本发明涉及弱电控制监测，具体涉及一种基于物联网的弱电控制监测系统及方法。
背景技术：
1、随着物联网技术的快速发展，基于物联网的弱电控制监测系统在智能建筑、智能家居、工业自动化等领域得到了广泛应用，弱电系统的稳定性和安全性直接关系到整个建筑或工业系统的正常运行，因此对其进行有效的监测和控制具有重要意义，传统的弱电监控系统往往依赖于单一的监测设备或人工操作，存在反应滞后、人工成本高以及无法实时监测等问题，此外，随着弱电系统的复杂性不断增加，设备数量增多，维护和故障诊断的难度也随之上升，物联网技术的引入为弱电系统的监测和控制提供了全新的解决方案；
2、检索现有技术发现：公告号为cn111141986b的中国发明专利公开了一种基于物联网的弱电控制监测系统及方法，该方法通过近程通信技术让故障信号可以及时处理，保护弱电箱运行，在出现环境故障时，及时报警寻找运维人员修理，出现电流电压故障时，通过被动干涉及时转换电源或者断电，防止弱电箱电流激增出现过流现象，烧毁弱电箱的转接设备；
3、然而在实际监测中，监测数据的真实性和完整性难以保证，并且系统难以及时发现弱电设备故障的发生，进而极大影响弱电控制监测系统的可靠性和稳定性。
技术实现思路
1、本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种基于物联网的弱电控制监测系统及方法。
2、本发明的技术方案：一种基于物联网的弱电控制监测方法，包括以下具体步骤：
3、s1、分布在弱电设备上的温度传感器、电流传感器和电压传感器实时采集温度数据、电流数据和电压数据，并通过窄带物联网技术将上述温度数据、电流数据和电压数据传输到网关，网关将数据转发至数据处理模块；
4、s2、数据处理模块对温度数据、电流数据和电压数据进行标准化处理，生成追踪证书，并将输出的监测信息组传输至云分析平台；
5、s3、基于追踪证书，云分析平台验证接收到的温度数据、电流数据和电压数据的合法性和完整性，并将合法的温度数据、电流数据和电压数据输入至弱电设备智能监测模型，智能识别弱电设备的运行状态，并检测弱电设备异常特征；
6、s4、云分析平台依据先验知识，并通过对检测出的弱电设备异常特征进行分析，进而识别出设备的潜在故障，之后云分析平台自动追踪识别发生故障的弱电设备，生成分析结果，并将故障信息组{设备编号，温度数据，电流数据，电压数据，时间，分析结果}传输至自适应控制模块和弱电控制监视平台；
7、s5、自适应控制模块基于分析结果，自动对发生故障的弱电设备进行控制，通过智能控制单元，主动调整工作状态；
8、s6、弱电控制监视平台显示异常点的温度、电流和电压数据，并依据设备编号获取发生故障的弱电设备基本信息，之后基于分析结果调度维护人员进行维修。
9、优选的，弱电设备智能监测模型的检测流程如下：
10、s2-1、建立孤立森林：将温度数据，电流数据，电压数据输入弱电设备智能监测模型，构建孤立森林，孤立森林由100棵孤立树组成，每棵树是一个二叉树，通过递归随机选择特征进行切分，将数据点不断分割，直到每个数据点被孤立；
11、s2-2、计算异常分数：对每个样本点，计算其在每棵孤立树中的路径长度，即从根节点到样本点所在叶节点的路径长度，并计算样本点在所有孤立树中的平均路径长度，最后使用异常分数计算公式计算异常分数s(x)：
12、；
13、式中，e(x)为样本点x的平均路径长度，c(n)为正常路径长度，用于标准化分数，计算方式如下：
14、；
15、式中，h(n-1)为第n-1个调和数，定义为：
16、；
17、调和数h(n)近似于ln(n)+γ，γ≈0.5772，是欧拉-马歇罗尼常数；
18、因此，c(n)近似于：
19、；
20、s2-3、异常点判定：计算每个样本的异常分数，与设定的阈值t比较，分数高于阈值t的样本被标记为异常点。
21、优选的，追踪证书的生成过程如下：
22、s3-1、选择随机数k∈[1，n-1]，计算kg=(x1，y1)；
23、其中，g为有限域fp上椭圆曲线e的一个基点，素数n>2160，且ng=o，(x1，y1)为椭圆曲线e的一点；
24、s3-2、计算标签因子lf=x1 mod n；
25、s3-3、计算证书生成因子cf=h(mt||ma||mv)；
26、其中，h为哈希函数，||为字符串连接符号；
27、s3-4、生成追踪证书cert==(cf×lf)-1(k+tfⅰ) mod n；
28、其中，tfⅰ为第一证书追踪因子，tfⅰ∈[1，n-1]。
29、优选的，云分析平台验证接收到的温度数据、电流数据和电压数据的合法性和完整性的过程如下：
30、s4-1、计算(x2，y2)=[(h(mt||ma||mv)×lf)×cert mod n]×g-tfⅱ；
31、其中，(x2，y2)为椭圆曲线e的一点，tfⅱ为第二证书追踪因子，tfⅱ=tfⅰ×g，tfⅰ为第一证书追踪因子；
32、s4-2、计算验证因子vf=x2 mod n；
33、s4-3、若等式vf=lf成立，则说明温度数据mt、电流数据ma和电压数据mv来源合法，且温度数据mt、电流数据ma和电压数据mv在传输过程中未发生丢失。
34、优选的，阈值t的初始值为0.7，阈值会在使用过程中根据实际反馈而进行优化。
35、本发明的技术方案：一种基于物联网的弱电控制监测系统，其用于执行上述一种基于物联网的弱电控制监测方法，包括：
36、弱电设备监测节点，用于监测弱电设备运行状态和外部环境条件，采集监测数据；
37、数据处理模块，用于对监测数据执行预处理操作；
38、云分析平台，存储采集的弱电设备监测数据，并利用弱电设备智能监测模型，对弱电设备监测数据进行故障和异常检测；
39、自适应控制模块，自动调整弱电设备的运行状态，控制电路开关，优化能耗管理；
40、弱电控制监视平台，一方面提供可视化的监控界面，弱电设备管理员可以查看弱电系统的运行状态，并可以根据系统反馈远程调整设备参数或控制操作，另一方面可以集成报警功能，当云分析平台监测到异常情况时，弱电控制监视平台实时通知维护人员。
41、优选的，弱电设备监测节点包括温度传感器、电压传感器和电流传感器。
42、与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
43、本发明设计了一种基于物联网的弱电控制监测系统及方法，该方法通过布设在弱电设备上的监测节点采集温度、电流和电压数据，并为同一时刻下同一弱电设备的温度、电流和电压数据生成追踪证书，云分析平台通过追踪证书验证接收的数据的合法性来源，确保数据在传输过程中未发生丢失，保证了监测数据在传输过程中的合法和完整性，之后系统借助弱电设备智能监测模型，构建孤立森林，随机选择温度、电流、电压特征进行切分，将数据点不断分割，直到每个数据点被孤立，自动输出异常点，进而系统识别出设备的潜在故障，智能化控制调整弱电设备工作状态，保证弱电设备的正常运行，本发明实现了智能监测和智能控制弱电设备的有益技术效果。
1.一种基于物联网的弱电控制监测方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的弱电控制监测方法，其特征在于，弱电设备智能监测模型的检测流程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的弱电控制监测方法，其特征在于，追踪证书的生成过程如下：
4.根据权利要求1或3任一项所述的一种基于物联网的弱电控制监测方法，其特征在于，云分析平台验证接收到的温度数据、电流数据和电压数据的合法性和完整性的过程如下：
5.根据权利要求2所述的一种基于物联网的弱电控制监测方法，其特征在于，阈值t的初始值为0.7，阈值会在使用过程中根据实际反馈而进行优化。
6.一种基于物联网的弱电控制监测系统，其用于执行权利要求1~5任一项所述的一种基于物联网的弱电控制监测方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的弱电控制监测系统，其特征在于，弱电设备监测节点包括温度传感器、电压传感器和电流传感器。
