CN101355484B - 一种采用单向模拟传输的通信隔离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，针对现有技术中外网与专网连接时安全性不符合相关规定的问题而发明，包括：专网通信接口模块、编码模块、数据调制处理电路模块、数据解调处理电路模块、解码模块、外网通信接口模块；其中所述编码模块具有数据发送功能而不具有数据接收功能；所解码模块具有数据接收功能而不具有数据发送功能；数据调制处理电路模块和数据解调处理电路模块具有模拟信号与数据信号之间的转换功能。这样就可以保证数据仅能够由专网向外网发送，发送过程是物理上的单向模拟传输，而不能反向发送，这样就极大的提高了网络的安全性。

Description

一种采用单向模拟传输的通信隔离装置
技术领域
本发明提出了一种采用单向模拟传输的通信隔离装置。 
背景技术
对于石油、石化、电力、钢铁、煤矿等生产行业，对连续生产的安全性和可靠性有着极高的要求。这种企业对于过程控制网络的安全性要求极高，因此都采用专网。但是现有的专网通信***中，随着信息化建设的发展，越来越多的数据要与其它局域***或公共通信信息网共享，以供联网查看、监测各种信息。由于需要与外网有连接点，外界可通过连接点侵入到专网通信***中，影响甚至破坏专网***。 
但是很多企业又不得不将专网与外网连接，例如煤炭、电力企业，他们的专网必须与环境监测部门的网络连接，以对电厂等排放烟气污染物的企业进行监测，这就要把环保部门的监测***接入到电力通信***。而这种接入多是采用双向的直接通信接入。图1表示了现有的其它***与电力专网***连接的情况。这种情况下，专网的安全性无法得到保障。电厂的CEMS***通过GPRS终端接入到了互联网，而且通信是双向的，对于电力***的运行存在了安全隐患，不符合《电力二次***安全防护规定》。因此，急需开发一种单向的安全隔离装置，安装在电厂CEMS***与GPRS终端之间，以确保专网内的***不受外界***的侵扰。 
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，能够在专网与外网连接时符合相关规定，并提高网络安全性。 
为了达到上述目的，本发明提出了一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，包括： 
专网通信接口模块，所述专网通信接口模块实现与专网通信协议的处理，通信接口电路转换，以得到要传输的数据； 
编码模块，所述编码模块将数据和指令编码并输出给数据调制处理电路模块，具有数据发送功能而不具有数据接收功能； 
数据调制处理电路模块，该模块将编码模块输出的数据进行调制输出为模拟信号；有数据输出部分和指令输出部分。 
数据解调处理电路模块，该模块接收来自数据调制处理电路模块的模拟信号并进行解调处理，将解调出的数字信号传送给解码模块进行处理。 
解码模块，所述解码模块将从数据解调处理电路模块接收到的数字信号转换为需要传输的有效数据；所述解码模块具有数据接收功能而不具有数据发送功能； 
外网通信接口模块，所述外网通信接口模块实现与外网通信协议的处理，通信接口电路转换，将数据传输给外网。 
作为上述技术方案的优选，所述专网通信接口模块和外网通信接口模块均采用RS-232通信接口方式，所述数据调制处理电路模块所用芯片为AD420AR和MCP6002I，所述专网和外网通信接口模块CPU、编码模块、解码模块、数据解调处理电路模块均为DSPIC6012芯片。 
本发明提出了一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，针对现有技术中外网与专网连接时安全性不符合相关规定的问题而发明，包括：专网通信接口模块、编码模块、数据调制处理电路模块、数据解调处理电路模块、解码模块、外网通信接口模块；其中所述编码模块具有数据发送功能而不具有数据接收功能；所解码模块具有数据接收功能而不具有数据发送功能；数据调制处理电路模块和数据解调处理电路模块具有模拟信号与数据信号之间的转换功能。这样就可以保证数据仅能够由专网向外网发送，发送过程是物理上的单向模拟传输，而不能反向发送，这样就极大的提高了网络的安全性。 
装置工作过程为：专网通信接口模块与专网双向交互通信得到数据后，由编码模块输出数字信号，再调制为模拟信号，到模拟信号解调为数字信号，再由解码模块接收处理，最后由外网通信接口模块实现与外网的双向通信，将数据传输给外网。装置内数据传输是物理电路上的单向模拟传输，这样就可以保证数据仅能够由专网向外网发送，而不能反向发送，这样就使专网完全不受外网的影响。 
附图说明
图1为现有的其它***与电力专网***连接的结构示意图； 
图2为本发明优选实施实例结构示意图； 
图3为专网通信接口模块、编码模块； 
图4为数据调制处理电路模块； 
图5为数据解调处理电路模块、解码模块、外网通信接口模块。 
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。 
本发明提出了一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，其结构如图2所示，包括：数据发送部分和数据接收部分。 
所述数据发送部分包括： 
专网通信接口模块，所述专网通信接口模块实现与专网通信协议的处理，通信接口电路转换，以得到要传输的数据； 
编码模块，所述编码模块将数据和指令编码并输出给数据调制处理电路，具有数据发送功能而不具有数据接收功能； 
数据调制处理电路模块，该模块将编码模块输出的数据进行调制输出为模拟信号；有数据输出部分和指令输出部分。
所述数据接收部分包括： 
数据解调处理电路模块，该模块接收来自数据调制处理电路模块的模拟信号并进行解调处理，将解调出的数字信号传送给解码模块进行处理。 
解码模块，所述解码模块将从数据解调处理电路模块接收到的数字信号转换为需要传输的有效数据；所解码模块具有数据接收功能而不具有数据发送功能； 
外网通信接口模块，所述外网通信接口模块实现与外网通信协议的处理，通信接口电路转换，将数据传输给外网； 
本发明第一优选实施例提出的通信隔离装置能够实现单行数据传输，防止因与外网连接而导致的安全隐患。 
其中隔离装置可以具体为如图3、4、5所示，专网通信接口模块为RS-232通信接口方式，接收电平转换模块和发送电平转换模块为ADM202；专网通信接口芯片U4的收发脚(11、12管脚)分别与光耦隔离芯片(TLP521-1)U2、U3相连，隔离后U2、U3再接DSPIC6012芯片U1的31、32管脚。CPU(U1)根据专网***通信协议编程以得到需要传输的数据。 
编码处理模块将由专网通信接口模块得到的数据按类型和含义编码，因调制电路采用的是模拟信号传输，D/A芯片为16位，为了保证数据传输的完整性，将数据按字节传输，每个字节左移八位，最低八位补0x80，再送给数据调制电路，以解决模拟传输的精度问题，数据输出同时，将别一路D/A输出为高电平，作为指令以指示对方此数据有效，可以进行采样；编码模块通过SPI总线与数据调制处理电路相连，U1的4管脚接U5和U6的8脚，U1的5管脚接U5的9管脚，U1的6管脚接U6的10管脚，然后U5的10管脚与U6的9管脚相连，U1的8管脚与U5和U6的7管脚相连。 
数据调制处理电路的主要用到U5、U6、OP1，U5的17管脚与OP1的3管脚相连，U6的17管脚与OP1有5管脚相连，OP1有1管脚和7管脚经电阻后分别接U17的13、14管脚。
在解码模块的芯片DSPIC6012(U17)内集成有数据解调处理电路部分，也就是12位的A/D转换模块；解码模块首先检查指令输入端，如果指示数据有效则采样数据输入端，将采样到的数据右移四位，以得到有效数据。 
外网通信接口模块通过U17按与外网的通信协议，将数据传输给外网。外网通信接口模块为RS-232通信接口方式，U17的31、32管脚与光耦U15、U16相连，经U15、U16隔离后与U18的11、12管脚相连，U18的13、14管脚再与外网的RS-232通信接口相连。 
整个***只有专网***的数据传送到其它***，不会接收到其它***的数据，这样就保证专网***的安全，也符合了某些专网***的规范。 
虽然，本发明已通过以上实施例及其附图而清楚说明，然而在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，其特征在于，包括：
专网通信接口模块，所述专网通信接口模块实现与专网通信协议的处理，通信接口电路转换，以得到要传输的数据；
编码模块，所述编码模块将数据和指令编码并输出给数据调制处理电路模块，具有数据发送功能而不具有数据接收功能；
数据调制处理电路模块，该模块将编码模块输出的数据进行调制输出为模拟信号；有数据输出部分和指令输出部分；
数据解调处理电路模块，该模块接收来自数据调制处理电路模块的模拟信号并进行解调处理，将解调出的数字信号传送给解码模块进行处理；
解码模块，所述解码模块将从数据解调处理电路模块接收到的数字信号转换为需要传输的有效数据；所述解码模块具有数据接收功能而不具有数据发送功能；
外网通信接口模块，所述外网通信接口模块实现与外网通信协议的处理，通信接口电路转换，将数据传输给外网。
2.根据权利要求1所述的一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，其特征在于，所述专网通信接口模块和外网通信接口模块均采用RS-232通信接口，所用接口电平转换芯片为ADM202。
3.根据权利要求1所述的一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，其特征在于，所述数据调制处理电路模块所用芯片为AD420AR和MCP6002I。
4.根据权利要求1所述的一种采用单向模拟传输的通信隔离装置，其特征在于，所述专网和外网通信接口模块CPU、编码模块、解码模块、数据解调处理电路模块均为DSPIC6012芯片。 
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