基于光耦隔离的单向数据传输器的制作方法

本实用新型属于信息安全领域，具体涉及一种基于光耦隔离的单向数据传输器。

背景技术：

信息安全不管是在生活中还是在工业生产活动中都是非常重要的。对于信息安全来说包括两个方面：一方面包括的是物理安全，指网络系统中各通信、计算机设备及相关设施等有形物品的保护。另一方面还包括我们通常所说的逻辑安全。包含信息完整性、保密性以及可用性等等。物理安全和逻辑安全都非常的重要，而在信息安全等级防护中物理隔离条件下工业控制网络区域与其他区域间数据采用双向传输，存在信息泄露的问题，因此，有必要对工业控制网络区域与其他区域间数据传输方式进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于信息安全等级防护中物理隔离条件下工业控制网络区域与其他区域间数据单向数据传输器，其依靠光耦与单片机结合的方式实现，具有很强的可操作性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于光耦隔离的单向数据传输器，包括单片机主控电路、烧录接口电路、电源电路、iic通信电路和网络电路；

单片机主控电路设置两个且其结构一致，分别用于发送信息和接收信息；用于发送信息的单片机主控电路和用于接收信息的单片机主控电路之间通过iic通信电路连接，光耦模块直接设置在iic通信电路上；

用于发送信息的单片机主控电路和用于接收信息的单片机主控电路均连接电源电路、烧录接口电路和网络电路。

作为优选方式，单片机主控电路的单片机采用stm32单片机，stm32单片机的vcap接地，vref接3.3v，工作电压vdd设置为3.3v，公共连接vss接地。

作为优选方式，网络电路包括dp83848vv网络模块，使用的是通用的rmii通讯协议，连接stm32单片机的网络dma。

作为优选方式，烧录接口电路包括header10x2接插件，header10x2接插件与单片机主控电路连接。

作为优选方式，电源电路设置dc接口，电源电路的稳压模块用的是ams1117-3v3。

作为优选方式，在电源电路输入输出端都并联电容。

作为优选方式，电源电路包括并联设置的第一电源电路和第二电源电路，第一电源电路和第二电源电路结构一致。

作为优选方式，iic通信电路包括插接件j13，插接件j13设置四个接口，分别是3.3v接口、gnd接口、pc6和pc7接口，pc6和pc7接口分别连接单片机主控电路。

作为优选方式，本实用新型还包括指示灯电路，指示灯电路包括并联设置的led1、led2、led3和led4，led1接3.3v，常亮，用来表示板子正在工作，led2、led3、led4连接pe13、pe14、pe15，用来表示运行状态。

作为优选方式，本实用新型还包括外部存储flash电路，外部存储flash电路采用w25q64模块。

本实用新型的有益效果是：

采用光耦与单片机结合的方式应用于信息安全等级防护中物理隔离条件下工业控制网络区域与其他区域间数据单向传输。利用光耦电绝缘特性实现工业控制网络区域和其他区域进行物理隔离；利用光耦输入端的发光二极管和输出端的光敏三极管的单向特性，实现数据的单向传输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为总的结构示意图；

图2为单片机连接外接模块的主控电路；

图3为烧录接口电路；

图4为电源电路；

图5为iic通信电路；

图6为指示灯电路；

图7为网络电路；

图8为外部存储flash电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，如果含有术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示，基于光耦隔离的单向数据传输器，包括单片机主控电路、烧录接口电路、电源电路、iic通信电路和网络电路；

单片机主控电路设置两个且其结构一致，分别用于发送信息和接收信息；用于发送信息的单片机主控电路和用于接收信息的单片机主控电路之间通过iic通信电路连接，光耦模块直接设置在iic通信电路上；

用于发送信息的单片机主控电路和用于接收信息的单片机主控电路均连接电源电路、烧录接口电路和网络电路。

单片机分为发送t端(如图1的左侧部分，包括主控t、光耦接口t等)和接收r端(如图1的右侧部分，包括主控r、光耦接口r等)两个部分，中间通过gpio模拟iic协议进行通讯，光耦加在gpio的通讯链路中。传输服务器编码系统将待传数据以socket协议发送到单片机主控电路t端的以太网接口上，t端直接将数据通过gpio转换为高低电平发送光耦输入端产生光信号；光耦输出端将光信号转换为高低电平发送到单片机主控电路r端的gpio上，单片机主控电路r端再通过socket协议将二进制数发送到接收服务器的解码系统上。解码系统解码并写入数据库，最终实现在物理隔离条件下单向数据传输。

实施例二

如图2所示，单片机主控电路的单片机采用stm32单片机(比如stm32f407vet6单片机)，stm32单片机的vcap接地，vref接3.3v，工作电压vdd设置为3.3v，公共连接vss接地。

单片机主控电路的系统时钟采用的是25mhz外接时钟源，因此在osc_out和osc_in中接25m晶振，外围rtc时钟采用的是32.768khz晶振。

单片机主控电路设置跳帽jp1，用于设置boot0是高电平或者低电平。

网络电路(图7中为网络接口电路)包括dp83848vv网络模块，使用的是通用的rmii通讯协议，连接stm32单片机的网络dma。

如图3所示，烧录接口电路(图3标示为“jtag/swd调试接口”)包括header10x2接插件，header10x2接插件与单片机主控电路连接。header10x2接插件的第1脚连接vdd(3v3，即3.3v)，header10x2接插件的第3脚(trst对应stm32的pb4)，第5脚(tdi对应stm32的pa15)，第7脚(tms/swdio对应stm32的pa13)，第9脚(tck/swclk对应stm32的pa14)，第13脚(tdo\swo对应stm32的pb3)，第15脚(reset对应stm32的nrst)，第4.6.8.10.12.14.16.18.20中的任意一个脚(地脚)。

如图4所示，电源电路设置dc接口，电源电路的稳压模块用的是ams1117-3v3。为了稳定输出，在电源电路输入输出端都并联电容。官方手册上要求22uf以上，本实施例中采用100uf。

电源电路包括并联设置的第一电源电路和第二电源电路，第一电源电路和第二电源电路结构一致。通过两个稳压模块，分别给两块板子供电，单片机t端和r端通过电源共地。

如图5所示，iic通信电路包括插接件j13，插接件j13设置四个接口，分别是3.3v接口、gnd接口、pc6和pc7接口，pc6和pc7接口分别连接单片机主控电路。

实施例三

如图6所示，本实用新型还包括指示灯电路，指示灯电路包括并联设置的led1、led2、led3和led4，led1接3.3v，常亮，用来表示板子正在工作，led2、led3、led4连接pe13、pe14、pe15，用来表示运行状态。

如图8所示，本实用新型还包括外部存储flash电路，外部存储flash电路采用w25q64模块，wp为保护管脚，直接接到vcc置高，取消保护，hold为保持管脚，也直接接vcc置高，不保持数据。使得flash模块的内存随时可读可写。用spi2进行控制，对应接线分别是：cs->pe3，do->pc2，clk->pb10，di->pc3。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。