[發明專利]一種具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統及方法

有效

• 申請號: 202010718987.6
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111885062B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 晏桂良;羅浩;肖立志;周雪冬;吳笑馨;胡嗣欽;李奮勇;葉報喜
• 申請（專利權）人: 湖南中車時代通信信號有限公司
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/08;H04L12/40
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡林嶺

1.一種具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述系統包括：

主設備側、從設備側以及RS485總線；所述主設備側與從設備側基于所述RS485總線進行通信；所述主設備側包括RS485總線控制模塊、DTLS鏈路層協議適配模塊以及DTLS協議核心模塊以及主設備；所述從設備側包括RS485總線控制模塊、DTLS鏈路層協議適配模塊以及DTLS協議核心模塊以及從設備；

其中：

當所述主設備側和所述從設備側之間首次連接或者重新連接時，所述從設備側的DTLS協議核心模塊對認證加密協商請求進行組包并將該組包發送給所述DTLS鏈路層協議適配模塊，該組包內容包括主設備的IP、UDP端口和認證加密協商數據；

所述從設備側的DTLS鏈路層協議適配模塊將所述認證加密協商數據重新映射后封裝并發送給所述RS485總線控制模塊，如果所述認證加密協商數據超過一定的長度就進行分片，對分片所得的切片進行組裝，并將組裝后的數據包發送給所述RS485總線控制模塊；

所述從設備側的RS485總線控制模塊對接收到的數據包進行成幀處理，監聽所述主設備發送的總線控制幀，當所述總線控制幀表示允許發送數據時，將成幀后的數據發送到所述RS485總線；

所述主設備側的RS485總線控制模塊對從所述RS485總線接收到的成幀后的數據進行定幀處理以及差錯校驗，校驗正確的數據幀上送到所述主設備側的DTLS鏈路層協議適配模塊；

所述主設備側的DTLS鏈路層協議適配模塊在分片的情況下重組切片，重組得到完整數據之后進行解封裝以及IP和UDP端口反映射，上送給所述主設備側的DTLS協議核心模塊；

所述主設備側的DTLS協議核心模塊接收到從設備的認證加密協商請求后，向從設備發送該請求的響應報文，該響應報文的路徑和從設備側到主設備側相反。

2.如權利要求1所述的具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述主設備側和所述從設備側的RS485總線控制模塊還被配置成協調本設備與在該RS485總線上的其它各設備的發送時隙。

3.如權利要求1所述的具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述主設備側和所述從設備側的所述RS485總線控制模塊還被配置成根據定幀處理后的數據的幀頭中的設備標識符區分來源于不同設備的數據。

4.如權利要求1所述的具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述主設備側和所述從設備側的所述DTLS鏈路層協議適配模塊被配置成完成IP地址和UDP端口到RS485設備標識符之間的轉化，完成對所述認證加密協商數據的封裝和解封裝。

5.如權利要求1所述的具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述主設備側和所述從設備側的所述DTLS鏈路層協議適配模塊還被配置成讓數據的傳輸適應RS485通信的低速并進行可控的時延。

6.如權利要求5所述的具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述主設備側和所述從設備側的所述DTLS鏈路層協議適配模塊完成數據的切片以及切片的組裝，為每個已連接設備維護一個分片組裝狀態機，完成組裝和校驗后再分發到所述DTLS協議核心模塊。

7.如權利要求5所述的具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述主設備側和所述從設備側的所述DTLS鏈路層協議適配模塊對防DDOS攻擊的cookie驗證數據長度進行裁剪，以減少通信開銷，提高交互效率。

8.如權利要求1所述的具有認證加密功能的基于RS485總線的通信系統，其特征在于，所述主設備側和所述從設備側的DTLS協議核心模塊還被配置成進行傳輸層安全性協議的處理，所述處理包括基于所述認證加密協商請求對接入的身份認證，完成通信加密密鑰的協商，對應用層數據進行加密，以及對接收到的數據進行解密。