[發明專利]一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集裝置及采集方法

在審

• 申請號: 201710124795.0
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106843058A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 朱雨;陳夕松;方鑫;王杰;馮攀峰
• 申請（專利權）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 劉暢,夏平

1.一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集裝置，其特征在于該裝置包括X86主機和ARM主機，兩主機之間采用無IP地址通訊，實現控制系統DCS與管理系統MES間的物理隔離。

2.根據權利要求1所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集裝置，其特征在于所述ARM主機由數據采集模塊、數據解析模塊以及第一數據通訊接口順次構成，數據采集模塊用于采集DCS的數據；X86主機由第二數據通訊接口、數據緩存模塊、數據處理模塊、數據封裝模塊以及數據發布模塊順次構成，第二數據通訊接口用于同第一數據通訊接口進行數據傳輸，數據發布模塊用于向MES發布數據。

3.根據權利要求2所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集裝置，其特征在于所述的第一數據通訊接口與第二數據通訊接口間的通訊能夠隱藏控制系統DCS的IP地址。

4.根據權利要求3所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集裝置，其特征在于所述數據通訊包括有線方式和無線方式，其中有線方式為USB和串口；無線方式為藍牙4.0。

5.根據權利要求4所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集裝置，其特征在于所述USB為正常通訊方式，串口和藍牙4.0作為輔助應急通訊方式。

6.一種基于權利要求1所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集裝置的采集方法，其特征在于工作流程如下：

(1)啟動數據采集模塊；

(2)數據采集模塊以OPC報文形式從DCS中采集數據；

(3)數據解析模塊解析出OPC報文data區數據；

(4)第一數據通訊接口通過物理層將data區數據傳遞到第二數據通訊接口；

(5)數據緩存模塊存儲data區數據；

(6)數據處理模塊根據白名單規則對data區數據進行深度過濾；

(7)如果數據合法且已發生變化，則將過濾后的data區數據進一步處理；否則跳轉到步驟(10)；

(8)數據封裝模塊將過濾完成的data區數據封裝成OPC報文；

(9)數據發布模塊通過OPC報文對外發布數據；

(10)判斷是否繼續采集數據，如果是，則跳轉到步驟(2)；否則程序結束。

7.根據權利要求6所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集方法，其特征在于所述步驟(4)中數據通訊時，對每一個信息包進行如下操作：首先，X86主機會發送一個IN令牌包，請求讀數據；然后，ARM主機將數據通過DATA1/DATA0數據包回傳給X86主機；最后，X86主機將以下列方式加以響應：當數據已經正確接收時，X86主機發送ACK令牌包；當X86主機正在忙碌時，發出NAK握手包；當發生錯誤時，X86主機發出STALL握手包。

8.根據權利要求6所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集方法，其特征在于所述步驟(4)中所述數據通訊包括有線方式和無線方式，其中有線方式為USB和串口；無線方式為藍牙4.0；其中：

藍牙地址分為三個部分：24位地址低端部分LAP、16位非重要地址部分NAP以及8位地址高端部分UAP，LAP和UAP是生產廠商的唯一標識碼，NAP由廠商內部自由分配；

USB包的基本格式為：同步字段、PID字段、數據字段、CRC字段和包結尾字段。

9.根據權利要求8所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集方法，其特征在于USB通訊時，第二數據數據通訊接口接收到USB包后，首先放入數據緩存模塊；然后數據處理模塊對數據進行過濾，即對USB總線傳遞過來的data區數據進行檢測、比對和篩選；數據封裝模塊將過濾后的合法且已發生改變的數據重新打包成OPC報文；數據發布模塊把篩選出的數據以OPC協議上傳到實時數據庫。

10.根據權利要求6所述的一種隱藏控制系統IP地址的安全數據采集方法，其特征在于工作流程具體為：

(1)啟動數據采集模塊，當數據采集模塊啟動時：從啟動輸入參數中，獲取指定采集配置文件opccollcfg.ini，預先讀取初始化配置文件opcsvrcfg.ini，加載采集配置文件opccollcfg.ini；

初始化完成后，讀取采集配置對象中的OPC連接信息，并連接到DCS中的OPC Server。連接成功后，遍歷采集配置文件opccollcfg.ini中的分組信息，向OPC Server對象中添加待采集數據分組并設置數據采集周期為15秒，添加分組成功后并激活分組；

(2)數據解析模塊：從緩存中讀取OPC報文并解析，提取出data區數據；

(3)第一通訊接口和第二通訊接口：兩主機間的通訊采用USB總線，包是USB系統中信息傳輸的基本單元，所有待采集標簽點數據都經過打包后在總線上傳輸。傳輸中，首先傳輸字節最低位，最后傳輸字節最高位；在USB包中，數據字段包含設備地址、端點號、幀序列號以及數據內容；

(4)數據緩存：緩存模塊存儲USB總線傳輸過來的data區數據，以備數據處理模塊進一步過濾。