[发明专利]一种基于时钟偏移的Zigbee节点认证方法及巡检验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及消防物联网领域，具体是一种基于时钟偏移的Zigbee节点认证方法及巡检验证方法。

背景技术

消防设施作为防火救灾重要的设施，对于保障业主单位人民生命财产安全具有重要作用，保证其正常工作显得尤为重要。巡检是跟踪记录消防设施工作状态的常用手段，我国消防栓设备的巡检主要是靠业主单位值班人员的巡回检查。巡检时，首先要检查周围设施有没有明显被破坏、损毁等，接下来需要检查消防设施本身的功能是否完好，发现问题后电话或口头向管理部门汇报，以便管理部门下达处理指令，这种巡检方式存在过度信任或依赖值班人员，会出现监管力度不够，出现误检、漏检现象。

一些消防设施智能巡检系统被提出，包括：

1)基于RFID的巡检方式。在消防设施上粘贴RFID标签，用于记录消防设施安装、使用、维护、报销等信息，由RFID读写器读取消防设施上RFID的数据，并上传到消防控制中心，实现对消防设施在位和过期情况实时监测。然而RFID标签可被伪造，传输的消息也容易被监听或篡改，而且由于没有校验巡检人身份、位置、巡检过程，就出现非法人员伪装巡检员破坏系统，和巡检员巡检不负责或伪造巡检的行为等事件的发生。

2)基于Zigbee的巡检方式。当消防巡检员手持Zigbee采集器到达Zigbee无线智能消防设施监测传感器附近时，通过数据库得到该位置信息，并在采集器上登记设备状态数据后，实时通过Zigbee网络保存数据库服务器上，从而实现对消防设施的监测。虽然，Zigbee通信协议被认为是安全的，但这种安全性建立在Zigbee节点可信的基础上的，难以阻止数据被恶意修改或者伪造。

3)基于视频的巡检方式。本方法通过安装摄像头采集消防设施周围的图像视频的方式，实时查看消防设施运行状态，监测巡检员的巡检情况，判断是否有非法人员入侵的情况。然而，摄像头部署的代价太高，没有部署摄像头的区域也无法监测，而且视频的传输量非常大，查询和管理也比较困难。

综合以上现状与需求，需要建立一种安全的消防设施巡检方法，通过节点校验、身份校验、位置校验、巡检过程校验等安全技术，规范化消防设施巡检管理，实现安全化巡检，实现节点的可信验证，提高巡检人员的责任心，及时消除安全隐患，防患于未然。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种基于时钟偏移的Zigbee节点认证方法及巡检验证方法，解决现有的消防巡检容易出现误检、漏检的问题，同时还能解决信息容易被伪造和篡改的问题；另外本发明还能确保巡检员身份的合法性，防止非法人员对系统造成破坏，防止巡检员出现伪造巡检过程或巡检不负责的情况。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案实现：

一种基于时钟偏移的Zigbee节点认证方法，包括以下步骤：

步骤(1-1)：首先生成时钟偏移指纹信息；

步骤(1-2)：根据步骤(1-1)中得到的指纹信息，产生数字水印；

步骤(1-3)：最后进行数据来源认证。

进一步地，作为优选技术方案，所述步骤(1-1)的具体过程为：把用于评估数据源节点时钟偏移特征的时钟偏差集信息，经过编码、加入认证码及加密处理，生成时钟偏移指纹信息。

进一步地，作为优选技术方案，所述步骤(1-2)的具体过程为：利用鲁棒数字水印技术，将时钟偏移指纹信息绑定到源节点所釆集的数据当中。

进一步地，作为优选技术方案，所述步骤(1-3)的具体过程为：

步骤(1-3-1)：利用密钥提取编码过的时钟偏移指纹信息，恢复出用于评估数据源节点时钟偏移特征的计算信息；

步骤(1-3-2)：通过步骤(1-3-1)得到的计算信息，利用时钟偏移验证算法，分析出数据来源节点的时钟偏移特征；

步骤(1-3-3)：将步骤(1-3-2)得到的时钟偏移特征与对应的Zigbee节点的时钟偏移信息进行对比，即可以认证出当前数据是否来源于所对应的Zigbee节点。

一种基于上述一种基于时钟偏移的Zigbee节点认证方法的巡检验证方法，包括以下步骤：

步骤(2-1)：消防监控中心消防设施管理平台注册消防设施，消防设施信息由Zigbee传感器网络采集，通过移动终端读取信息并上传到消防监控中心；

步骤(2-2)：通过移动终端APP校验巡检员身份，分配巡检任务和巡检标准；

步骤(2-3)：巡检员到达巡检点，校验巡检员的位置，按照巡检标准对消防设施进行巡检；