系统，包括控制中心，所述控制中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、通信模块以及云服务器；在具体实施过程中，在进行地质灾害监测前，选定一个区域，并将该区域标记为地质灾害监测区域，然后获取选定区域的三维地图，并将三维地图上传至云服务器中进行保存；所述数据采集模块包括表面位移数据采集终端、深部位移数据采集终端、土壤数据采集终端、孔隙水压数据采集终端以及雨量数据采集终端；所述表面位移数据采集终端用于采集地表裂缝数据，所述深部位移数据采集终端用于采集内部地质位移变化数据，所述土壤数据采集终端用于采集土壤的含水率和温度数据，所述孔隙水压数据采集终端用于采集地下水位的变化数据，所述雨量数据采集终端用于采集降雨量数据；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，将表面位移数据采集终端、深部位移数据采集终端、土壤数据采集终端、孔隙水压数据采集终端以及雨量数据采集终端根据需求安装在地质灾害监测区域内，并通过数据采集模块获取地质灾害监测区域内的地质参数数据，具体获取过程包括以下步骤：步骤c1：将表面位移数据采集终端、深部位移数据采集终端、土壤数据采集终端、孔隙水压数据采集终端以及雨量数据采集终端根据需求安装在地质灾害监测区域内，然后分别将各终端根据需求在地质灾害监测区域内的位置进行标记，并将位置映射至三维地图上；步骤c2：分别以表面位移数据采集终端、深部位移数据采集终端、土壤数据采集终端、孔隙水压数据采集终端以及雨量数据采集终端为中心，设定各自的数据采集范围，并同时在三维地图上进行标记；步骤c3：分别通过表面位移数据采集终端实时获取数据采集范围内的地面裂缝数据；通过深部位移数据采集终端实时获取数据采集范围内的土壤内部的地质位移变化数据；通过土壤数据采集终端实时获取数据采集范围内的土壤含水率和温度数据；通过孔隙水压数据采集终端实时获取数据采集范围内的地下水位的变化数据，然后将各终端获取到的数据发送至数据处理模块。
17.所述数据处理模块用于对数据采集模块获取到的地质参数数据进行处理，具体处理过程包括以下步骤：步骤l1：分别将地面裂缝数据、土壤内部的地质位移变化数据、土壤含水率和温度数据以及地下水位的变化数据转化为数据流，并将数据流标记为相应的原始数据流；
步骤l2：将每种原始数据流进行分类，并根据原始数据流的类别生成对应的识别数据段，然后将识别数据段与对应的原始数据流进行组合；举例说明，当原始数据流是由表面位移数据采集终端所采集到的数据转化而成，则将该数据流的识别数据段即对应表面位移数据采集终端；步骤l3：将组合后数据流标记为初始数据，并对初始数据进行加密，具体加密过程包括以下步骤：步骤l31：根据识别数据段生成第一加密密文，根据原始数据流生成第二加密密文，根据初始数据生成第三加密密文；步骤l32：将第一加密密文、第二加密密文以及第三加密密文进行依次组合，生成数据传输加密密钥；步骤l33：根据数据传输加密密钥生成解密密钥，并将解密密钥发送至云服务器；所述解密密钥包括第一解密密文、第二解密密文以及第三解密密文；步骤l4：在云服务器内建立权限区间，并将解密密钥发送至权限区间内进行保存。
18.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当完成对数据采集模块获取到的地质参数数据在加密前，数据处理模块会将初始数据进行备份，完成备份后，再对地质参数数据进行加密，完成对地质参数数据的加密后向控制中心发送数据传输指令，被加密的地质参数数据通过通信模块发送至云服务器中进行保存，云服务器通过解密密钥对发送来的地质参数数据进行解密，完成解密后，将地质参数数据进行保存，所述云服务器对加密的地质参数数据进行解密的过程具体包括：步骤j1：用户通过权限验证进入至权限区间内获取解密密钥，然后获取数据传输加密密钥，并将数据传输加密密钥的第二加密密文进行标记，然后通过第二解密密文对第二加密密文进行验证，若验证通过则获得数据准入权限；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，用户的权限验证过程包括：设置用户信息集，并向用户信息集内导入用户基本信息，用户基本信息包括姓名、年龄、实名认证的手机号码以及动态用户编码，并将动态用户编码与实名认证的手机号码进行绑定；根据用户信息集内的用户基本信息对所有用户授予可进入权限区间的权限，并将动态用户编码发送至用户的手机号码；用户通过输入动态用户编码，从而进入权限区间，同时该用户的动态用户编码更新，并重新发送至用户；步骤j2：获得数据准入权限后，获取第一加密密文，并通过第一解密密文对第一加密密文进行验证，从而判断数据类型；步骤j3：最后获取第三加密密文，并通过第三解密密文对第三加密密文进行验证，从而判断初始数据是否存在缺失或篡改，若初始数据不存在缺失或篡改，则在云服务器内根据数据类型建立存储空间，并将数据上传至存储空间内进行保存；若初始数据存在缺失或篡改，则将数据准入权限取消，并向控制中心发送重新加密指令。
19.所述数据分析模块用于对云服务器内保存的地质参数数据进行分析，具体过程包括以下步骤：步骤f1：获取地面裂缝数据、土壤内部的地质位移变化数据、土壤含水率和温度数
据以及地下水位的变化数据；步骤f2：根据所获取的地面裂缝数据、土壤内部的地质位移变化数据、土壤含水率和温度数据以及地下水位的变化数据分别生成地质参数数据图谱，并将地质参数数据图谱中的地质参数曲线进行标记，设置第一阈值线，将地质参数曲线超过第一阈值线的部分进行标记，然后设置若干个地质参数数据区间，将超过第一阈值线的地质参数曲线放入地质参数数据区间内进行匹配，从而判定超过第一阈值线的地质参数曲线属于哪一个地质参数数据区间；对每个地质参数数据区间设置相应的权重值；步骤f3：当地质参数曲线超过第一阈值线时，获取所有地质参数数据图谱内地质参数数据区间对应的权重值，并将权重值与对应地质参数通过神经网络卷积模型训练，获得预警系数，根据预警系数判断地质灾害出现的可能性，预警系数越高，出现地质灾害的可能性越大。
20.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当降雨量变化，土壤数据采集终端的采集数据也会出现相应的变化，孔隙水压数据采集终端采集的数据也会产生不同的变化，在结合地面裂缝数据、土壤内部的地质位移变化数据的多因素进行地质灾害的分析，会避免因为单一因素的变化而造成的误报，可以采用权重方法来进行因素权重分析，从而避免不必要的误报现象发生。
21.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。