电极与U3的10脚相连，上拉电阻RlO的一端接电源正极，一端接U3到11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，U3的14脚、13脚分别接串口座J2的2脚和3脚，串口座J2的5脚接地；外部存储器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。
5.一种用公网实现对光伏或风电站远程控制的方法，其特征在于:包括远控指令加密编码算法、远控指令解密码算法和编解码密码动态变化的方法；所述的远控指令加密编码算法包括以下步骤: 51:上电后远程控制指令加密器(2)初始化，检查是否已经存在同步计数，如经检查不存在同步计数，则先给同步计数赋初值；如经检查已经存在同步计数，则不再进行同步计数初始化； 52:编码密码检查，如经检查不存在编码密码，则由事先指定的9个字节的电站代码和指定的5个字节的种子代码通过非线性编码算法产生编码密码，如果已经存在编码密码，程序进入接收原始指令的环节，当接收到原始指令数据，程序便进入加密编码环节； 53:128位加密编码环节，确定一个16个字节的运算数组，每次运算为5个字节，分3次运算，首先从存储器中取出同步计数值并加I后写入到运算数组的前3个字节中，剩下的两个字节分别写入原指令码中的电站地址码和设备地址码，取出编码密码，调用非线性编码算法，计算出前5个字节的跳变码并暂存；再将同步计数放入运算数组的前3个字节中，剩下的两个字节分别写入原指令码中的设备地址码和电站地址码，取出编码密码，调用非线性编码算法，计算出中5个字节的跳变码并暂存；再将同步计数放入运算数组的前3个字节中，剩下的两个字节分别写入原指令码中的操作码和电站地址码，取出编码密码，调用非线性编码算法，计算出后5个字节的跳变码并暂存；最后将运算数组的最后一个字节写入电站地址码；此时4个字节32位的原始指令码变成16个字节128位的跳变码；保存新的同步计数值到EEPROM存储器，以备下次计算使用； 54:跳变码发送，通过串行口 Jl将128位跳变码传送给跳变码发送装置(3)，由跳变码发送装置(3)将跳变码通过因特网或其他公网发送给被控光伏或风电站； 所述的远控指令解密码算法包括以下步骤: (51):上电后远程控制指令解密器(5)初始化，检查是否已经存在同步计数，如经检查不存在同步计数，则先给同步计数赋初值，此初值与远程控制指令加密器相同；如经检查已经存在同步计数，则不再进行同步计数初始化； (52):解码密码检查，如经检查不存在解码密码，则取与远程控制指令加密器相同的的电站代码和种子代码通过非线性编码算法产生解码密码，此解码密码和远程控制指令加密器中的编码密码相同，产生过程同步骤S2 ;如果已经存在解码密码，程序进入接收跳变码环节，当串行口 Jl接收到控制中心发来的跳变码数据，程序便进入解密环节； (53):解密环节，取出解码密码，调用非线性解码算法，对16个字节128位跳变码分别进行解码，先解低五个字节，次解中五个字节，最后解高五个字节，通过解码，原始指令码已经出现在数组中； (54):验证数组中指令的真伪，首先检查解码后的数组各段字节中同步计数值是否相同且与上次值相比是否合理增加，将解码后的同步计数值与每次解码后记录在EEPROM存储器中的同步计数值进行比较，如果前者小于或等于后者，则此跳变码为假码；如果前者大于后者超过一定值，也为假码，否则同步计数值核对正确；然后核对解码后的数组中各段的电站地址和设备地址是否一致，如果一致表明指令是真的，否则指令是仿冒的，将新的同步计数更新到EEPROM存储器中，并将指令恢复成4个字节32位原始控制指令； (55):选择串行口J2，通过串行口 J2把控制指令送给电站操作控制系统执行操作或控制； 所述的编解码密码动态变化方法包括以下步骤: 被控电站侧: Cl:被控电站接收到跳变码，经解密码并验证是本站的控制指令码； C2:取出9个字节的解码密码和5个字节种子值； C3:将种子值右移循环η位； C4:将种子值置入非线性算法的运算数组B中，调用非线性编码算法，得到新解码密码的低5位，将种子值的最高位加一常数后置入运算数组B，调用非线性算法，得到新解码密码的高5位，取低4位与前次得到的低5位合并成完整的9位新解码密码并存入EEPROM存储器； C5:将接收到的跳变码再编码后发回至控制中心的远程控制指令加密编码器； 控制中心侧: Dl:接收到被控电站发来的跳变码，经解码并验证是原先发出的跳变码； D2:取出9个字节的编码密码和5个字节种子值； D3:将种子值右移循环η位； D4:将种子值置入非线性算法的运算数组B中，调用非线性编码算法，得到新编码密码的低5位，将种子值的最高位加一常数后置入运算数组B，调用非线性算法，得到新编码密码的高5位，取低4位与前次得到的低5位合并成完整的9位新编码密码并存入EEPROM存储器。
6.根据权利要求5所述的一种用公网实现对光伏或风电站远程控制的方法，其特征在于:所述的非线性编码算法包括以下步骤: Al:定义两个临时变量aux、key和一个5个字节的运算数组B ； A2:将电站代码或编码密码最低位放入key，将种子代码或同步计数置入数组B的0_2位，并将电站地址和设备地址分别置入B的3、4位中； A3:将数组B右循环移位一位； A4:判断耵4]的第6位和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 ；A5:判断B[3]的第3位，如为I则将aux高低字节交换； A6:判断B[2]的第O位，如为I则将aux乘以4 ； A7:判断B[l]的第O位，如为I则将aux乘以2 ； AS:判断aux最高位、B[2]的最高位、B[4]的最高位、key的最低位，这四个量“I”的个数为偶数，则把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 ” ； A9:判断key —个字节是否右移完，若否，则将key右移一位，并跳至步骤A3 ;若key —个字节右移完，即循环了 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，a为正整数； 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，得到编码或解码密码的低5个字节，再将种子值的最高位加一常数后置入运算数组B，运算得到编码或解码密码的高5个字节，取其低4个字节与前次得到的低5个字节合并成完整的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。
7.根据权利要求5所述的一种用公网实现对光伏电站远程控制的方法，其特征在于: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个字节的运算数组B ； B2:将解码密码最低位放入key，依次将接收到的跳变码低5个字节、中5个字节和高5个字节分别置入运算数组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，输出结果为控制指令原码，a为正整数。
【专利摘要】本发明公开了一种用公网实现电站远程操控的系统，由远程控制中心和各被控电站组成；远程控制中心对某电站进行远程操控，发出控制指令码，该指令码经远控指令加密器加密编码后变成128位跳变码，通过因特网或其它公网传送至对应电站，电站接收该跳变码后送远控指令解密器进行解密后恢复成原指令码对设备进行操控，实现电站无人值守。该系统主要特点：1、远控指令加密器采用跳变码编码技术，同一操作指令每次编码后生成的跳变码不重复，2、编码后的跳变码为海量码，3、动态加解密密码；上述3个特点使得截码、扫码和超级计算机技术破解成为不可能。4、远控指令解密器能实现公网和专网的近乎物理隔离，所以加密后的控制指令可使用公网公开传送。
【IPC分类】H02J13-00, H04L9-06, G05B19-418
【公开号】CN104699046
【申请号】CN201510071768
【发明人】文庭荣
【申请人】文庭荣
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月10日