1.一种基于LoRa的温室大棚智能安全监控系统,其特征是包括温室大棚智能监控节点、温室大棚监控安全接入操作核心以及温室大棚智能监控后台,温室大棚智能监控节点包括太阳能电池组、大棚环境感知单元、LoRa通信单元以及大棚环境调节单元,其中太阳能电池组负责温室大棚智能监控节点的供电,大棚环境感知单元收集大棚环境信息及大棚内作物的培育状况;LoRa通信单元用于与温室大棚监控接入安全操作核心和温室大棚智能监控后台的通信;大棚环境调节单元根据温室大棚智能监控后台下发的环境调节指令对大棚环境进行调控;
温室大棚监控接入安全操作核心包括LoRa通信网关、大棚信息智能注册中心、监控管理中心以及接入认证密钥中心,LoRa通信网关接收所有温室大棚智能监控节点的基本信息,所述三个中心为加载有计算机程序的数据处理装置,通过计算机程序实现对数据的处理,具体为:大棚信息智能注册中心:将LoRa通信网关接收的温室大棚智能监控节点的基本信息解析为各个温室大棚智能监控节点的属性集合;监控管理中心:登记录入所有温室大棚智能监控后台的信息,并结合大棚信息智能注册中心的温室大棚属性生成与温室大棚智能监控后台对应的初始接入权限策略;接入认证秘钥中心:与温室大棚智能监控后台的数据采用安全双向计算算法交互生成初始接入认证私钥;
温室大棚智能监控后台包括温室大棚监控规则库单元、LoRa通信网关以及智能诊断单元,LoRa通信网关接收LoRa通信单元的信息,并广播所要输出的环境调节指令;所述温室大棚监控规则库单元和智能诊断单元为加载有计算机程序的数据处理装置,通过计算机程序实现对数据的处理,具体为:温室大棚监控规则库单元:存储针对各种环境、各种作物培养的温室大棚监控规则,将当前接收到的大棚环境信息及大棚内作物的培育状况与监控规则相匹配;智能诊断单元:结合温室大棚监控规则库和温室大棚培育状况进行机器学习,并输出相应的环境调节指令,随后更新已有的接入权限策略,采用基于拉格朗日插值的访问树结构生成终极接入认证私钥,即生成新的属性私钥,利用终极接入认证私钥对环境调节指令信息进行数字签名以提高监控的安全性,同时利用持续的数据收集和诊断结果对温室大棚监控规则库进行学习训练和扩充以提高监控的可用性与准确性。
2.权利要求1所述的温室大棚智能安全监控系统的监控方法,其特征是对应温室大棚智能监控节点、温室大棚监控安全接入操作核心以及温室大棚智能监控后台包括以下步骤:
1)温室大棚智能监控节点:
1.1)启动各温室大棚中的智能监控节点,将节点的MAC地址以及其他相关信息上传至智能温室大棚监控后台,完成初始化操作;
1.2)各个温室大棚智能监控节点通过大棚环境感知单元收集温室大棚的参数,构成某时间段大棚培育状况参数集合;
1.3)各个温室大棚智能监控节点通过LoRa通信单元定期上传参数集合;
1.4)各个温室大棚智能监控节点通过LoRa通信单元定期接收环境调节指令,只有经过安全认证后的环境策略才被反馈大棚环境调节单元;
1.5)大棚环境调节单元根据环境调节指令采取相应的调节措施;
2)温室大棚监控安全接入操作核心:
2.1)LoRa通信网关接收从温室大棚智能监控节点发来的节点基本信息集合;
2.2)大棚信息智能注册中心以节点信息集合作为输入调用语义识别函数,解析出所有温室大棚智能监控节点的局部属性集合,并汇总生成全局属性集合,同时对全局属性集合随机赋予一组对应的、唯一的随机数,生成一套公开的参数集合PK;
2.3)监控管理中心登记录入所有温室大棚智能监控后台的信息,并根据各个温室大棚智能监控后台的信息生成对应的初始接入权限策略;
2.4)接入认证密钥中心结合监控管理中心生成的初始接入权限策略,调用安全双向计算算法与温室大棚智能监控后台交互生成一个与初始接入权限策略相对应的初始接入认证私钥,由温室大棚智能监控后台保存该私钥;
3)温室大棚智能监控后台:
3.1)LoRa通信网关定期接收由温室大棚智能监控节点发来的大棚培育状况参数集合;
3.2)智能诊断单元加载温室大棚监控规则库对培育状况参数进行分析,同时以不断接收的大棚培育状况参数集合作为训练数据集进行机器学习操作,根据训练结果对温室大棚监控规则库进行补充和优化;
3.3)智能诊断单元根据大棚培育状况的分析结果给出相应的环境调节指令,加载初始接入认证私钥SKinit并更新为终极接入认证私钥SKulti,利用终极接入认证私钥对环境调节指令进行数字签名,生成完整的环境调节指令字段并广播给所有温室大棚智能监控节点;
3.4)温室大棚利用公开的参数集合PK以及自身的属性集合对完整的环境调节指令字段进行签名认证,经过认证后的环境调节指令将由相应的温室大棚智能监控节点执行。