農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課件 第11章 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全及其可靠性

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全及其可靠性第11章11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全11.1.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題為促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展，勢(shì)必要解決農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)本身存在的各種問(wèn)題，其中也包括安全問(wèn)題。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知、信息網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息應(yīng)用均呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，這也使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。1.感知層安全問(wèn)題農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層存在信息種類多、數(shù)據(jù)量大、節(jié)點(diǎn)管理控制難度大、安全防護(hù)能力低等問(wèn)題，易發(fā)生安全事故。2.網(wǎng)絡(luò)層安全問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)層需穩(wěn)定、可靠傳輸海量信息，但多節(jié)點(diǎn)集群傳輸可能影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層面臨非法接入、數(shù)據(jù)竊取、病毒入侵等威脅，需解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、安全認(rèn)證、訪問(wèn)控制等問(wèn)題，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。3.應(yīng)用層安全問(wèn)題農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層需完善認(rèn)證機(jī)制和訪問(wèn)權(quán)限，保護(hù)用戶隱私，并提高數(shù)據(jù)處理效率和安全性。同時(shí)，需具備意外控制和快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的能力。11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全11.1.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全保障技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全需成熟技術(shù)保障，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制可借鑒但需個(gè)性化技術(shù)。橫向防御體系要求各層次內(nèi)部安全防護(hù)，縱向防御體系需防止層間安全問(wèn)題擴(kuò)散。建立安全管理支撐平臺(tái)集成安全基礎(chǔ)設(shè)施，形成全面防護(hù)體系。11.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全1.感知層安全保障技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層需利用安全芯片、安全通信技術(shù)等進(jìn)行安全防護(hù)，涉及輕量級(jí)密碼算法和安全協(xié)議。安全協(xié)議可保障協(xié)議參與方的身份、信息等不被泄露，輕量級(jí)安全協(xié)議能減少通信次數(shù)、流量及計(jì)算量，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層的安全意義重大。2.網(wǎng)絡(luò)層安全保障技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層需處理多網(wǎng)融合和傳感網(wǎng)路由問(wèn)題，構(gòu)建統(tǒng)一路由體系、設(shè)計(jì)抗攻擊路由算法。綜合運(yùn)用容侵容錯(cuò)、入侵檢測(cè)、防火墻、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)提升數(shù)據(jù)傳輸安全，有效防止惡意控制、竊取和篡改數(shù)據(jù)。3.應(yīng)用層安全保障技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層是業(yè)務(wù)和安全核心，涉及云平臺(tái)安全和隱私保護(hù)技術(shù)。數(shù)據(jù)安全是關(guān)鍵，需加密、數(shù)據(jù)隔離、密鑰管理等技術(shù)保障農(nóng)業(yè)云系統(tǒng)安全。隱私保護(hù)技術(shù)用于保護(hù)設(shè)備身份和位置隱私。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)傳感器模塊、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、通信及組網(wǎng)模塊、智能控制設(shè)備等硬件實(shí)現(xiàn)感知、處理、通信、控制等功能。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，不同領(lǐng)域、不同生產(chǎn)流程的環(huán)境差異大，較大的干濕度變化、溫度變化、腐蝕性氣體（鹽霧）等環(huán)境可靠性因素以及雷擊（Surge）、靜電放電（Electro-Staticdischarge，ESD）等電磁干擾因素都會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響，因此電磁兼容、環(huán)境可靠性和安規(guī)的設(shè)計(jì)對(duì)于保障農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性具有重要意義。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電磁兼容性農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電磁兼容性能影響其可靠性和安全性。設(shè)備需具備電磁抗擾能力，不干擾其他系統(tǒng)，也不會(huì)遭受其他系統(tǒng)的電磁干擾。EMC測(cè)試是判斷設(shè)備電磁兼容性能的主要方式，通過(guò)測(cè)試設(shè)備的電磁敏感性及其所能造成的電磁干擾，與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)比照得出結(jié)果。電磁敏感性越低，電磁抗擾能力越強(qiáng)。通過(guò)EMC測(cè)試找出設(shè)備的電磁兼容薄弱點(diǎn)并進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)，是提高設(shè)備電磁兼容性能的關(guān)鍵手段。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的環(huán)境可靠性農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的環(huán)境可靠性是指在特定環(huán)境條件下設(shè)備正常工作的概率。為確保設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中能承受各種氣候和機(jī)械環(huán)境影響，需進(jìn)行環(huán)境可靠性測(cè)試和環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)。環(huán)境可靠性測(cè)試包括氣候、力學(xué)和綜合環(huán)境測(cè)試，有助于了解設(shè)備性能并進(jìn)行提升。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)通過(guò)消解環(huán)境影響和提高設(shè)備抗干擾能力來(lái)增強(qiáng)設(shè)備的適應(yīng)性。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的環(huán)境可靠性是產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的核心，建立環(huán)境可靠性評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的環(huán)境可靠性有助于減少故障和經(jīng)濟(jì)損失，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安規(guī)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安規(guī)涉及產(chǎn)品銷售地的法規(guī)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，認(rèn)證項(xiàng)目涉及電流、溫度、電磁兼容性等，對(duì)設(shè)備中使用的材料、元件等有嚴(yán)格要求。安規(guī)設(shè)計(jì)以提升設(shè)備安全性和競(jìng)爭(zhēng)力為目的，防止用戶和維修人員遭受傷害，保護(hù)使用環(huán)境。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需經(jīng)過(guò)安規(guī)認(rèn)證，獲得證書(shū)并添加標(biāo)志才能銷售和使用，經(jīng)過(guò)認(rèn)證的設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性更強(qiáng)，使用壽命更長(zhǎng)。11.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性11.2.4農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷農(nóng)業(yè)追求智能化發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需科學(xué)監(jiān)控與管理以確?？煽啃院桶踩?。故障診斷方法在減少損失方面發(fā)揮重要作用。依據(jù)建模方法和處理手段的差異，可以將故障診斷方法分為以下三種類型：（1）基于解析模型：構(gòu)建數(shù)理模型，準(zhǔn)確度依賴模型精確度。簡(jiǎn)單算法，通過(guò)模型獲得狀態(tài)信息。（2）基于信號(hào)處理：分析目標(biāo)對(duì)象信號(hào)，依據(jù)特征參數(shù)數(shù)據(jù)，