一种窄带物联网数据传输和存储方法及系统与流程

1.本发明涉及电力物联网技术领域，尤其涉及一种窄带物联网数据传输和存储方法及系统。


背景技术：

2.随着物联网技术的迅猛发展，电力行业对于实时监测和管理电力设备的需求越来越迫切。电力窄带物联网系统作为一种低功耗、广域覆盖、高可靠性的通信技术，被广泛应用于电力行业。
3.在传统的电力窄带物联网系统中，数据存储和传输的安全性一直是一个关键挑战。传统的数据存储和传输方法存在着诸多潜在的安全风险，如数据篡改、信息泄露等。数据在传输过程中可能受到窃听、中间人攻击或数据篡改的威胁，这可能导致不可信的数据被传输或接收端的数据被篡改，进而影响电力系统的运行和安全。此外，数据可能存储在不安全的环境中，容易受到未经授权的访问和攻击，导致数据泄露、篡改或丢失。这些安全问题对于电力系统来说可能导致严重的后果，包括设备故障、数据丢失以及网络中断。


技术实现要素：

4.为了解决上述存在的技术问题，本发明公开了一种窄带物联网数据传输和存储方法及系统，提高电力窄带物联网中数据传输的安全性及效率。
5.为了实现上述目的，本发明公开了一种窄带物联网数据传输和存储方法，包括：
6.获取目标电力设备的数据，并对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块；
7.对所述数据编码块进行加密处理，并根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块；
8.当所述任务指令为数据存储指令时，则将所述若干个数据块分别存储到预设的多个存储节点中，并对所述多个存储节点中的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复；
9.当所述任务指令为数据传输指令时，则通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。
10.本发明公开了一种窄带物联网数据传输和存储方法，在获取目标电力设备的数据后，对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块，以使保证所述数据在传输过程中的完整性，提高数据传输的安全，接着对所述数据编码块进行加密处理，利用所述加密处理使得数据在传输过程中避免被外力获取修改，进而提高数据传输的安全性，对加密后的数据编码块进行拆分处理，生成若干个小的数据块，便于将所述若干个小的数据块分别存储到不同的传输节点中，使得通过多个传输节点执行所述数据的存储或传输，提高数据传输的效率，当获得所述数据的任务指令是存储指令时，对所述若干个传输节点中的数据块进行合并及数据恢复即可获得原始数据实现数据存储，当获得所述数据的任务指令是
传输指令时，则通过所述多个传输节点分别将对应的数据块传输进行传输，并对传输后获得的数据块进行数据块合并及数据恢复，实现数据的传输，本发明利用对所述数据进行编码及加密处理，保证数据传输过程中的安全性，对数据进行数据块划分，并利用不同的传输节点存储不同的数据块进行数据存储及数据传输，提高数据传输的效率。
11.作为优选例子，在所述对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块，包括：
12.对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，获得所述数据对应的若干个数据段；
13.对所述若干个数据段进行向量组合，生成所述若干个数据段对应的向量，并对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块。
14.本发明在生成所述数据编码块的过程中，对所述数据进行分段，便于进行数据传输或存储，接着利用原始数据对应的多个数据段进行向量生成及根据向量进行编码保证数据传输过程中数据内容的完整性，提高数据传输的安全性。
15.作为优选例子，在所述对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，包括：
16.获取n个目标电力设备的数据s，记s＝[s1,s2,l,sn]
t
；
[0017]
其中，sn为第n个采集设备采集到的数据，n＝1,2,
···
,n；
[0018]
根据采集的l个数据类型，划分第n个电力设备的数据sn为l个数据块，其中，每个数据块的类型相同，sn＝[s
n1
,s
n2
,
···
,s
nl
]，s∈cn×
l
。
[0019]
本发明根据获取的数据类型对每一个目标电力设备获取的数据进行数据分段，以使根据分段后的数据进行数据传输或存储，提高数据传输的效率。
[0020]
作为优选例子，在所述对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块，包括：
[0021]
通过预设的随机线性网络编码生成编码矩阵g；
[0022]
将获取的目标电力设备中的数据作为向量，通过所述编码矩阵g进行编码，获得所述数据进行编码后对应的数据编码块y＝gs。
[0023]
本发明利用随即线性网络编码生成编码矩阵，提高数据编码的安全性，进而保证数据传输过程中的安全性。
[0024]
作为优选例子，在所述对所述数据编码块进行加密处理，包括：
[0025]
通过预设的用于所述窄带物联网进行通信测试的哈希计算，生成所述窄带物联网用于加密的加密密钥kd及用于解密的解密密钥d；
[0026]
根据所述加密密钥kd，通过预设的对称加密算法或非对称加密算法对所述数据编码块通过进行加密处理。
[0027]
本发明利用用于进行通信测试时进行哈希计算生成的哈希值作为加密处理的加密密钥，根据所述加密密钥对所述数据进行加密，保证数据传输过程中只有接收方知道所述数据的密钥，避免数据传输过程中被外力干扰，提高数据传输的安全性。
[0028]
作为优选例子，在所述根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块，包括：
[0029]
当所述任务指令为数据存储指令时，选取未存储数据的m个存储设备，其中每个存储设备的最大存储容量均为c
max
；
[0030]
判断所述数据编码块对应的待存储数据量大小d是否满足d≤mc
max
；
[0031]
若所述d小于或等于所述mc
max
，则此时各存储设备单位时间发生故障的概率相同且为α，计算各存储设备期望故障次数为em(α)＝αtm，m＝1,2,l,m，tm表示第m个存储设备工作时间，计算各存储设备获取的数据比例大小分别为：
[0032][0033]
其中，各存储设备实际获取的数据大小为pmd；
[0034]
若所述d大于所述mc
max
，则启用k个已存储过数据的存储设备，计算各存储设备有效的存储容量v；记vk为第k个设备的有效存储容量：k＝1,2,l,k；表示第k个设备在本次数据存储前已存储的数据大小；启动的设备数量k满足分块策略为：未存储数据的m个存储设备获取的数据块大小为c
max
，对启用的k个存储设备，通过向上取整的方法，前k-1个存储设备获得的数据大小为vi，i＝1,2,l,k-1，第k个存储设备获得的数据大小不超过vk。
[0035]
本发明在进行数据存储时，首先判断所述待存储的数据容量是否小于一开始预设的存储设备的容量，以此保证对所述数据进行完全存储，避免因存储设备容量不够因此使得无法进行数据保存，提高数据存储的安全性，接着当所述存储设备的容量小于待存储数据的容量大小时，启用预备的存储设备，并利用向上取整的方法使得每一个备用的存储设备都被存满，减少备用存储设备的使用数量，为之后数据存储做准备。
[0036]
作为优选例子，在所述根据所述任务指令对所述数据编码块进行拆分，获得所述数据编码块对应的若干个数据块，还包括：
[0037]
当所述任务指令为数据传输指令时，获取所述数据编码块传输所需要的传输节点数量j；每个传输节点包括1个窄带通信模块；此时所述传输节点对应的窄带通信模块通信速率为rj，j＝1,2,l,j；其中，第j个传输节点到接收端的数据传输可容忍的传输延迟为
[0038]
计算各个传输节点获得待传输的数据块的分块大小，各传输节点待传输的数据块大小为：
[0039][0040]
此时数据传输过程中最大的传输延迟为：
[0041][0042]
在为确保每个传输节点都能在自身的传输延迟限制内完成数据传输，且使得进行数据传输，在每个传输节点分配的数据块大小不能超过原始数据块的大小和每个传输节点分配的数据块大小不能超过传输延迟限制和通信模块速率所允许的最大传输量的约束下，可通过构建约束minf(j,b1,l,bj)进行联合求解，所述约束minf(j,b1,l,bj)为：
[0043][0044]
根据所述约束获得传输节点的数量j和每一个传输节点传输的数据块的大小。
[0045]
本发明利用每个传输节点的传输速率、传输的数据块的大小的限制及传输节点过程中的延迟，生成在数据传输过程中，为使得尽可能降低传输时长及满足数据传输要求，构建了对所述传输节点的约束，以使提高数据传输的效率。
[0046]
作为优选例子，在所述通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复，包括：
[0047]
通过所述多个传输节点对所述若干个数据块进行传输时，计算每个传输节点的数据块到达接收设备的时间：
[0048][0049]
其中，各传输节点的数据块同时进行传输，所有数据块均到达的时间为：
[0050][0051]
当所述各个传输节点均传输完对应的数据块后，根据各个传输节点的数据信息，对获取的若干个数据块进行合并，得到加密后的数据；
[0052]
采用解密密钥d对所述合并后获得的加密的数据块进行解密，得到加密前的数据编码块然后对所述数据编码块进行解码得到目标电力设备的数据s
t
＝g-1yt
。
[0053]
本发明通过计算每个传输节点的传输时长，用于保证所述多个传输节点都完成了对应的传输任务，保证了数据传输过程中数据的完整性，提高了数据传输的安全性。
[0054]
另一方面，本发明公开了一种窄带物联网数据传输和存储系统，包括数据编码模块、数据加密模块、数据存储模块及数据传输模块；
[0055]
所述数据编码模块用于获取目标电力设备的数据，并对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块；
[0056]
所述数据加密模块用于对所述数据编码块进行加密处理，并根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块；
[0057]
所述数据存储模块用于当所述任务指令为数据存储指令时，则将所述若干个数据块分别存储到预设的多个存储节点中，并对所述多个存储节点中的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复；
[0058]
所述数据传输模块用于当所述任务指令为数据传输指令时，则通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。
[0059]
本发明公开了一种窄带物联网数据传输和存储系统，在获取目标电力设备的数据后，对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块，以使保证所述数据在传输过程中的完整性，提高数据传输的安全，接着对所述数据编码块进行加密处理，利用所述加
密处理使得数据在传输过程中避免被外力获取修改，进而提高数据传输的安全性，对加密后的数据编码块进行拆分处理，生成若干个小的数据块，便于将所述若干个小的数据块分别存储到不同的传输节点中，使得通过多个传输节点执行所述数据的存储或传输，提高数据传输的效率，当获得所述数据的任务指令是存储指令时，对所述若干个传输节点中的数据块进行合并及数据恢复即可获得原始数据实现数据存储，当获得所述数据的任务指令是传输指令时，则通过所述多个传输节点分别将对应的数据块传输进行传输，并对传输后获得的数据块进行数据块合并及数据恢复，实现数据的传输，本发明利用对所述数据进行编码及加密处理，保证数据传输过程中的安全性，对数据进行数据块划分，并利用不同的传输节点存储不同的数据块进行数据存储及数据传输，提高数据传输的效率。
[0060]
作为优选例子，所述数据编码模块包括分段单元及编码单元；
[0061]
所述分段单元用于对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，获得所述数据对应的若干个数据段；
[0062]
所述编码单元用于对所述若干个数据段进行向量组合，生成所述若干个数据段对应的向量，并对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块。
[0063]
本发明在生成所述数据编码块的过程中，对所述数据进行分段，便于进行数据传输或存储，接着利用原始数据对应的多个数据段进行向量生成及根据向量进行编码保证数据传输过程中数据内容的完整性，提高数据传输的安全性。
附图说明
[0064]
图1：为本发明实施例公开的一种窄带物联网数据传输和存储方法的流程示意图；
[0065]
图2：为本发明实施例公开的一种窄带物联网数据传输和存储系统的结构示意图。
具体实施方式
[0066]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0067]
实施例
[0068]
本发明实施例公开了一种窄带物联网数据传输和存储方法，所述传输与存储方法的具体实施流程请参照图1，主要包括步骤101至步骤104，所述步骤为：
[0069]
步骤101：获取目标电力设备的数据，并对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块。
[0070]
在本实施例中，该步骤主要包括：对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，获得所述数据对应的若干个数据段；对所述若干个数据段进行向量组合，生成所述若干个数据段对应的向量，并对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块。
[0071]
进一步的，在本实施例中，所述对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，包括：获取n个目标电力设备的数据s，记s＝[s1,s2,l,sn]
t
；其中，sn为第n个采集设备采集到的数据，n＝1,2,
···
,n；根据采集的l个数据类型，划分第n个电力设备的数据sn为l个数据块，其中，每个数据块的类型相同，sn＝[s
n1
,s
n2
,
···
,s
nl
]，s∈cn×
l
。
[0072]
所述对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块，包括：通过预设的随机线性网络编码生成编码矩阵g、g∈c
l
×n，将获取的目标电力设备中的数据作为向量，通过所述编码矩阵g进行编码，获得所述数据进行编码后对应的数据编码块y＝gs、y∈c
l
×
l
。
[0073]
在本实施例中，该步骤在生成所述数据编码块的过程中，对所述数据进行分段，便于进行数据传输或存储，接着利用原始数据对应的多个数据段进行向量生成及根据向量进行编码保证数据传输过程中数据内容的完整性，提高数据传输的安全性。
[0074]
步骤102：对所述数据编码块进行加密处理，并根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块。
[0075]
在本实施例中，该步骤包括：通过预设的用于所述窄带物联网进行通信测试的哈希计算，生成所述窄带物联网用于加密的加密密钥kd及用于解密的解密密钥d；根据所述加密密钥kd，kd∈c
l
×
l
，通过预设的对称加密算法或非对称加密算法对所述数据编码块通过进行加密处理；优选的，在本实施例中，所述加密密钥kd和解密密钥d为预先共享密钥，可由预设在窄带物联网中的加密处理设备与接收设备在初始化时确定，双方进行通信测试时，进行哈希计算，得到哈希密钥作，为后续处理过程中的加密密钥kd。
[0076]
进一步的，在本实施例中，当所述任务指令为数据存储指令时，选取未存储数据的m个存储设备，其中每个存储设备的最大存储容量均为c
max
；判断所述数据编码块对应的待存储数据量大小d是否满足d≤mc
max
；若所述d小于或等于所述mc
max
，则此时各存储设备单位时间发生故障的概率相同且为α，计算各存储设备期望故障次数为em(α)＝αtm，m＝1,2,l,m，tm表示第m个存储设备工作时间，计算各存储设备获取的数据比例大小分别为：
[0077][0078]
其中，各存储设备实际获取的数据大小为pmd；若所述d大于所述mc
max
，则启用k个已存储过数据的存储设备，计算各存储设备有效的存储容量v；记vk为第k个设备的有效存储容量：k＝1,2,l,k；表示第k个设备在本次数据存储前已存储的数据大小；启动的设备数量k满足分块策略为：未存储数据的m个存储设备获取的数据块大小为c
max
，对启用的k个存储设备，通过向上取整的方法，前k-1个存储设备获得的数据大小为vi，i＝1,2,l,k-1，第k个存储设备获得的数据大小不超过vk。
[0079]
同时，当当所述任务指令为数据传输指令时，获取所述数据编码块传输所需要的传输节点数量j；每个传输节点包括1个窄带通信模块；此时所述传输节点对应的窄带通信模块通信速率为rj，j＝1,2,l,j；其中，第j个传输节点到接收端的数据传输可容忍的传输延迟为计算各个传输节点获得待传输的数据块的分块大小，各传输节点待传输的数据块大小为：
[0080][0081]
此时数据传输过程中最大的传输延迟为：
[0082][0083]
在为确保每个传输节点都能在自身的传输延迟限制内完成数据传输，且使得进行数据传输，在每个传输节点分配的数据块大小不能超过原始数据块的大小和每个传输节点分配的数据块大小不能超过传输延迟限制和通信模块速率所允许的最大传输量的约束下，可通过构建约束minf(j,b1,l,bj)进行联合求解，所述约束minf(j,b1,l,bj)为：
[0084][0085]
根据所述约束获得传输节点的数量j和每一个传输节点传输的数据块的大小。
[0086]
在本实施例中，该步骤在进行数据存储时，首先判断所述待存储的数据容量是否小于一开始预设的存储设备的容量，以此保证对所述数据进行完全存储，避免因存储设备容量不够因此使得无法进行数据保存，提高数据存储的安全性，接着当所述存储设备的容量小于待存储数据的容量大小时，启用预备的存储设备，并利用向上取整的方法使得每一个备用的存储设备都被存满，减少备用存储设备的使用数量，为之后数据存储做准备，在进行数据传输时，利用每个传输节点的传输速率、传输的数据块的大小的限制及传输节点过程中的延迟，生成在数据传输过程中，为使得尽可能降低传输时长及满足数据传输要求，构建了对所述传输节点的约束，以使提高数据传输的效率。
[0087]
步骤103：当所述任务指令为数据存储指令时，则将所述若干个数据块分别存储到预设的多个存储节点中，并对所述多个存储节点中的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。
[0088]
在本实施例中，该步骤主要包括：分块后的待存储数据各自被对应的存储设备接收；当需要获取存储的数据，合并各存储设备的数据块，采用解密密钥d进行解密，得到加密前的数据d∈c
l
×
l
，然后进行解码得到原始数据s
t
＝g-1yt
。
[0089]
步骤104：当所述任务指令为数据传输指令时，则通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。
[0090]
在本实施例中，该步骤主要包括：通过所述多个传输节点对所述若干个数据块进行传输时，计算每个传输节点的数据块到达接收设备的时间：
[0091][0092]
其中，各传输节点的数据块同时进行传输，所有数据块均到达的时间为：
[0093][0094]
当所述各个传输节点均传输完对应的数据块后，根据各个传输节点的数据信息，对获取的若干个数据块进行合并，得到加密后的数据；采用解密密钥d对所述合并后获得的加密的数据块进行解密，得到加密前的数据编码块d∈c
l
×
l
，然后对所述数据编码
块进行解码得到目标电力设备的数据s
t
＝g-1yt
。
[0095]
在本实施例中，该步骤通过计算每个传输节点的传输时长，用于保证所述多个传输节点都完成了对应的传输任务，保证了数据传输过程中数据的完整性，提高了数据传输的安全性。
[0096]
另一方面，本发明实施例还提供了一种窄带物联网数据传输和存储系统，包括数据编码模块201、数据加密模块202、数据存储模块203及数据传输模块204。
[0097]
所述数据编码模块201用于获取目标电力设备的数据，并对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块。
[0098]
所述数据加密模块202用于对所述数据编码块进行加密处理，并根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块。
[0099]
所述数据存储模块203用于当所述任务指令为数据存储指令时，则将所述若干个数据块分别存储到预设的多个存储节点中，并对所述多个存储节点中的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。
[0100]
所述数据传输模块204用于当所述任务指令为数据传输指令时，则通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。
[0101]
在本实施例中，所述数据编码模块201包括分段单元及编码单元。
[0102]
所述分段单元用于对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，获得所述数据对应的若干个数据段。
[0103]
所述编码单元用于对所述若干个数据段进行向量组合，生成所述若干个数据段对应的向量，并对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块。
[0104]
本发明实施例提供的一种窄带物联网数据传输和存储方法及系统，针对电力设备的数据，采用联合编码，进行安全加密，针对数据存储和传输，采取有效的安全传输，提高了窄带物联网系统的数据存储安全性和安全传输能力。
[0105]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，包括：获取目标电力设备的数据，并对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块；对所述数据编码块进行加密处理，并根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块；当所述任务指令为数据存储指令时，则将所述若干个数据块分别存储到预设的多个存储节点中，并对所述多个存储节点中的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复；当所述任务指令为数据传输指令时，则通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。2.如权利要求1所述的一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，所述对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块，包括：对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，获得所述数据对应的若干个数据段；对所述若干个数据段进行向量组合，生成所述若干个数据段对应的向量，并对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块。3.如权利要求2所述的一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，所述对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，包括：获取n个目标电力设备的数据s，记s＝[s1,s2,l,s
n
]
t
；其中，s
n
为第n个采集设备采集到的数据，n＝1,2,
···
,n；根据采集的l个数据类型，划分第n个电力设备的数据s
n
为l个数据块，其中，每个数据块的类型相同，s
n
＝[s
n1
,s
n2
,
···
,s
nl
]，s∈c
n
×
l
。4.如权利要求2所述的一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，所述对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块，包括：通过预设的随机线性网络编码生成编码矩阵g；将获取的目标电力设备中的数据作为向量，通过所述编码矩阵g进行编码，获得所述数据进行编码后对应的数据编码块y＝gs。5.如权利要求1所述的一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，所述对所述数据编码块进行加密处理，包括：通过预设的用于所述窄带物联网进行通信测试的哈希计算，生成所述窄带物联网用于加密的加密密钥k
d
及用于解密的解密密钥d；根据所述加密密钥k
d
，通过预设的对称加密算法或非对称加密算法对所述数据编码块通过进行加密处理。6.如权利要求1所述的一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，所述根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块，包括：当所述任务指令为数据存储指令时，选取未存储数据的m个存储设备，其中每个存储设备的最大存储容量均为c
max
；判断所述数据编码块对应的待存储数据量大小d是否满足d≤mc
max
；若所述d小于或等于所述mc
max
，则此时各存储设备单位时间发生故障的概率相同且为
α，计算各存储设备期望故障次数为e
m
(α)＝αt
m
，m＝1,2,l,m，t
m
表示第m个存储设备工作时间，计算各存储设备获取的数据比例大小分别为：其中，各存储设备实际获取的数据大小为p
m
d；若所述d大于所述mc
max
，则启用k个已存储过数据的存储设备，计算各存储设备有效的存储容量v；记v
k
为第k个设备的有效存储容量：k＝1,2,l,k；表示第k个设备在本次数据存储前已存储的数据大小；启动的设备数量k满足分块策略为：未存储数据的m个存储设备获取的数据块大小为c
max
，对启用的k个存储设备，通过向上取整的方法，前k-1个存储设备获得的数据大小为v
i
，i＝1,2,l,k-1，第k个存储设备获得的数据大小不超过v
k
。7.如权利要求1所述的一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，所述根据所述任务指令对所述数据编码块进行拆分，获得所述数据编码块对应的若干个数据块，还包括：当所述任务指令为数据传输指令时，获取所述数据编码块传输所需要的传输节点数量j；每个传输节点包括1个窄带通信模块；此时所述传输节点对应的窄带通信模块通信速率为r
j
，j＝1,2,l,j；其中，第j个传输节点到接收端的数据传输可容忍的传输延迟为计算各个传输节点获得待传输的数据块的分块大小，各传输节点待传输的数据块大小为：此时数据传输过程中最大的传输延迟为：在为确保每个传输节点都能在自身的传输延迟限制内完成数据传输，且使得进行数据传输，在每个传输节点分配的数据块大小不能超过原始数据块的大小和每个传输节点分配的数据块大小不能超过传输延迟限制和通信模块速率所允许的最大传输量的约束下，可通过构建约束minf(j,b1,l,b
j
)进行联合求解，所述约束minf(j,b1,l,b
j
)为：根据所述约束获得传输节点的数量j和每一个传输节点传输的数据块的大小。8.如权利要求1所述的一种窄带物联网数据传输和存储方法，其特征在于，所述通过预
设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复，包括：通过所述多个传输节点对所述若干个数据块进行传输时，计算每个传输节点的数据块到达接收设备的时间：其中，各传输节点的数据块同时进行传输，所有数据块均到达的时间为：当所述各个传输节点均传输完对应的数据块后，根据各个传输节点的数据信息，对获取的若干个数据块进行合并，得到加密后的数据；采用解密密钥d对所述合并后获得的加密的数据块进行解密，得到加密前的数据编码块然后对所述数据编码块进行解码得到目标电力设备的数据s
t
＝g-1
y
t
。9.一种窄带物联网数据传输和存储系统，其特征在于，包括数据编码模块、数据加密模块、数据存储模块及数据传输模块；所述数据编码模块用于获取目标电力设备的数据，并对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块；所述数据加密模块用于对所述数据编码块进行加密处理，并根据所述数据对应的任务指令将加密后的数据编码块进行拆分，获得若干个数据块；所述数据存储模块用于当所述任务指令为数据存储指令时，则将所述若干个数据块分别存储到预设的多个存储节点中，并对所述多个存储节点中的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复；所述数据传输模块用于当所述任务指令为数据传输指令时，则通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复。10.一种窄带物联网数据传输和存储系统，其特征在于，所述数据编码模块包括分段单元及编码单元；所述分段单元用于对获取的目标电力设备的数据进行分段处理，获得所述数据对应的若干个数据段；所述编码单元用于对所述若干个数据段进行向量组合，生成所述若干个数据段对应的向量，并对所述向量进行编码，生成所述数据对应的数据编码块。

技术总结
本发明公开了一种窄带物联网数据传输和存储方法及系统，所述方法包括：获取目标电力设备的数据，并对所述数据进行编码处理，获得所述数据对应的数据编码块，对所述数据编码块进行加密处理，并将加密后的数据编码块拆分成若干个数据块，当进行存储任务时，将所述若干个数据块分别存储到预设的多个存储节点中，并对所述多个存储节点中的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复，当进行传输任务时，则通过预设的多个传输节点分别对所述若干个数据块进行传输，并对通过所述传输节点传输后获得的若干个数据块进行数据块合并及数据恢复，提高数据传输及存储的效率及安全性。高数据传输及存储的效率及安全性。高数据传输及存储的效率及安全性。


技术研发人员：李波 李星南
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司电力调度控制中心
技术研发日：2023.07.18
技术公布日：2023/10/11