[發明專利]一種適用于電力監控系統的單向圖閘系統和裝置

在審

• 申請號: 202110173676.0
• 申請日: 2021-02-06
• 公開（公告）號: CN112994233A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 畢玉冰;王文慶;介銀娟;董夏昕;朱博迪;劉超飛;崔逸群;鄧楠軼;高原英
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H04L29/06;H04L1/18;G06K19/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種適用于電力監控系統的單向圖閘系統和裝置，該系統包括數據采集單元、數據類型識別模塊、圖形生成模塊、正向圖閘、反向圖閘、圖形解碼模塊、數據展示模塊；所述正向圖閘包括單向顯示模塊、單向掃描模塊；所述反向圖閘包括單向重傳掃描模塊、單向重傳顯示模塊。該裝置包括接收單元、處理單元、發送單元。本發明的優點是：通過采用能存儲大容量數據的圖片和建立完全無物理線路的數據傳輸方式，將電力監控系統的數據從安全級別高的區域傳輸到安全級別低的區域，實現數據安全、可靠的單向傳輸，解決現有電力單向傳輸設備仍然需要物理線路，沒有徹底實現物理隔離，仍然存在被網絡攻擊突破的問題。

技術領域

本發明屬于工控網絡安全技術領域，具體涉及一種適用于電力監控系統的單向圖閘系統和裝置。

背景技術

電力監控系統，即數據采集與監視控制系統，是以計算機為基礎的自動化監控系統，是火電廠、水電站、風電場、光伏電站負責對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能的信息化系統。

按照國家信息系統等級保護制度的要求，電力監控系統采用“網絡分區、專網專用、橫向隔離、縱向認證”的安全策略，將電力監控系統分為具有高安全級別的用于生產控制的生成控制大區和安全級別較低的用于運行監視、數據報表等功能的管理信息大區，兩個區分別處于不同的網絡，使用單向隔離網閘進行連接，提供兩個區的數據傳輸服務。

目前的單向隔離網閘由兩個通用的光傳輸模塊，模塊之間采用單根光纖連接組成。傳統認為，光傳輸模塊通過兩根光纖完成通信，一根用于接收數據，一根用于發送數據，從物理上，即無法通過單根光纖實現既進行接受又進行發送數據。但隨著網絡技術的發展，單纖雙向即BiDi(Bidirectional)技術的出現，打破了這種設計，BiDi技術能夠在一根光纖里可以同時傳輸收發兩個方向的光信號,對目前的單向隔離網閘的安全性提出了挑戰，而且，只要由物理線路存在，現有的網絡安全技術已經出現可以繞過單向網閘的技術，網閘的安全不再是牢不可破。

二維碼又稱二維條碼，常見的二維碼為QR Code，是一個近幾年來移動設備上超流行的一種編碼方式，它自身在不聯網的情況下就能存儲信息，因此，如果用在電力監控系統中，將需要傳遞的信息存儲到二維碼中，然后通過掃描二維碼得到存儲數據，就能夠實現真正意義上的沒有物理線路的單向隔離裝置，本發明把這種裝置命名為“圖閘”。但傳統的二維碼存儲的信息量比較少，常見的雙色單層(如黑白)的一般存儲數十K的信息，彩色(24色)單層的能夠達到1～2MB的信息，而PM-Code是以QR Code為基礎發展出來的3D二維碼，具有存儲容量高的特點，理論上可以容納約1.236GB的信息，能夠解決傳輸速率、效率的問題。

發明內容

本發明針對以上不足，提供一種適用于電力監控系統的單向圖閘系統和裝置,實現了電力監控系統真正意義上的無物理線路的單向隔離裝置。

為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種適用于電力監控系統的單向圖閘系統和裝置，該系統包括數據采集單元1、數據類型識別模塊2、圖形生成模塊3、正向圖閘4、反向圖閘7、圖形解碼模塊10和數據展示模塊11；所述正向圖閘4包括單向顯示模塊5和單向掃描模塊6；所述反向圖閘7包括單向重傳掃描模塊8和單向重傳顯示模塊9；其中：

所述數據采集單元1負責從電力監控系統的服務器端的數據庫采集數據；

所述數據類型識別模塊2負責對數據采集單元1采集的數據進行類型識別，然后將不同類型的數據封裝成不同的數據包；

所述圖形生成模塊3負責生成能存儲大容量數據的二維碼圖片，然后將數據類型識別模塊2發送的數據包封裝到二維碼圖片中；

所述正向圖閘4負責通過控制顯示屏、攝像頭，在電力監控系統網絡的高安全級網絡和低安全級網絡之間，建立完全無物理線路的數據傳輸通道，然后正向圖閘4將包含有大量數據的二維碼圖片從高安全級網絡傳輸到低安全級網絡；