一种基于物联网的宠物安全监测系统的制作方法

本发明涉及数据传输安全，尤其涉及一种基于物联网的宠物安全监测系统。

背景技术：

1、随着宠物经济的兴起，越来越多的家庭开始饲养宠物。为了更好地照顾宠物的健康和安全，物联网技术被广泛应用到宠物监测系统中。然而，宠物监测系统在收集和传输宠物数据时面临着数据安全和隐私保护的问题。

2、中国专利公开号cn114900513a公开了一种远程宠物安全告警系统，包括宠物智能终端设备、宠物安全管理平台以及宠物安全告警客户端；宠物智能设备终端包括宠物家务装置和数据感知采集装置；宠物安全管理平台包括转协议模块、多源数据处理模块和判决告警模块；多源数据处理模块用于存储重力传感器、红外传感器、红外传感器等信息传感器所传输的多种数据，并采用各类传感器对应的归一化处理方法处理数据，接着使用多源数据融合算法对所收集的数据处理，最后将处理后的安全告警综合值传递给判决告警模块；宠物安全告警客户端用于查看终端设备中信息传感器所收集的信息和获取宠物安全告警信息。本发明在无人看管宠物的情况下，实时监控宠物的安全状况；由此可见，该方案在对宠物数据进行传输时，未针对宠物数据传输的安全性进行分析，存在宠物数据安全性低的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于物联网的宠物安全监测系统，用以克服现有技术中宠物数据安全性低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的宠物安全监测系统，包括，

3、信息获取模块，用以获取历史网络流量数据、网络流量数据、设备行为数据、密钥信息与安全信息；

4、流量分析模块，用以根据获取的历史网络流量数据与监测周期内获取的网络流量数据对网络流量的异常性进行分析；

5、设备行为分析模块，用以根据监测周期内获取的设备行为数据对设备的运行状态进行分析；

6、安全预警模块，用以根据管理周期内网络流量异常性与设备运行状态的分析结果向用户进行数据传输安全预警；

7、加密分析模块，用以根据管理周期内获取的密钥使用频率与密钥使用次数对管理周期内数据加密异常性进行分析；

8、安全管理模块，用以根据传输周期内向用户进行数据安全预警与数据加密异常性的分析结果对下一传输周期的密钥更新周期与防火墙规则传输周期进行管理；

9、安全监测模块，用以根据传输周期内获取的安全事件数量与安全事件平均响应时间对下一传输周期密钥更新周期的管理过程进行优化。

10、进一步地，所述流量分析模块根据获取的历史网络流量数据与监测周期内获取的网络流量数据对网络流量的异常性进行分析，其中：

11、当时，所述流量分析模块判定当前监测周期网络流量正常；

12、当时，所述流量分析模块判定当前监测周期网络流量异常；

13、其中，x为监测周期内获取的传输的数据包的数量，α为预设异常阈值，μ为各历史监测周期传输的数据包数量的平均值，σ为各历史监测周期传输的数据包数量的标准差。

14、进一步地，所述设备行为分析模块设有第一设备分析单元和第二设备分析单元，所述第一设备分析单元用以将监测周期内获取的设备cpu使用率c0与预设cpu使用率c1进行比对，并根据比对结果对设备cpu使用率的异常性进行分析，其中：

15、当c0≤c1时，所述第一设备分析单元判定当前监测周期设备cpu使用率正常；

16、当c0＞c1时，所述第一设备分析单元判定当前监测周期设备cpu使用率异常；

17、所述第二设备分析单元用以根据设备cpu使用率异常性的分析结果与监测周期内获取的设备内存使用率n0对监测周期内设备的运行状态进行分析，其中：

18、若当前监测周期设备cpu使用率正常，当n0≤n1时，所述第二设备分析单元判定当前监测周期设备的运行状态正常；当n0＞n1时，所述第二设备分析单元判定当前监测周期设备的运行状态异常；

19、若当前监测周期设备cpu使用率异常，当n0≤n1×exp[-(c0-c1)/(c0+c1)]时，所述第二设备分析单元判定当前监测周期设备的运行状态正常；当n0＞n1×exp[-(c0-c1)/(c0+c1)]时，所述第二设备分析单元判定当前监测周期设备的运行状态异常；

20、其中，n1为预设内存使用率。

21、进一步地，所述安全预警模块根据管理周期内网络流量异常性的分析结果与设备运行状态的分析结果向用户进行数据安全预警，其中：

22、当{exp[(i1/i0)]-1}/3(i1/i0)×(π/4)]+γ×i2/i0≤p时，所述安全预警模块不向用户进行数据传输安全预警；

23、当{exp[(i1/i0)]-1}/3(i1/i0)×(π/4)]+γ×i2/i0＞p时，所述安全预警模块向用户进行数据传输安全预警；

24、其中，i1为管理周期内网络流量异常的监测周期的数量，i2为管理周期内设备运行状态异常的监测周期的数量，i0为管理周期内监测周期的数量，γ为预设调整系数，p为预设异常系数。

25、进一步地，所述加密分析模块设有第一加密分析单元、第二加密分析单元和加密异常分析单元，所述第一加密分析单元用以将管理周期内获取的密钥使用频率s0与预设频率s1进行比对，并根据比对结果对频率异常指数进行分析；

26、所述第二加密分析单元用以将管理周期内获取的密钥使用次数r0与预设次数r1进行比对，并根据比对结果对使用次数异常指数进行分析。

27、进一步地，所述加密异常分析单元根据管理周期内密钥频率异常指数的分析结果与密钥使用次数异常指数的分析结果对管理周期内数据加密的异常性进行分析，其中：

28、当w1×密钥频率异常指数+w2×密钥使用次数异常指数≤u时，所述加密异常分析单元判定当前管理周期数据的加密正常；

29、当w1×密钥频率异常指数+w2×密钥使用次数异常指数＞u时，所述加密异常分析单元判定当前管理周期数据的加密异常；

30、其中，w1为频率权重，w2为次数权重，u为预设加密异常系数。

31、进一步地，所述安全管理模块设有密钥更新单元和防火墙更新单元，所述密钥更新单元用以根据传输周期内向用户进行数据安全预警的分析结果与数据加密异常性的分析结果对下一传输周期的密钥更新周期进行管理，其中：

32、当j1/j0-lg(j2/j0+1)≤β时，所述密钥更新单元判定当前传输周期数据的安全状态正常，并将下一传输周期的密钥更新周期设为y1，设定y1=y0；

33、当j1/j0-lg(j2/j0+1)＞β时，所述密钥更新单元判定当前传输周期数据的安全状态异常，并将下一传输周期的密钥更新周期设为y2，设定y2=y0×{1-exp{j1/j0-lg(j2/j0+1)-β}/(e-1)}；

34、其中，j1为传输周期内数据加密异常的管理周期的数量，j2为传输周期内向用户进行数据安全预警的管理周期的数量，j0为传输周期内管理周期的数量，β为预设状态系数，y0为预设密钥更新周期。

35、进一步地，所述防火墙更新单元用以根据数据加密异常性的分析结果对下一传输周期防火墙规则的传输周期进行管理，其中：

36、当j1/j0≤e时，所述防火墙更新单元判定当前传输周期数据加密正常，并将下一传输周期防火墙规则的传输周期设为g1，设定g1=g0；

37、当j1/j0＞e时，所述防火墙更新单元判定当前传输周期数据加密异常，并将下一传输周期防火墙规则的传输周期设为g2，设定g2=g0×[1-(j1/j0-e)2]；

38、其中，e为预设比例系数，g0为预设防火墙传输周期。

39、进一步地，所述安全监测模块设有事件监测单元和响应监测单元，所述事件监测单元用以根据传输周期内获取的安全事件数量h0与预设事件数量h1进行比对，并根据比对结果对密钥更新周期的管理过程进行一次优化，其中：

40、当h0≤h1时，所述事件监测单元判定当前传输周期安全事件数量正常，不进行优化；

41、当h0＞h1时，所述事件监测单元判定当前监测周期安全事件数量异常，并对密钥更新周期的管理过程进行一次优化，将优化后的预设状态系数设为β’，设定β’=β×{1-ln[(h0-h1)/(h0+h1)+1]/ln2}。

42、进一步地，所述响应监测单元将传输周期内获取的安全事件平均响应时间t0与预设响应时间t1进行比对，并根据比对结果对密钥更新周期的管理过程进行二次优化，其中：

43、当t0≤t1时，所述响应监测单元判定当前传输周期安全事件的平均响应时间正常，不进行优化；

44、当t0＞t1时，所述响应监测单元判定当前传输周期安全事件的平均响应时间异常，并对密钥更新周期的管理过程进行二次优化，将优化后的预设事件数量设为h1’，设定h1’=h1×[1-η×(t0-t1)/(t0+t1)]，η为预设优化系数。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述流量分析模块通过设置预设异常阈值以提高网络流量异常性分析的准确性，进而提高了向用户进行数据传输安全预警的准确性，所述设备行为分析模块通过设置预设cpu使用率以提高设备cpu使用率异常性分析的准确性，通过设置预设内存使用率以提高设备内存使用率异常性分析的准确性，进而提高了向用户进行数据传输安全预警的准确性，所述加密分析模块通过设置预设频率以提高频率异常指数分析的准确性，通过设置预设次数以提高使用次数异常指数分析的准确性，通过设置各权重与预设加密异常系数以提高数据加密异常性分析的准确性，从而提高了密钥更新周期与防火墙规则传输周期管理的准确性，所述安全管理模块通过设置预设状态系数与预设密钥更新周期以提高下一传输周期密钥更新周期管理的准确性，进而提高了宠物数据的安全性，通过设置预设比例系数与预设防火墙传输周期以提高下一传输周期防火墙规则传输周期管理的准确性，进而提高了宠物数据的安全性，所述安全监测模块通过监测安全事件数量以减少安全事件数量异常对于密钥更新周期管理的影响，从而提高下一传输周期密钥更新周期管理的准确性，通过监测安全事件响应时间以减少安全事件响应时间异常对于密钥更新周期管理的影响，从而提高下一传输周期密钥更新周期管理的准确性，进而提高了宠物数据的安全性。

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