本實用新型涉及家用電器領(lǐng)域，尤其是涉及一種配網(wǎng)微型加密終端。
背景技術(shù)：
當(dāng)前配電自動化系統(tǒng)遠程通信普遍缺乏有效的信息安全防御和數(shù)據(jù)通信保密措施，系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信大都采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，并用明文方式傳送，中間傳輸過程非常容易被截取，這將導(dǎo)致控制命令或敏感數(shù)據(jù)的暴露從而使網(wǎng)絡(luò)安全威脅進一步加大。一般采用加密模塊將控制命令或敏感數(shù)據(jù)進行認證加密，再上送至主站。配電站存在多種類型(K型、P型、W型，有線、無線)站，配電站內(nèi)配電終端通信輸出一般采用101、CDT、MUDBUS等串口通信協(xié)議上送數(shù)據(jù)，同時也有使用電力104以太網(wǎng)規(guī)約上送數(shù)據(jù)的，其原理一般是通過協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備進行協(xié)議變換后通過104規(guī)約上送。
配電站存在數(shù)量龐大，數(shù)據(jù)通信量少。一個配電站存在多個配電控制終端，需上聯(lián)接入，一般通過工業(yè)以太網(wǎng)交換連接多個終端，再通過環(huán)網(wǎng)上聯(lián)接入。因此配電終端數(shù)據(jù)上送的通路上，存在的節(jié)點設(shè)備眾多，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)通信故障時，需逐一排查故障，排查效率低下，耗費時間。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型提供一種配網(wǎng)微型加密終端，解決現(xiàn)有技術(shù)中配電控制終端節(jié)點出現(xiàn)故障時，需逐一排查故障，排查效率低下，耗費時間的技術(shù)問題。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種配網(wǎng)微型加密終端包括：加密芯片、第一以太網(wǎng)PHY芯片、第二以太網(wǎng)PHY芯片、繼電器、第一串口芯片、第二串口芯片、SRAM存儲器、第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器和電源電路，所述加密芯片分別與第一以太網(wǎng)PHY芯片、第二以太網(wǎng)PHY芯片、繼電器、第一串口芯片、第二串口芯片、SRAM存儲器和電源電路連接，所述繼電器分別與第一以太網(wǎng)PHY芯片和第二以太網(wǎng)PHY芯片連接，所述第一以太網(wǎng)PHY芯片通過第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器與以太網(wǎng)連接，所述第二以太網(wǎng)PHY芯片通過第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器與以太網(wǎng)連接。
還包括環(huán)網(wǎng)自愈保護器，所述第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器和第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器均與環(huán)網(wǎng)自愈保護器連接，所述環(huán)網(wǎng)自愈保護器連接光纖環(huán)網(wǎng)，所述加密芯片與環(huán)網(wǎng)自愈保護器連接。
還包括4G通信器，所述4G通信器與加密芯片連接。
所述加密芯片的型號為TF32A9FAL1。
所述第一以太網(wǎng)PHY芯片和第二以太網(wǎng)PHY芯片的型號均為DM9006EP。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：
1、采用加密芯片進行設(shè)計，充分利用SOC(System-on-a-Chip)的處理及接口資源，減少不必的中央處理器模塊及外圍的處理模塊，功能實現(xiàn)通過加密芯片的32位中央處理實現(xiàn)處理，必備的模塊選取低功耗模塊或無源模塊，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，可靠性高。
2、利用繼電器將第一以太網(wǎng)PHY芯片與第二以太網(wǎng)PHY芯片外部直連，為了在兩個網(wǎng)口之間實現(xiàn)旁路功能，通過繼電器的開合實現(xiàn)信號傳輸線的連通和斷開，當(dāng)系統(tǒng)運行正常時，繼電器保持網(wǎng)口之間斷開；當(dāng)系統(tǒng)運行不正?；蛘叩綦姷那闆r下，繼電器之間無電壓，保持網(wǎng)口之間連接在一起。
3、基于SOC加密芯片實現(xiàn)，大大提高了配網(wǎng)終端網(wǎng)關(guān)自身的安全性，實現(xiàn)對應(yīng)用數(shù)據(jù)的選擇加密。
4、兩個以太網(wǎng)PHY芯片最多支持4個以太網(wǎng)接口，環(huán)網(wǎng)自愈保護器支持2個自愈環(huán)網(wǎng)接口，可擴展性強，4G通信器可實現(xiàn)遠程控制與數(shù)據(jù)傳輸。
5、終端支持即插即用，支持QoS(802.1q)4個隊列，可有效抑制網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。
6、利用網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，實現(xiàn)電路保護、網(wǎng)絡(luò)接口靜電隔離保護，通信串口靜電隔離保護，增強本實用新型設(shè)備電磁兼容性，以滿足現(xiàn)場應(yīng)用需求。
7、利用環(huán)網(wǎng)自愈保護器配合加密芯片，實現(xiàn)對自愈環(huán)網(wǎng)的控制，可抗DOS攻擊設(shè)計。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1、加密芯片，2、第一以太網(wǎng)PHY芯片，3、第二以太網(wǎng)PHY芯片，4、繼電器，5、第一串口芯片，6、第二串口芯片，7、SRAM存儲器，8、第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，9、第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，10、電源電路，11、環(huán)網(wǎng)自愈保護器，12、4G通信器。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
如圖1所示，一種配網(wǎng)微型加密終端包括：加密芯片1、第一以太網(wǎng)PHY芯片2、第二以太網(wǎng)PHY芯片3、第一串口芯片5、第二串口芯片6、SRAM存儲器7、第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器8、第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器9和電源電路10，其中，加密芯片1分別與第一以太網(wǎng)PHY芯片2、第二以太網(wǎng)PHY芯片3、第一串口芯片5、第二串口芯片6、SRAM存儲器(靜態(tài)隨機存取存儲器)7和電源電路10連接，第一以太網(wǎng)PHY芯片2通過第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器8與以太網(wǎng)連接，第二以太網(wǎng)PHY芯片3通過第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器9與以太網(wǎng)連接。
其中，為了在兩個網(wǎng)口之間實現(xiàn)旁路功能(第一以太網(wǎng)PHY芯片2、第二以太網(wǎng)PHY芯片3之間的外部直連，旁路就是直通模式，不需要加密透明傳輸，用于當(dāng)系統(tǒng)運行不正?；蛘叩綦姷那闆r下，可以保持兩個網(wǎng)口之間正常的通訊)，終端內(nèi)設(shè)置了繼電器4，繼電器4分別與第一以太網(wǎng)PHY芯片2的數(shù)據(jù)信號端和第二以太網(wǎng)PHY芯片3的數(shù)據(jù)信號端連接，通過繼電器4的開合實現(xiàn)信號傳輸線的連通和斷開。實現(xiàn)此旁路功能主要是通過繼電器4的三個端：COM(公共端)、NC(常閉)、NO(常開)去實現(xiàn)。其原理是繼電器4在通電情況下，COM端和NO端相連，在斷電的情況下，COM端和NC端相連。當(dāng)系統(tǒng)運行正常時，加密芯片1向繼電器4供電，保持網(wǎng)口之間斷開；當(dāng)系統(tǒng)運行不正常或者掉電的情況下，繼電器4之間無電壓，保持網(wǎng)口之間連接在一起。
為了實現(xiàn)與遠程控制中心的連接，方便對終端進行配置和監(jiān)控，終端還可以包括4G通信器12，4G通信器12與加密芯片1連接。
終端還包括環(huán)網(wǎng)自愈保護器11，第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器8和第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器9均與環(huán)網(wǎng)自愈保護器11連接，環(huán)網(wǎng)自愈保護器11連接光纖環(huán)網(wǎng)，加密芯片1與環(huán)網(wǎng)自愈保護器11連接，環(huán)網(wǎng)自愈保護器11可提供兩個自愈環(huán)網(wǎng)接口。
具體實現(xiàn)過程及原理如下：
加密芯片1的型號可以為TF32A9FAL1，第一以太網(wǎng)PHY芯片2和第二以太網(wǎng)PHY芯片3型號可以為DM9006EP，該DM9006EP芯片支持2個網(wǎng)絡(luò)接口，本實施例中一共包含2組DM9006EP芯片，2組DM9006EP芯片采用繼電器410相連，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)BYPASS(旁路)。DM9006EP芯片輸出與兩個網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器相連，防止網(wǎng)絡(luò)接口靜電破壞，增強產(chǎn)品的電磁兼容性。加密芯片1與第一以太網(wǎng)PHY芯片2、第二以太網(wǎng)PHY芯片3通過16BIT總線相連，加密芯片1與環(huán)網(wǎng)自愈保護器11通過16BIT總線相連，從而提供以太網(wǎng)通信接口及環(huán)網(wǎng)通信接口(即自愈環(huán)網(wǎng)接口)組成以太網(wǎng)交換基本功能接口，自環(huán)網(wǎng)自愈保護器11接收加密芯片1指令，實現(xiàn)對自愈環(huán)網(wǎng)的控制。
第一串口芯片5和第二串口芯片6均采用MAX232/MAX485串口芯片，加密芯片1通過UART接口與MAX232/MAX485串口芯片相連，把UART電平轉(zhuǎn)換成RS232/RS485電平，實現(xiàn)串口通信。
加密芯片1與SRAM存儲器7相連，提供擴展內(nèi)存，增加加密芯片1的物理資源。
加密芯片1加密的同時對整個系統(tǒng)進行管理。
電源電路10由寬電壓芯片、電源轉(zhuǎn)換電路組成，為微型加密終端提供寬電壓電源輸入。電源電路10與加密芯片1相連，為加密芯片1提供電源供電。電源電路10還可與自環(huán)網(wǎng)自愈保護器11相連，為自愈環(huán)網(wǎng)模塊提供電源供電等等。
網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)加密技術(shù)實現(xiàn)方案為，物理結(jié)構(gòu)：通過加密芯片1的16BIT總線外接第一以太網(wǎng)PHY芯片2、第二以太網(wǎng)PHY芯片3和自環(huán)網(wǎng)自愈保護器11，通過加密芯片1作為中央處理，結(jié)合外圍SRAM存儲器7，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報文的收發(fā)處理，通信MAC地址表存儲于外圍RAM內(nèi)存中。具體實現(xiàn)為，終端先與主站建立網(wǎng)絡(luò)通信的加密隧道，如未建立通信隧道則返回網(wǎng)絡(luò)不可達。在成功建立加密隧道后，開始接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，加密芯片1首先通過核查網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀協(xié)議類型，如果識別為需轉(zhuǎn)換協(xié)議類型，則進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，并核查關(guān)鍵字段。如包含遙控命令，則對通信數(shù)據(jù)進行加密封裝判斷，無遙控則明文發(fā)送，再通過查找存儲于外圍SRAM存儲器7的通信MAC地址表，憑借MAC地址表向相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)。
終端的加密芯片1還可實現(xiàn)101、CDT、MODBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換電力104以太網(wǎng)協(xié)議，及針對電力104以太網(wǎng)協(xié)議遙控命令的審查過濾?；谟布倪B接，終端可利用類似于IPSec的DPD探測機制，由加密芯片1實現(xiàn)智能故障檢測。
可以理解的是，圖中示出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不構(gòu)成對系統(tǒng)的限定，可以包括比圖示更多或更少的設(shè)備，或者組合某些設(shè)備，或者不同的設(shè)備部署。
以上，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。