一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置的制作方法

本发明属于海上探测技术领域。

背景技术：

目前，水下目标探测作为一种检测、定位、识别和跟踪的手段越来越受到各国海洋探测领域的关注。在海洋中通过声纳探测器收集的目标信息通常是通过无线传输形式输送给上位机进行信息处理。在报文传输过程中面临众多安全风险，极易被外来入侵设备截获。目前国内在水声探测领域大力发展探测技术，但是对水声探测器的信息传输安全方面研究薄弱。如何快速安全的将承载的目标信息高效融合、加密是当前急需解决的问题，为海洋水声探测信息交换及传输工作创造稳定、可靠的环境；通常信息加密采用软件加密方式，但是在海洋上软件加密方式需要的处理器相对复杂且加密安全性不高，满足不了信息实时性及安全性的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决在海洋上软件加密复杂且加密安全性不高的问题，提出了一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置。

本发明所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置包括水声探测组件、高精度数字处理单元、无线数字传输组件、无线数字接收组件、解密盒和上位机；

所述水声探测组件，设置在深水中，用于探测海上目标获取目标定位信息；

所述高精度数字处理单元用于对水声探测组件获取的目标定位信息以加密信息簇的方式进行融合、加密、编码，形成加密报文；

所述无线数字传输组件用于发送加密报文；

所述无线数字接收组件用于接收加密报文，并将加密报文发送至解密盒；

所述解密盒用于将加密报文解密成高保真的定位信息原文；

所述上位机用于显示由其内设的labview软件实现高保真的信息原文的直观图形。

本发明所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置通过水声探测组件获取目标定位信息，然后经过高精度数字处理单元对目标定位信息进行融合、加密、编码，形成加密报文，以无线传输的形式发送至解密盒进行高保真的定位信息原文解密，最后通过上位机内设的labview软件实现高保真的信息原文的直观图形显示。

本发明的有益效果是水声探测组件获取目标定位信息通过高精度数字处理单元以信息簇的方式进行融合、加密、编码，形成加密报文，该加密的过程简单、速度快且加密的安全性高；加密报文以无线传输的形式进行传输，方便快捷，通过解密盒对加密报文进行解密，最后通过上位机的labview软件实现高保真的信息原文的直观图形显示；显示更直观并且显示效果极好。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置的结构框图；

图2为具体实施方式三中的高精度数字处理单元的结构示意图，其中k为虑除噪声信号后的磁信号，vx为还原后的x轴的水声信号，vy为还原后的y轴的水声信号，w为还原后的声压水声信号；

图3为具体实施方式四中rsa模块的加密过程示意图；

图4为具体实施方式四中解密盒的解密过程示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置包括水声探测组件1、高精度数字处理单元2、无线数字传输组件3、无线数字接收组件4、解密盒5和上位机6；

所述水声探测组件1，设置在深水中，用于探测海上目标获取目标定位信息；

所述高精度数字处理单元2用于对水声探测组件1获取的目标定位信息以加密信息簇的方式进行融合、加密、编码，形成加密报文；

所述无线数字传输组件3用于发送加密报文；

所述无线数字接收组件4用于接收加密报文，并将加密报文发送至解密盒5；

所述解密盒5用于将加密报文解密成高保真的定位信息原文；

所述上位机6用于显示由其内设的labview软件实现高保真的信息原文的直观图形。

在本实施方式中，水声探测组件1位于海上深水区，高精度数字处理单元2和无线数字传输组件3位于海上浅水区，水声探测组件1和高精度数字处理单元2以同轴电缆相连；所述无线数字传输组件3利用lora扩频技术实现远距离高可靠传输，无线数字传输组件3的纠错能力强，在突发干扰的情况下，能主动纠正被干扰的数据包。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置进一步解释说明，在本实施方式中，所述水声探测组件1包括磁传感器、矢量水声传感器、声压水声传感器、agc电路1-1、滤波电路1-2和多路信号同步传输电路1-3；

所述磁传感器用于实时获取目标的磁信号；

所述矢量水声传感器用于实时获取目标的正交矢量水声信号，其中，正交矢量水声信号包括目标所在点o的水声信号、x轴的水声信号以及y轴的水声信号；x轴表示目标所在点东西方向，y轴表示目标所在点南北方向；

所述声压水声传感器用于实时获取目标的声压水声信号；

所述agc电路1-1，与矢量水声传感器和声压水声传感器连接，用于对正交矢量水声信号和声压水声信号进行放大；

所述滤波电路1-2，与agc电路1-1和磁传感器连接，用于虑除并隔离磁信号、放大后的正交矢量水声信号和放大后的声压水声信号中的噪声信号；

所述多路信号同步传输电路1-3，与滤波电路1-2连接，用于保证虑除噪声信号后的磁信号、虑除噪声信号后的正交矢量水声信号以及虑除噪声信号后的声压水声信号同步传输。

在本实施方式中，agc电路1-1为自动增益控制电路，目标定位信息以磁信号、声压水声信号以及正交矢量水声信号的形式被获取，正交矢量水声信号声压水声信号0时差被采集和磁信号一并通过加密信息簇的方式被高精度数字处理单元2融合、加密、编码，形成加密报文。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置进一步解释说明，在本实施方式中，所述高精度数字处理单元2包括fpga2-1和三组数字采集器2-2；

三组数字采集器2-2分别采集虑除噪声信号后的x轴的水声信号、虑除噪声信号后的y轴的水声信号以及虑除噪声信号后的声压水声信号，实现同步还原；

所述fpga2-1，与三组数字采集器2-2和多路信号同步传输电路1-3连接，用于接收多路信号同步传输电路1-3传输的虑除噪声信号后的磁信号，对三组数字采集器2-2采集的虑除噪声信号后的磁信号、还原后的声压水声信号、还原后的x轴的水声信号以及还原后的y轴的水声信号以加密信息簇的方式进行融合，形成单组数据串，然后加密、编码，以485数据传输格式输出。

在本实施方式中，fpga2-1的型号为：ep2c8t144c8n；数字采集器2-2为24位高速采集芯片，其型号为ads1256；复位时钟电路2-4用于复位fpga2-1；jtag接口2-3用于测试fpga2-1；加密报文以485数据传输格式输出，在无线传输过程确保信息的安全性更高。

具体实施方式四：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置进一步解释说明，在本实施方式中，fpga2-1利用rsa模块对对单组数据串进行非对称加密；

所述rsa模块包括随机素数产生模块、乘积值计算模块、欧拉函数模块、公钥生成模块、私钥产生模块和加密模块；

所述随机素数产生模块用于随机产生两个素数p、q，两个大素数p、q均为保密状态；

所述乘积值计算模块用于计算p、q的乘积，得出乘积值n，n为公开状态，即n＝p×q；

所述欧拉函数模块用于得到欧拉函数值所述为保密状态；

所述公钥生成模块用于随机选取整数e作为公钥，其中e为公开状态，并且，满足gcd为最大公约数；

所述私钥产生模块用于生产私钥d，私钥d为保密状态，满足也就是说销毁p、q、

所述加密模块用于加密变换，加密变换时，将明文m分块并数字化，每个数字化明文块的长度不大于[log2n]，使用公钥e加密明文m，即c＝m^emod(n)，mod为求余函数；得出密文c。

在本实施方式中，每个数字化明文块的长度不大于[log2n]的目的是算出明文m二进制的最多位数。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种加密信息簇式高保真海上目标探测装置进一步解释说明，在本实施方式中，解密盒5的解密过程为：使用私钥d获得明文m，即m＝c^emod(n)。