一种用公网实现对光伏或风电站远程控制的方法及系统的制作方法_3

文档序号:8380318阅读:来源:国知局
步骤A3 ;若key —个字节右移完,即循环8次,跳至步骤AlO ;
AlO:判断编码密码9+a个字节是否全部循环完,若否,则将编码密码下一字节置入key,跳至步骤A3 ;若是,则输出结果,此结果为跳变码的低5字节位,按照远控指令加密编码环节的S3步骤,可得完整16个字节128位跳变码;
其中a为正整数,含义为多循环a个字节,其目的在于打乱编码的顺序,理论上可以多循环任意次,因此即便跳变码被截获,因为顺序是乱的,截获者不知道编码时多循环了几次,所以也不知道从哪一位开始解码,我们自己的解码器在解码时,同样多循环a次即可正确解码,进一步提高了安全性。
[0018]非线性编码算法有两个用途,一是产生编码密码或解码密码,二是对原指令进行加密编码变成跳变码。当非线性编码算法用作编码密码或解码密码产生时,步骤A2采用电站代码,并将种子代码置入数组B,进行算法运算,得到编码密码的低5字节,再将种子值的最高位加一常数后置入运算数组B,运算得到编码密码的高5字节,取其低4字节与前次得到的低5字节合并成完整的9个字节的编码密码或解码密码并存入EEPROM存储器;
当非线性编码算法用作远控指令加密编码时,步骤A2采用编码密码,并将同步计数置入数组B,算法输出结果为跳变码。
[0019]如图8所示,所述的非线性解码算法包括以下步骤:
B1:定义两个临时变量aux、key和一个5个字节的数组B ;
B2:将解码密码最低位放入key,将接收到的跳变码低5个字节置入B的0_4位;
B3:判断耵4]的第6位和和B [4]的第I位状态,如果为11时,令aux=10111010,如果为 10 时,令 aux=01011100,如果为 01 时,令 aux=01110100,如果为 00 时,令 aux=10101110 ;B4:判断B[3]的第3位,如为I则将aux高低字节交换;
B5:判断B[2]的第O位,如为I则将aux乘以4 ;
B6:判断B[l]的第O位,如为I则将aux乘以2 ;
B7:判断aux最高位、B[2]的最高位、B[4]的最高位、key的最高位,这四个量“I”的个数为偶数,B[4]的最高位改写成“0”,这四个量“I”的个数为奇数,B[4]的最高位改写成“I”;
B8:将数组B左循环移位一位;
B9:判断key —个字节是否左移完,若否,则将key左移一位,并跳至步骤B3 ;若1?^ —个字节右移完,即循环了 8次,跳至步骤BlO ;
BlO:判断编码密码9+a个字节是否全部循环完,若否,则将编码密码下一字节置入key,跳至步骤B3 ;若是,则输出结果,按照远控指令解密码环节的S3步骤,可将128位跳变码全部解出,其中a为正整数,其值与步骤AlO中a的值相等。
[0020]使用时,工作人员通过操作原码发生器I产生4个字节32位指令原码,通过串行口 Jl将指令原码发送给远程控制指令加密编码器2,远程控制指令加密编码器2在接收到指令原码后,远程控制指令加密器2将指令原码和编码密码经过远控指令加密编码算法及调用非线性编码算法将其编码成16个字节128位跳变码,再通过串行口 Jl将其发送给跳变码发送装置3,跳变码发送装置3采用的是PC通信机,它将加密编码后的跳变码通过因特网发送给被控电站;被控电站的跳变码接收装置4也是PC通信机,它从因特网上接收到跳变码,并通过串行口 Jl传送给远程控制指令解密码器5 ;在接收到跳变码接收装置4发来的16个字节128位跳变码后,远程控制指令解密码器5将跳变码和解码密码经过解密码算法及调用非线性解码算法将其解密码、检验校对、还原成操作或控制指令原码,再通过串行口 J2发送给被控电站操作控制系统6执行操作或控制,如果接收到的是假码,则不能通过J2输出,并报错。
[0021]以下是本发明就编码解码算法的安全性、可靠性进行的实验及实验数据,其中η取1,a取1:
1、机器上电运行后,向远程控制指令加密编码器2发送10次同一操作指令5287 A601,编码后依次产生的跳变码为:
0687 OC El 13 E7 A5 30 43 20 DC 75 55 C9 C4 12A3 01 AO FE 8B DD EF D6 21 E6 61 45 4B 17 99 12DC F9 2C CC BB 61 68 9D 22 CC BC BF 35 BD 38 12B3 DF 2C DC 39 CF BD 22 5C 2F 88 Al 35 99 BB 12D4 DA 34 AD OF AE 36 E4 7F C7 DO 9B E3 96 2C 125F 3C IC CO 53 F2 Cl BD C8 4E 5F 85 66 14 64 12DF CA D7 AC 09 BC ED 19 8E A2 Fl 46 BB ED 75 1282 08 97 EA D6 AE 9B CE 50 7C 4F 8C CB DF 7D 1201 93 74 A3 OE F3 E8 F6 20 BI 2A AA 34 3E ED 129C ED 3A 10 11 El BC 06 7B 23 94 A9 D9 99 09 12
经过更多操作指令和发送次数得出,跳变码具有以下特点:(1)无重复码;(2)从各组跳变码中无法找到其变化规律;
2、依次将跳变码发送到远程控制指令解密器6进行解码,解码后的结果均为5287 A601,说明对于合法的跳变码,远程控制指令解密器6均能可靠地还原成原指令码;
3、对同一跳变码解码,第一次解出为5287 A6 01,再次解码则会报错,说明同一组跳变码只能一次有效,截获的码无效;
4、故意改掉某个跳变码的某一位,再送入跳码解码器解码,程序报错,说明跳变码具有唯一'I"生,修改的码无效;
5、如先将后产生的跳变码送去解码,能正确解出原码,再将先产生的跳变码送去解码贝U显示“错误”;此功能以新指令否定旧指令,保证受控设备只能执行最新的指令;
6、如果采用扫码的方式破解,理论计算跳变码量是2的120次方=13292亿亿亿亿,按照扫发一组数、远程控制指令解密器解码判断完共需0.01秒,实际要远大于0.01秒,扫完全部码则要421.49亿亿亿年,可见扫到的概率趋于零。
[0022]综上所述,本发明具有高安全性和高可靠性,且便于实现,成本低。不仅可以使用因特网等公共网络对光伏电站进行控制,能有将电站生产区域的控制专网与公共互联网有效隔离,其隔离能力相当于物理隔离,配合集中监视系统即可实现对光伏电站、风电站等各种电站的无人值守。
【主权项】
1.一种用公网实现对光伏或风电站远程控制的系统,其特征在于:包括用于产生操作或控制指令原码的原码发生器(1),与原码发生器(I)连接用于将指令原码加密编码成跳变码的远程控制指令加密编码器(2)和与远程控制指令加密编码器(2)连接用于将跳变码通过因特网发送给光伏或风电站的跳变码发送装置(3);所述的光伏或风电站包括用于接收跳变码的跳变码接收装置(4),与跳变码接收装置(4)连接用于将接收到的跳变码解密恢复为指令原码的远程控制指令解密器(5)和与远程控制指令解密器(5)连接用于接收指令原码并执行操作的被控电站操作控制系统(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用公网实现对光伏电站远程控制的系统,其特征在于:所述的原码发生器(I)产生的指令原码为4个字节共32位;第一个字节为8位电站地址码,第二个字节为8位站内可操作或控制设备地址码,第三个字节和第四个字节的低四位共12位为控制参数,第四个字节的高四位为操作类别代码。
3.根据权利要求1所述的一种用公网实现对光伏电站远程控制的系统,其特征在于:所述的远程控制指令加密编码器(2)硬件电路由单片机U1、外部震荡电路、外部EEPROM存储器U2、串口电平转换电路U3、串口座Jl组成,Ul的I脚接电源正极,14脚接地,2脚和3脚接由晶振Xl和电容Cl、C2组成的外部震荡电路,由外部晶振提供单片机时钟,4脚为复位电路,通过电阻Rl接到正电源,5脚为串行输入引脚,用来接收数据,接到U2的第9脚,6脚为串行输出引脚,接到U3的第10脚,U3的16脚接电源正极,15脚接地,7脚、8脚分别接串口座Jl的2脚和3脚,I脚和3脚之间接电容C19,2脚通过电容C20接电源正极,4脚和5脚之间接电容C21,6脚通过电容C22接地,串口座Jl的5脚接地;外部EEPROM存储器U2的1、2、3、4脚接地,8脚接电源正极,5、6、7脚分别与单片机10、9、8脚连接,R2、R3、R4是上拉电阻,R2、R3、R4的一端均接电源正极,另一端分别接U2的5、6、7脚;发光二极管的正极通过电阻R5接到单片机11脚,负极接地。
4.根据权利要求1所述的一种用公网实现对光伏电站远程控制的系统,其特征在于:所述的远程控制指令解密器(5)的硬件电路由单片机U1、外部震荡电路、外部EEPROM存储器U2、串口电平转换电路U3、串口座J1、串口座J2以及串口切换电路Q1-Q3、R6-R10组成,Ul的I脚接电源正极,14脚接地,2脚和3脚接由晶振Xl和电容Cl、C2组成的外部震荡电路,由外部晶振提供单片机时钟,4脚为复位电路,通过电阻Rl接到正电源,5脚为串行输入引脚,用来接收数据,接到U3的第9脚,6脚为串行输出引脚,通过Q2、Q3分别接到U3的11脚和10脚,Q2的基极和Ql的集电极相接,并通过电阻R8与电源正极相连,Ql的发射极接地,基极通过电阻R7与单片机的7脚相连;Q3的基极通过电阻R6也与单片机7脚相连,其发射极与Q2的发射极连接并与单片机的6脚连接,Q2的集电极与U3的11脚连接,Q2的集
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