专利名称：物联网安全教学科研实验装置系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验装置系统，特别是一种用于物联网安全教学和科研的实验装置系统。
背景技术：
随着物联网技术在各个领域的运用，物联网安全问题也越来越突出，物联网安全技术也显得更加重要。物联网安全是物联网教学和科研领域中最重要的一部分，是物联网能否应用的关键。并且物联网安全涉及的内容十分广泛。现阶段，国内还没有系统针对物联网安全的教学实验和科研实验装置和系统，在实际教学中，物联网安全技术的实际操作教学往往需要用到大量人力物力资源。
实用新型内容针对国内还没有系统的物联网安全的教学实验和科研实验装置系统，本实用新型提供了一种物联网安全教学科研实验装置系统，它系统架构清晰，设置合理，功能齐全，在此系统的基础上可以构建物联网安全教学科研实验教学平台，可以全面覆盖物联网安全教学和科研关键实验，并节 省成本。本实用新型的技术方案如下:物联网安全教学科研实验装置系统，包括总线控制模块、嵌入式芯片系统模块、传感器模块、RFID模块、M2M通信模块、显示装置、显示控制模块、存储控制模块和存储模块；其中嵌入式芯片系统模块、传感器模块、RFID模块、M2M通信模块、显示控制模块和存储控制模块分别与总线控制模块连接；所述显示装置与显示控制模块连接，所述存储模块与存储控制模块连接。按上述方案，所述的嵌入式芯片系统模块采用ARM系列芯片。按上述方案，所述的传感器模块为温度传感器。传感器模块还可以为湿度传感器，声音传感器，可见光传感器或磁传感器。按上述方案，所述的RFID模块包括RFID读卡器和RFID标签。按上述方案，所述的M2M通信模块采用可支持主流3G系统和协议的通信模块。按上述方案，所述的显示装置为显示屏，优选电容触摸屏。按上述方案，所述的实验装置系统还包括安全演示实验系统。进一步的，所述的安全演示实验系统包括数据输入装置和数据输出产生过程演示装置。本装置系统的工作原理为:传感器节点从外部获取感知数据，例如温度数据。该数据通过传感器节点上的预先部署的实验系统软件，对数据进行处理，然后将处理过的数据传到Μ2Μ模块，在Μ2Μ模块中可以设定数据的接收端，例如接收端为另一个Μ2Μ模块，然后数据被传到接收端。数据加密后的结果，传输过程，以及接收后的数据分别显示在显示屏上。显示控制模块控制显示屏的显示。[0014]另一方面，RFID标签将ID数据进行密码运算后，通过相应的RFID协议发送到RFID读写器，RFID读写器根据协议规范进行后续动作。RFID读写器可将ID通过M2M模块传给指定的接收方。ID加密后的结果，传输过程，以及接受后的数据分别显示在显示屏上。显示控制模块控制显示屏的显示。也可以通过存储模块输入数据，存储模块中的数据通过嵌入式芯片模块进行密码运算，如ZUC算法，LBLock算法等，通过M2M模块传输给接收端。存储数据加密后的结果，传输过程，以及接受后的数据分别显示在显示屏上。显示控制模块控制显示屏的显示。使用该装置系统配合软件系统可以进行如下实验，首先可选择实验入口:a)若进入Linux系统，安装有密码算法和协议演示实验系统。b)若进入Android系统，安装有ANDROID安全演示实验系统。c)若进入TINYOS系统，安装有传感器安全演示实验系统。d)若进入WIND0W8系统，安装有平台安全演示实验系统。下面详细介绍各演示实验系统:1.密码算法和协议演示实验系统该实验系统运行于Linux平台之下，其中密码算法实验系统包括:a)国家密码局指定商用密码算法演示系统:包括SM2演示实验系统，SM3演示实验系统和SM4演示实验系统。b)轻量级分组加密算法演示系统:主要包括LBlock算法演示实验系统。c)轻量级公钥加密算法演示系统:主要包括NTRU算法演示实验系统。d)通信加密算法演示系统:主要包括ZUC算法演示实验系统。e)传感器系统加密算法演示系统:主要包括TinyECC算法演示实验系统。密码协议演示实验系统包括:a) RFID安全协议算法演示系统:主要包括Hash锁协议算法演示实验系统，随机化Hash锁协议算法演示实验系统，Hash链协议算法演示实验系统，Good Reader算法演示实验系统和David数字图书馆协议算法演示实验系统。b)传感器网络安全协议算法演示系统:主要包括SPINS协议算法演示实验系统，uTELSA协议算法演示实验系统，Blundo密钥分配协议算法演示实验系统和EG密钥分配协议算法演示实验系统。c)无线局域网安全协议算法演示系统:主要包括WEP实验算法演示实验系统，IEEE802.1X认证实验算法演示实验系统，IEEE802.1li认证实验算法演示实验系统，TKIP和CCMP实验算法演示实验系统和WAPI协议实验算法演示实验系统。d)无线通信网安全协议实验演示系统:主要包括GSM认证与密钥协商协议实验演示实验系统和3G认证与密钥协商协议演示实验系统。e)无线个域网安全协议实验演示系统:主要包括Bluetooth安全演示实验系统和ZigBee安全演示实验系统。f)核心网安全协议实验演示系统:主要包括IPSec演示实验系统，SSL/TLS演示系统，6LoffPAN演示实验系统，RPL和CoAP演示实验系统。2.ANDROID安全演示实验系统该实验系统运行于ANDROID平台之下，包括:ANDROID系统数据安全实验演示系统，OMS安全实验演示系统，ANDROID平台取证实验演示系统，ANDROID平台隐私保护演示系统和IOS实验演示系统。3.传感器安全演示实验系统该实验系统运行于TinyOS平台之下，包括=TinyOS安全实验演示系统和TinyECC算法演示实验系统。4.平台安全实验系统该实验系统运行于Windows 8平台之下,包括:工业控制网络实验演示系统,云计算服务系统实验演示系统，云存储安全实验演示系统，计算虚拟化安全实验演示系统，安全算法的FPGA实现演示实验系统和安全芯片设计实验演示系统。本实用新型的有益效果为:本实用新型的实验装置系统包括总线控制模块、嵌入式芯片系统模块、传感器模块、RFID模块、M2M通信模块、显示装置、显示控制模块、存储控制模块以及存储模块等，其系统架构清晰，通过有限的硬件装置可配合各种实验演示系统，为各种物联网安全领域的教学和科研实验提供了一个统一的平台，便于开展物联网安全领域的教学和科研实验，也能减少实验室投资。
图1为本实用新型一个实施例的硬件结构图；图2为本实用新型一个实施例搭载的软件系统模块图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，本实用新型提供的物联网安全教学科研实验装置系统，包括总线控制模块1、嵌入式芯片系统模块3、传感器模块5、RFID读卡器2、RFID标签21、M2M通信模块4、显示装置71、显示控制模块7、存储控制模块8和存储模块81 ;其中嵌入式芯片系统模块3、传感器模块5、RFID模块2、M2M通信模块4、显示控制模块7和存储控制模块8分别与总线控制模块连接；显示装置71与显示控制模块7连接，存储模块81与存储控制模块8连接。嵌入式芯片系统模块3采用ARM系列芯片。传感器模块5为温度传感器。RFID读卡器2和RFID标签21共同组成RFID模块。M2M通信模块4采用可支持主流3G系统和协议的通信模块。显示装置为电容触摸屏。使用该装置系统配合软件系统可以进行如下实验，所需要的软件系统模块如图2所示:该实验系统运行于Linux平台之下，其中密码算法实验系统包括:a)国家密码局指定商用密码算法演示系统:包括SM2演示实验系统，SM3演示实验系统和SM4演示实验系统。b)轻量级分组加密算法演示系统:主要包括LBlock算法演示实验系统。[0053]c)轻量级公钥加密算法演示系统:主要包括NTRU算法演示实验系统。d)通信加密算法演示系统:主要包括ZUC算法演示实验系统。e)传感器系统加密算法演示系统:主要包括TinyECC算法演示实验系统。密码协议演示实验包括:a) RFID安全协议算法演示系统:主要包括Hash锁协议算法演示实验系统，随机化Hash锁协议算法演示实验系统，Hash链协议算法演示实验系统，Good Reader算法演示实验系统和David数字图书馆协议算法演示实验系统。b)传感器网络安全协议算法演示系统:主要包括SPINS协议算法演示实验系统，uTELSA协议算法演示实验系统，Blundo密钥分配协议算法演示实验系统和EG密钥分配协议算法演示实验系统。c)无线局域网安全协议算法演示系统:主要包括WEP实验算法演示实验系统，IEEE802.1X认证实验算法演示实验系统，IEEE802.1li认证实验算法演示实验系统，TKIP和CCMP实验算法演示实验系统和WAPI协议实验算法演示实验系统。d)无线通信网安全协议实验演示系统:主要包括GSM认证与密钥协商协议实验演示实验系统和3G认证与密钥协商协议演示实验系统。e)无线个域网安全协议实验演示系统:主要包括Bluetooth安全演示实验系统和ZigBee安全演示实验系统。f)核心网安全协议实验演示系统:主要包括IPSec演示实验系统，SSL/TLS演示系统，6LoffPAN演示实验系统，RPL和CoAP演示实验系统。2.ANDROID安全演示实验该实验系统运行于ANDROID平台之下，包括:ANDROID系统数据安全实验演示系统，OMS安全实验演示系统，ANDROID平台取证实验演示系统，ANDROID平台隐私保护演示系统和IOS实验演示系统。3.传感器安全演示实验该实验系统运行于TinyOS平台之下，包括=TinyOS安全实验演示系统和TinyECC算法演示实验系统。4.平台安全实验该实验系统运行于Windows 8平台之下,包括:工业控制网络实验演示系统,云计算服务系统实验演示系统，云存储安全实验演示系统，计算虚拟化安全实验演示系统，安全算法的FPGA实现演示实验系统和安全芯片设计实验演示系统。在以上4个系统，Linux系统，Android系统，TinyOS系统，Windows 8系统中均提供相应的软件开发系统模块。软件开发系统模块包括:提供的软件编译工具，如模拟器，虚拟器等；软件编译系统工具:如C/C++/0bject-C编译器，Java编译器，FPGA工具等；虚拟化工具:如Zen, vmffare, Cgywin等。本实用新型系统设置合理，功能齐全。能全面综合各种物联网安全领域的教学和科研实验，内容全面，符合学习规律。下面通过一个具体的实验例，说明本装置系统的工作过程。首先，在多个传感器节点间部署EG密钥分配方案或者Blundo密钥方案，部署的密钥保存到传感器节点上。[0073]传感器节点从外部获取感知数据，例如温度数据。该数据通过传感器节点上的TinyOS中的TinyECC系统，将数据加密，添加签名，传到M2M模块，M2M模块中可以设定数据的接收端，例如接收端为另一个M2M模块，然后数据被传到接收端。数据加密后的结果，传输过程，以及接收后的数据分别显示在显示屏上。显示控制模块控制显示屏的显示。RFID标签将ID数据进行密码运算后，通过相应的RFID协议发送到RFID读写器，RFID读写器根据协议规范进行后续动作。RFID读写器可将ID通过M2M模块传给指定的接收方。ID加密后的结果，传输过程，以及接收后的数据分别显示在显示屏上。显示控制模块控制显示屏的显示。对存储模块中的数据，通过嵌入式芯片模块进行密码运算，如ZUC算法，LBLock算法等，通过M2M模块进行传输给接收端。存储数据加密后的结果，传输过程，以及接收后的数据分别显示在显示屏上。显示控制模块控制显示屏的显示。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.物联网安全教学科研实验装置系统，其特征在于:包括总线控制模块、嵌入式芯片系统模块、传感器模块、RFID模块、M2M通信模块、显示装置、显示控制模块、存储控制模块和存储模块；其中嵌入式芯片系统模块、传感器模块、RFID模块、M2M通信模块，显示控制模块和存储控制模块分别与总线控制模块连接；所述显示装置与显示控制模块连接，所述存储模块与存储控制模块连接。
2.如权利要求1所述的物联网安全教学科研实验装置系统，其特征在于:所述的嵌入式芯片系统模块采用ARM系列芯片。
3.如权利要求1所述的物联网安全教学科研实验装置系统，其特征在于:所述的传感器模块为温度传感器。
4.如权利要求1所述的物联网安全教学科研实验装置系统，其特征在于:所述的RFID模块包括RFID读卡器和RFID标签。
5.如权利要求1所述的物联网安全教学科研实验装置系统，其特征在于:所述的M2M通信模块采用可支持主流3G系统和协议的通信模块。
6.如权利要求1所述的物联网安全教学科研实验装置系统，其特征在于:所述的显示装置为显示屏。
专利摘要本实用新型涉及一种用于物联网安全教学和科研的实验装置系统，该装置系统包括总线控制模块，嵌入式芯片系统模块，传感器模块、RFID模块、M2M通信模块，显示装置，显示控制模块，存储控制模块和存储模块；其中嵌入式芯片系统模块，传感器模块、RFID模块、M2M通信模块，显示控制模块和存储控制模块分别与总线控制模块连接；所述显示装置与显示控制模块连接，所述存储模块与存储控制模块连接。本实用新型系统架构清晰，设置合理，功能齐全；使用本装置系统能全面覆盖物联网安全教学和科研关键实验，有利于展开物联网安全领域的教学和科研实验，也能减少实验室投资。
文档编号G09B23/18GK203026021SQ20122063864
公开日2013年6月26日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者任伟, 牟扬, 任毅, 熊峰 申请人:中国地质大学(武汉)