農業(yè)物聯(lián)網導論課件 第11章 農業(yè)物聯(lián)網安全及其可靠性

農業(yè)物聯(lián)網安全及其可靠性第11章11.1農業(yè)物聯(lián)網安全11.2農業(yè)物聯(lián)網設備的可靠性11.1農業(yè)物聯(lián)網安全11.1.1農業(yè)物聯(lián)網安全問題為促進農業(yè)物聯(lián)網健康發(fā)展，勢必要解決農業(yè)物聯(lián)網本身存在的各種問題，其中也包括安全問題。農業(yè)物聯(lián)網信息感知、信息網絡傳輸、信息應用均呈現(xiàn)出多樣化的特點，這也使農業(yè)物聯(lián)網安全面臨著更為嚴峻的挑戰(zhàn)。1.感知層安全問題農業(yè)物聯(lián)網感知層存在信息種類多、數(shù)據(jù)量大、節(jié)點管理控制難度大、安全防護能力低等問題，易發(fā)生安全事故。2.網絡層安全問題網絡層需穩(wěn)定、可靠傳輸海量信息，但多節(jié)點集群傳輸可能影響網絡穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全。農業(yè)物聯(lián)網網絡層面臨非法接入、數(shù)據(jù)竊取、病毒入侵等威脅，需解決異構網絡互聯(lián)互通、安全認證、訪問控制等問題，確保系統(tǒng)正常運行。3.應用層安全問題農業(yè)物聯(lián)網應用層需完善認證機制和訪問權限，保護用戶隱私，并提高數(shù)據(jù)處理效率和安全性。同時，需具備意外控制和快速恢復系統(tǒng)正常運行的能力。11.1農業(yè)物聯(lián)網安全11.1.2農業(yè)物聯(lián)網安全保障技術農業(yè)物聯(lián)網安全需成熟技術保障，現(xiàn)有互聯(lián)網安全機制可借鑒但需個性化技術。橫向防御體系要求各層次內部安全防護，縱向防御體系需防止層間安全問題擴散。建立安全管理支撐平臺集成安全基礎設施，形成全面防護體系。11.1農業(yè)物聯(lián)網安全1.感知層安全保障技術農業(yè)物聯(lián)網感知層需利用安全芯片、安全通信技術等進行安全防護，涉及輕量級密碼算法和安全協(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，輕量級安全協(xié)議能減少通信次數(shù)、流量及計算量，對實現(xiàn)農業(yè)物聯(lián)網感知層的安全意義重大。2.網絡層安全保障技術農業(yè)物聯(lián)網網絡層需處理多網融合和傳感網路由問題，構建統(tǒng)一路由體系、設計抗攻擊路由算法。綜合運用容侵容錯、入侵檢測、防火墻、數(shù)據(jù)加密等技術提升數(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.應用層安全保障技術農業(yè)物聯(lián)網應用層是業(yè)務和安全核心，涉及云平臺安全和隱私保護技術。數(shù)據(jù)安全是關鍵，需加密、數(shù)據(jù)隔離、密鑰管理等技術保障農業(yè)云系統(tǒng)安全。隱私保護技術用于保護設備身份和位置隱私。11.2農業(yè)物聯(lián)網設備的可靠性農業(yè)物聯(lián)網通過傳感器模塊、物聯(lián)網關、通信及組網模塊、智能控制設備等硬件實現(xiàn)感知、處理、通信、控制等功能。農業(yè)物聯(lián)網是一個非常復雜的系統(tǒng)，不同領域、不同生產流程的環(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對農業(yè)物聯(lián)網生產設備及其生產效率產生影響，因此電磁兼容、環(huán)境可靠性和安規(guī)的設計對于保障農業(yè)物聯(lián)網設備穩(wěn)定性、可靠性和數(shù)據(jù)準確性具有重要意義。11.2農業(yè)物聯(lián)網設備的可靠性11.2.1農業(yè)物聯(lián)網設備電磁兼容性農業(yè)物聯(lián)網設備的電磁兼容性能影響其可靠性和安全性。設備需具備電磁抗擾能力，不干擾其他系統(tǒng)，也不會遭受其他系統(tǒng)的電磁干擾。EMC測試是判斷設備電磁兼容性能的主要方式，通過測試設備的電磁敏感性及其所能造成的電磁干擾，與測試標準比照得出結果。電磁敏感性越低，電磁抗擾能力越強。通過EMC測試找出設備的電磁兼容薄弱點并進行改進，進行電磁兼容設計，是提高設備電磁兼容性能的關鍵手段。11.2農業(yè)物聯(lián)網設備的可靠性11.2.2農業(yè)物聯(lián)網設備的環(huán)境可靠性農業(yè)物聯(lián)網設備的環(huán)境可靠性是指在特定環(huán)境條件下設備正常工作的概率。為確保設備在實際應用中能承受各種氣候和機械環(huán)境影響，需進行環(huán)境可靠性測試和環(huán)境適應性設計。環(huán)境可靠性測試包括氣候、力學和綜合環(huán)境測試，有助于了解設備性能并進行提升。環(huán)境適應性設計通過消解環(huán)境影響和提高設備抗干擾能力來增強設備的適應性。農業(yè)物聯(lián)網設備的環(huán)境可靠性是產品競爭的核心，建立環(huán)境可靠性評價體系標準至關重要。提高農業(yè)物聯(lián)網設備的環(huán)境可靠性有助于減少故障和經濟損失，保障農業(yè)生產和管理。11.2農業(yè)物聯(lián)網設備的可靠性11.2.3農業(yè)物聯(lián)網設備安規(guī)農業(yè)物聯(lián)網設備安規(guī)涉及產品銷售地的法規(guī)和產品標準規(guī)范，認證項目涉及電流、溫度、電磁兼容性等，對設備中使用的材料、元件等有嚴格要求。安規(guī)設計以提升設備安全性和競爭力為目的，防止用戶和維修人員遭受傷害，保護使用環(huán)境。農業(yè)物聯(lián)網設備需經過安規(guī)認證，獲得證書并添加標志才能銷售和使用，經過認證的設備可靠性和穩(wěn)定性更強，使用壽命更長。11.2農業(yè)物聯(lián)網設備的可靠性11.2.4農業(yè)物聯(lián)網系統(tǒng)故障診斷農業(yè)追求智能化發(fā)展，農業(yè)物聯(lián)網系統(tǒng)需科學監(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：構建數(shù)理模型，準確度依賴模型精確度。簡單算法，通過模型獲得狀態(tài)信息。（2）基于信號處理：分析目標對象信號，依據(jù)特征參數(shù)數(shù)據(jù)，