CN209182827U - 一种无线加密装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线加密装置，属于数据安全传输技术领域。该无线加密装置，包括微处理器，微处理器连接有一个无线模块和一个加密解密模块；所述加密解密模块为W‑ESAM或者安全认证模块；所述无线加密装置还包括RS232接口电路和USB接口电路，所述微处理器连接所述RS232接口电路和/或USB接口电路。本实用新型的无线加密装置内置加密解密模块，使得数据在经加密处理后才发送，并且在经解密处理后才使用，即实现了数据的加密传输和解密使用，从而大大提高了数据传输的安全性；而且，无线加密装置具有2种通讯接口电路，使用方便。

Description

一种无线加密装置

技术领域

本实用新型涉及一种无线加密装置，属于数据安全传输技术领域。

背景技术

随着AGV小车的技术更新与成熟，AGV小车已被广泛应用于仓储管理和物流运输等领域，目前市场上AGV小车的通讯方式主要是WiFi通讯，但是WiFi通讯容易遭受网络攻击，存在较大的网络安全隐患；而且当WiFi通讯遭受网络攻击时，轻则会影响AGV小车的正常运行，重则会影响仓储管理***等控制***的正常运行，这两种情况均会给企业带来直接损失。因此，现有AGV小车通讯方式安全性差的问题亟待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无线加密装置，用以解决现有AGV小车通信方式安全性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种无线加密装置，包括微处理器，微处理器连接有一个无线模块和一个加密解密模块；所述加密解密模块为W-ESAM或者安全认证模块；所述无线加密装置还包括RS232接口电路和USB接口电路，所述微处理器连接所述RS232接口电路和/或USB接口电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的无线加密装置内置加密解密模块，使得数据在经加密处理后才发送，并且在经解密处理后才使用，即实现了数据的加密传输和解密使用，从而大大提高了数据传输的安全性；而且，无线加密装置具有2种通讯接口电路，使用方便。

为了实现微处理器与接口电路的连接，以便进行数据传输，作为对上述无线加密装置的一种改进，所述微处理器的一个串行口与RS232接口电路和USB接口电路之间设有跳线电路，所述跳线电路用于使所述串行口连接RS232接口电路或USB接口电路。

为了提高数据处理效率，作为对上述无线加密装置的另一种改进，所述微处理器为STM32F103RCT6处理器。

为了更好地实现数据的加密解密处理，作为对上述无线加密装置的又一种改进，所述W-ESAM为内置了SM1国密算法的外设安全模块。

为了更好地实现数据的加密解密处理，作为对上述无线加密装置的再一种改进，所述安全认证模块为内置了SM1、SM2、SM3和SM7国密算法的安全单元。

为了更好地实现数据的无线传输，作为对上述无线加密装置的进一步改进，所述无线模块为AS69-T20无线数传模块。

为了提供RS232接口电路的实现方式，作为对上述无线加密装置的又进一步改进，所述RS232接口电路采用MAX3232芯片。

为了提供USB接口电路的实现方式，作为对上述无线加密装置的再进一步改进，所述USB接口电路采用CH340G、FT232RL或PL2303芯片。

附图说明

图1是本实用新型的仓储管理***、工控一体机和AGV小车之间的数据传输示意图；

图2是本实用新型的无线加密装置1的结构示意图；

图3是本实用新型的无线加密装置2的结构示意图；

图4是本实用新型的数据下行流程图；

图5是本实用新型的数据上行流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型的无线加密装置可应用在仓储管理和物流运输等领域，无线加密装置成对使用，当两个无线加密装置之间完成身份认证后，即可实现数据的加密传输和解密使用，进而提高数据传输的安全性。

下面以将无线加密装置应用仓储管理领域中，用以提高AGV小车和工控一体机之间的数据传输安全性为例，详细介绍本实用新型的无线加密装置。

如图1所示，仓储管理***通过接***互模块与工控一体机进行数据交互，工控一体机和AGV小车之间通过无线加密装置1和无线加密装置2实现数据的加密传输和解密使用。

其中，无线加密装置1设置在工控一体机上，工控一体机的自动化控制***中的AGV控制程序模块，通过无线加密装置1的USB接口或者RS232接口与无线加密装置1的微处理器1相连，以便AGV控制程序模块与微处理器1之间进行数据交互；无线加密装置2设置在AGV小车上，AGV小车的车载控制***通过无线加密装置2的USB接口或者RS232接口与无线加密装置2的微处理器2相连，以便车载控制***与微处理器2之间进行数据交互；无线加密装置1的无线模块1与无线加密装置2的无线模块2相连，以便无线加密装置1和无线加密装置2之间进行数据交互。

无线加密装置1和无线加密装置2的结构示意图，分别如图2、图3所示，可以看出：每个无线加密装置均包括微处理器，微处理器连接有一个无线模块和一个加密解密模块；每个无线加密装置还均包括RS232接口电路、USB接口电路和供电电路，相应地每个无线加密装置的外壳上还均设置有RS232接口、USB接口和供电接口；其中，供电电路与微处理器连接，用于给微处理器供电；微处理器的一个串行口通过跳线电路连接RS232接口电路和USB接口电路，跳线电路使得RS232接口电路和USB接口电路能够通过跳线选择共用微处理器的一个串行口，本实施例中的跳线电路为跳线开关。作为其他实施方式，为了实现微处理器与RS232接口电路和USB接口电路的同时连接，也可以使微处理器的一个串行口连接RS232接口电路，另一个串行口连接USB接口电路，此时RS232接口电路和USB接口电路不再共用一个串行口。

作为其他实施方式，每个无线加密装置还可以设置至少一个LED指示灯，用于指示无线加密装置的工作状态。例如，每个无线加密装置设置2个LED指示灯(包括指示灯1和指示灯2)，刚上电时，指示灯1单闪表示无线加密装置工作正常；两个无线加密装置进行身份认证时，指示灯1双闪表示认证成功；指示灯2闪烁表示有数据正在传输。

结合图2和图3可以看出，本实施例中，无线加密装置1和无线加密装置2的区别仅在于：无线加密装置1的加密解密模块为安全认证模块，无线加密装置2的加密解密模块为W-ESAM。

本实施例中，安全认证模块为中国电力科学研究院研发的一种安全单元，能够安装到计量现场作业终端中作为设备的安全认证模块提供加密解密服务。其中，该安全单元内置了SM1、SM2、SM3和SM7国密算法，支持SPI及UART通信接口，可以实现数据的加密、解密、签名、身份认证、访问权限控制、通信线路保护等多种功能，能够保证计量现场作业终端数据存储、传输和交互的安全性。该安全单元具有24个引脚，每个引脚的定义如表1所示：

表1安全单元引脚定义表

其中，SPI通信接口的对应引脚为：SPI-SSN引脚、SPI-SCK引脚、SPI-MOSI引脚和SPI-MISO引脚；UART通信接口的对应引脚为：TXD引脚和RXD引脚。

作为其他实施方式，安全单元中内置算法的类型和数量可以根据实际需要增加，例如增加SM4国密算法。

本实施例中，W-ESAM为北京智芯微电子科技有限公司基于ESAM(Embedded SecureAccess Module，嵌入式安全控制模块)研发的一种智能现场作业终端外设安全模块，简称外设安全模块W-ESAM，该W-ESAM可在市面上购买到。其中，W-ESAM内置了SM1国密算法，支持SPI通信接口，具有SM1国密算法、硬件随机数发生器、电压和频率检测等多种安全性保护机制，可有效保证传输数据的机密性和完整性。该W-ESAM具有8个引脚，每个引脚的定义如表2所示：

表2 W-ESAM引脚定义表

其中，SPI通信接口的对应引脚为：SSN引脚、SCK引脚、MOSI引脚和MISO引脚。

作为其他实施方式，W-ESAM中内置算法的类型和数量可以根据实际需要增加，例如增加SM2或SM3国密算法。

本实施例中，微处理器1和微处理器2均为STM32F103RCT6处理器；作为其他实施方式，微处理器1和微处理器2还可以均采用现有技术中其他型号的处理器，例如STM32F103RET6处理器或者STM32F103RDT6处理器。

本实施例中，无线模块1和无线模块2均为微功率无线模块，具体为AS69-T20无线数传模块(简称AS69-T20模块)，该模块的中心频率为2.4GHz；采用微功率无线模块具有功耗小、通讯距离远的优点。作为其他实施方式，无线模块1和无线模块2还可以均采用现有技术中其他型号的微功率无线模块，例如中心频率为433MHz的微功率无线模块SRWF-501。

本实施例中，RS232接口电路为采用MAX3232芯片的RS232接口电路，其***电路为MAX3232芯片说明书中的典型应用电路；作为其他实施方式，RS232接口电路还可以选用其他型号的芯片，例如MAX232芯片，此时RS232接口电路的***电路需根据MAX232芯片作相应改变。

本实施例中，USB接口电路为采用CH340G芯片的USB接口电路，其***电路为CH340G芯片说明书中的典型应用电路；作为其他实施方式，USB接口电路还可以选用其他型号的芯片，例如FT232RL或PL2303芯片，此时USB接口电路的***电路需根据选用的芯片作相应改变。

利用本实用新型的无线加密模块实现数据加密传输和解密使用，包括以下两个过程：

(1)数据下行过程

该过程主要实现：由仓储管理***下发的操作指令，经过工控一体机上的无线加密模块1中的安全认证模块进行加密后发送给AGV小车，然后由AGV小车上的无线加密装置2中的W-ESAM进行解密后发送给车载控制***。

如图4所示，数据下行过程如下：

仓储管理***调用接***互模块向工控一体机下发操作命令；

工控一体机的自动化控制***获取并解析操作指令，并将解析后的操作指令发送给AGV控制程序模块；

AGV控制程序模块通过无线加密模块1的USB接口，将其接收到的操作指令发送给微处理器1；

微处理器1调用安全认证模块对其接收到的操作指令进行加密；

安全认证模块将加密后的操作指令返回给微处理器1；

微处理器1调用无线模块1向AGV小车发送加密后的操作指令；

AGV小车通过无线模块2获取加密后的操作指令；

无线模块2将获取的加密后的操作指令发送给微处理器2；

微处理器2调用W-ESAM对接收到的加密后的操作指令进行解密；

W-ESAM将解密后的操作指令返回给微处理器2；

微处理器2将解密后的操作指令，通过无线加密模块2的USB接口发送给AGV小车的车载控制***，车载控制***执行操作指令。

(2)数据上行过程

该过程主要实现：由AGV小车上传的数据，经过AGV小车上的无线加密装置2中的W-ESAM进行加密后发送给工控一体机，然后由工控一体机上的无线加密模块1中的安全认证模块进行解密后发送给仓储管理***。

如图5所示，数据上行过程如下：

AGV小车的车载控制***通过无线加密模块2的USB接口向微处理器2发送数据；

微处理器2调用W-ESAM对接收到的数据进行加密；

W-ESAM将加密后的数据返回给微处理器2；

微处理器2调用无线模块2向工控一体机发送加密后的数据；

工控一体机通过无线模块1获取加密后的数据；

无线模块1将获取的加密后的数据发送给微处理器1；

微处理器1调用安全认证模块对接收到的加密后的数据进行解密；

安全认证模块将解密后的数据返回给微处理器1；

微处理器1通过无线加密模块1的USB接口，将解密后的数据发送给工控一体机的AGV控制程序模块；

AGV控制程序模块将其接收到的数据发送给工控一体机的自动化控制***；

自动化控制***上传其接收到的数据，仓储管理***通过接***互模块获取自动化控制***上传的数据。

作为其他实施方式，也可以根据实际情况将数据上行过程和数据下行过程中的USB接口替换成RS232接口。

需要指出的是，本实用新型的改进之处在于，提供了一种能够实现数据加密传输和解密使用的无线加密装置。

Claims (8)

1.一种无线加密装置，其特征在于：包括微处理器，微处理器连接有一个无线模块和一个加密解密模块；所述加密解密模块为W-ESAM或者安全认证模块；所述无线加密装置还包括RS232接口电路和USB接口电路，所述微处理器连接所述RS232接口电路和/或USB接口电路。

2.根据权利要求1所述的无线加密装置，其特征在于：所述微处理器的一个串行口与RS232接口电路和USB接口电路之间设有跳线电路，所述跳线电路用于使所述串行口连接RS232接口电路或USB接口电路。

3.根据权利要求1或2所述的无线加密装置，其特征在于：所述微处理器为STM32F103RCT6处理器。

4.根据权利要求1或2所述的无线加密装置，其特征在于：所述W-ESAM为内置了SM1国密算法的外设安全模块。

5.根据权利要求1或2所述的无线加密装置，其特征在于：所述安全认证模块为内置了SM1、SM2、SM3和SM7国密算法的安全单元。

6.根据权利要求1或2所述的无线加密装置，其特征在于：所述无线模块为AS69-T20无线数传模块。

7.根据权利要求1或2所述的无线加密装置，其特征在于：所述RS232接口电路采用MAX3232芯片。

8.根据权利要求1或2所述的无线加密装置，其特征在于：所述USB接口电路采用CH340G、FT232RL或PL2303芯片。