專利名稱：一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提出了一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置。
背景技術(shù)：
對于石油、石化、電力、鋼鐵、煤礦等生產(chǎn)行業(yè)，對連續(xù)生產(chǎn)的安全 性和可靠性有著極高的要求。這種企業(yè)對于過程控制網(wǎng)絡(luò)的安全性要求極 高，因此都采用專網(wǎng)。但是現(xiàn)有的專網(wǎng)通信系統(tǒng)中，隨著信息化建設(shè)的發(fā) 展，越來越多的數(shù)據(jù)要與其它局域系統(tǒng)或公共通信信息網(wǎng)共享，以供聯(lián)網(wǎng) 査看、監(jiān)測各種信息。由于需要與外網(wǎng)有連接點，外界可通過連接點侵入 到專網(wǎng)通信系統(tǒng)中，影響甚至破壞專網(wǎng)系統(tǒng)。
但是很多企業(yè)又不得不將專網(wǎng)與外網(wǎng)連接，例如煤炭、電力企業(yè)，他 們的專網(wǎng)必須與環(huán)境監(jiān)測部門的網(wǎng)絡(luò)連接，以對電廠等排放煙氣污染物的 企業(yè)進行監(jiān)測，這就要把環(huán)保部門的監(jiān)測系統(tǒng)接入到電力通信系統(tǒng)。而這 種接入多是采用雙向的直接通信接入。圖1表示了現(xiàn)有的其它系統(tǒng)與電力 專網(wǎng)系統(tǒng)連接的情況。這種情況下，專網(wǎng)的安全性無法得到保障。電廠的
CEMS系統(tǒng)通過GPRS終端接入到了互聯(lián)網(wǎng)，而且通信是雙向的，對于電 力系統(tǒng)的運行存在了安全隱患，不符合《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》。 因此，急需開發(fā)一種單向的安全隔離裝置，安裝在電廠CEMS系統(tǒng)與GPRS 終端之間，以確保專網(wǎng)內(nèi)的系統(tǒng)不受外界系統(tǒng)的侵擾。

實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實用新型的目的是提出一種采 用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置，能夠在專網(wǎng)與外網(wǎng)連接時符合相關(guān)規(guī) 定，并提高網(wǎng)絡(luò)安全性。
為了達到上述目的，本實用新型提出了一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置，包括
專網(wǎng)通信接口模塊，所述專網(wǎng)通信接口模塊實現(xiàn)與專網(wǎng)通信協(xié)議的處 理，通信接口電路轉(zhuǎn)換，以得到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；
編碼模塊，所述編碼模塊將數(shù)據(jù)和指令編碼并輸出給數(shù)據(jù)調(diào)制處理電 路，具有數(shù)據(jù)發(fā)送功能而不具有數(shù)據(jù)接收功能；
數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊，該模塊將編碼模塊輸出的數(shù)據(jù)進行調(diào)制輸出 為模擬信號；有數(shù)據(jù)輸出部分和指令輸出部分。
數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊，該模塊接收來自數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊的模 擬信號并進行解調(diào)處理，將解調(diào)出的數(shù)字信號傳送給解碼模塊進行處理。
解碼模塊，所述解碼模塊將從數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊接收到的數(shù)字信 號轉(zhuǎn)換為需要傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)；所解碼模塊具有數(shù)據(jù)接收功能而不具有數(shù) 據(jù)發(fā)送功能；
外網(wǎng)通信接口模塊，所述外網(wǎng)通信接口模塊實現(xiàn)與外網(wǎng)通信協(xié)議的處 理，通信接口電路轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳輸給外網(wǎng)。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述通信接口模塊采用RS-232通信接口 方式，所述數(shù)據(jù)調(diào)制電路所用芯片為AD420AR和MCP60021，所述專網(wǎng) 和外網(wǎng)通信接口模塊CPU、編碼處理、解碼處理、數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路均為 DSPIC6012芯片。
本實用新型提出了一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置，針對現(xiàn)有 技術(shù)中外網(wǎng)與專網(wǎng)連接時安全性不符合相關(guān)規(guī)定的問題而發(fā)明，包括專 網(wǎng)通信接口模塊、編碼模塊、數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊、數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路 模塊、解碼模塊、外網(wǎng)通信接口模塊；其中所述編碼模塊具有數(shù)據(jù)發(fā)送功 能而不具有數(shù)據(jù)接收功能；所解碼模塊具有數(shù)據(jù)接收功能而不具有數(shù)據(jù)發(fā) 送功能；數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊和數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊具有模擬信號與 數(shù)據(jù)信號之間的轉(zhuǎn)換功能。這樣就可以保證數(shù)據(jù)僅能夠由專網(wǎng)向外網(wǎng)發(fā) 送，發(fā)送過程是物理上的單向模擬傳輸，而不能反向發(fā)送，這樣就極大的 提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。裝置工作過程為專網(wǎng)通信接口模塊與專網(wǎng)雙向交互通信得到數(shù)據(jù) 后，由編碼模塊輸出數(shù)字信號，再調(diào)制為模擬信號，到模擬信號解調(diào)為數(shù) 字信號，再由解碼模塊接收處理，最后由外網(wǎng)通信接口模塊實現(xiàn)與外網(wǎng)的 雙向通信，將數(shù)據(jù)傳輸給外網(wǎng)。裝置內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸是物理電路上的單向模擬 傳輸，這樣就可以保證數(shù)據(jù)僅能夠由專網(wǎng)向外網(wǎng)發(fā)送，而不能反向發(fā)送， 這樣就使專網(wǎng)完全不受外網(wǎng)的影響。


圖1為現(xiàn)有的其它系統(tǒng)與電力專網(wǎng)系統(tǒng)連接的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型優(yōu)選實施實例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為專網(wǎng)通信接口模塊、編碼模塊； 圖4為數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊；
圖5為數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊、解碼模塊、外網(wǎng)通信接口模塊。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細說明。 對于所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，從對本實用新型的詳細說明中，本實 用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。
本實用新型提出了一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置，其結(jié)構(gòu)如 圖2所示，包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分和數(shù)據(jù)接收部分。
所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分包括
專網(wǎng)通信接口模塊，所述專網(wǎng)通信接口模塊實現(xiàn)與專網(wǎng)通信協(xié)議的處 理，通信接口電路轉(zhuǎn)換，以得到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；
編碼模塊，所述編碼模塊將數(shù)據(jù)和指令編碼并輸出給數(shù)據(jù)調(diào)制處理電 路，具有數(shù)據(jù)發(fā)送功能而不具有數(shù)據(jù)接收功能；
數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊，該模塊將編碼模塊輸出的數(shù)據(jù)進行調(diào)制輸出 為模擬信號；有數(shù)據(jù)輸出部分和指令輸出部分。所述數(shù)據(jù)接收部分包括
數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊，該模塊接收來自數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊的模 擬信號并進行解調(diào)處理，將解調(diào)出的數(shù)字信號傳送給解碼模塊進行處理。
解碼模塊，所述解碼模塊將從數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊接收到的數(shù)字信 號轉(zhuǎn)換為需要傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)；所解碼模塊具有數(shù)據(jù)接收功能而不具有數(shù) 據(jù)發(fā)送功能；
外網(wǎng)通信接口模塊，所述外網(wǎng)通信接口模塊實現(xiàn)與外網(wǎng)通信協(xié)議的處 理，通信接口電路轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳輸給外網(wǎng)；
本實用新型第一優(yōu)選實施例提出的通信隔離裝置能夠?qū)崿F(xiàn)單行數(shù)據(jù) 傳輸，防止因與外網(wǎng)連接而導(dǎo)致的安全隱患。
其中隔離裝置可以具體為如圖3、 4、 5所示，專網(wǎng)通信接口模塊為 RS-232通信接口方式，接收電平轉(zhuǎn)換模塊和發(fā)送電平轉(zhuǎn)換模塊為 ADM202;專網(wǎng)通信接口芯片U4的收發(fā)腳(11、 12管腳)分別與光耦隔 離芯片(TLP521-1) U2、 U3相連，隔離后U2、 U3再接DSPIC6012芯片 Ul的31、 32管腳。CPU (Ul)根據(jù)專網(wǎng)系統(tǒng)通信協(xié)議編程以得到需要傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)。
編碼處理模塊將由專網(wǎng)通信接口模塊得到的數(shù)據(jù)按類型和含義編碼， 因調(diào)制電路采用的是模擬信號傳輸，D/A芯片為16位，為了保證數(shù)據(jù)傳 輸?shù)耐暾裕瑢?shù)據(jù)按字節(jié)傳輸，每個字節(jié)左移八位，最低八位補0x80， 再送給數(shù)據(jù)調(diào)制電路，以解決模擬傳輸?shù)木葐栴}，數(shù)據(jù)輸出同時，將別 一路D/A輸出為高電平，作為指令以指示對方此數(shù)據(jù)有效，可以進行采 樣；編碼模塊通過SPI總線與數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路相連，U1的4管腳接U5 和U6的8腳，Ul的5管腳接U5的9管腳，Ul的6管腳接U6的10管 腳，然后U5的10管腳與U6的9管腳相連，Ul的8管腳與U5和U6的 7管腳相連。
數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路的主要用到U5、 U6、 0P1， U5的17管腳與OP1 的3管腳相連，U6的17管腳與OP1有5管腳相連，OP1有1管腳和7 管腳經(jīng)電阻后分別接U17的13、 14管腳。在解碼模塊的芯片DSPIC6012 (U17)內(nèi)集成有數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路部 分，也就是12位的A/D轉(zhuǎn)換模塊；解碼模塊首先檢查指令輸入端，如果 指示數(shù)據(jù)有效則采樣數(shù)據(jù)輸入端，將采樣到的數(shù)據(jù)右移四位，以得到有效 數(shù)據(jù)。
外網(wǎng)通信接口模塊通過U17按與外網(wǎng)的通信協(xié)議，將數(shù)據(jù)傳輸給外 網(wǎng)。外網(wǎng)通信接口模塊為RS-232通信接口方式，U17的31、 32管腳與光 耦U15、 U16相連，經(jīng)U15、 U16隔離后與U18的11、 12管腳相連，U18 的13、 14管腳再與外網(wǎng)的RS-232通信接口相連。
整個系統(tǒng)只有專網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送到其它系統(tǒng)，不會接收到其它系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)，這樣就保證專網(wǎng)系統(tǒng)的安全，也符合了某些專網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)范。
雖然，本實用新型已通過以上實施例及其附圖而清楚說明，然而在不 背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根 據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的變化和修正，但這些相應(yīng)的變化和修正都應(yīng) 屬于本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置，其特征在于，包括專網(wǎng)通信接口模塊，所述專網(wǎng)通信接口模塊實現(xiàn)與專網(wǎng)通信協(xié)議的處理，通信接口電路轉(zhuǎn)換，以得到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；編碼模塊，所述編碼模塊將數(shù)據(jù)和指令編碼并輸出給數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路，具有數(shù)據(jù)發(fā)送功能而不具有數(shù)據(jù)接收功能；數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊，該模塊將編碼模塊輸出的數(shù)據(jù)進行調(diào)制輸出為模擬信號；有數(shù)據(jù)輸出部分和指令輸出部分。數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊，該模塊接收來自數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊的模擬信號并進行解調(diào)處理，將解調(diào)出的數(shù)字信號傳送給解碼模塊進行處理。解碼模塊，所述解碼模塊將從數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊接收到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為需要傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)；所解碼模塊具有數(shù)據(jù)接收功能而不具有數(shù)據(jù)發(fā)送功能；外網(wǎng)通信接口模塊，所述外網(wǎng)通信接口模塊實現(xiàn)與外網(wǎng)通信協(xié)議的處理，通信接口電路轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳輸給外網(wǎng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置， 其特征在于，所述通信接口模塊采用RS-232通信接口，所用接口電平轉(zhuǎn) 換芯片為ADM202。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置， 其特征在于，所述數(shù)據(jù)調(diào)制電路所用芯片為AD420AR和MCP60021。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置， 其特征子在于，所述專網(wǎng)和外網(wǎng)通信接口模塊CPU、編碼處理、解碼處理、 數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路均為DSPIC6012芯片。
專利摘要本實用新型提出了一種采用單向模擬傳輸?shù)耐ㄐ鸥綦x裝置，針對現(xiàn)有技術(shù)中外網(wǎng)與專網(wǎng)連接時安全性不符合相關(guān)規(guī)定的問題而發(fā)明，包括專網(wǎng)通信接口模塊、編碼模塊、數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊、數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊、解碼模塊、外網(wǎng)通信接口模塊；其中所述編碼模塊具有數(shù)據(jù)發(fā)送功能而不具有數(shù)據(jù)接收功能；所解碼模塊具有數(shù)據(jù)接收功能而不具有數(shù)據(jù)發(fā)送功能；數(shù)據(jù)調(diào)制處理電路模塊和數(shù)據(jù)解調(diào)處理電路模塊具有模擬信號與數(shù)據(jù)信號之間的轉(zhuǎn)換功能。這樣就可以保證數(shù)據(jù)僅能夠由專網(wǎng)向外網(wǎng)發(fā)送，發(fā)送過程是物理上的單向模擬傳輸，而不能反向發(fā)送，這樣就極大的提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。
文檔編號H04L9/00GK201252556SQ200820105830
公開日2009年6月3日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者呂燕石, 孟廣民, 張國強, 楊立波, 賀 陳, 陳洪雨, 靳偉敬 申請人:石家莊科林自動化有限公司;河北省電力公司