CN103634987B - 一种应用于led路灯通信系统的安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，在LED路灯控制终端与LED控制系统服务器之间的桥接器中增加桥接安全控制模块，可在LED路灯控制终端与LED控制系统服务器通信时采取通信安全控制措施，主要通过信息处理单元对LED路灯的状态参数进行加密及解密，通过安全日志跟踪单元对LED路灯运行状况进行跟踪和记录分析，当异常检测单元发现异常情况，异常报警单元及时向LED控制系统服务器发出警告。有效地保证了LED控制系统服务器和LED路灯控制终端之间传输过来的数据内容的正确性，预防在被破解密码的情况下，LED路灯不会受到错误指令干扰，保证LED路灯的各项工作相关参数处于正常的工作范围内。

Description

一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法

技术领域

本发明涉及道路照明技术，尤其是指一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法。

背景技术

 路灯是城市照明的重要组成部分，随着LED照明技术的不断发展，LED路灯得到越来越广泛应用，由于道路环境有所区别，对路灯的照明效果有着各种不同要求，为了实现智能控制各种不同功能型号的LED路灯，一般是由灯具控制终端、桥接器与灯具控制系统服务器组成一个灯具控制系统，桥接器解决了灯具控制终端与灯具控制系统服务器的兼容问题，但是现有技术的灯具控制系统的桥接器没有同时具备通信保密、数据核对和运行时跟踪的功能，在被破解密码的情况下，LED路灯会受到错误指令的严重干扰，不能处于正常工作范围内。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，从通信保密、数据核对和运行时跟踪这三个方面保证路灯的安全运行和及时调整。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种LED路灯通信系统，包括有LED路灯控制终端、LED控制系统服务器以及耦接于LED路灯控制终端与LED控制系统服务器之间的桥接器；所述桥接器，用于将配置报文和控制指令转换成统一的数据编码方式，实现LED路灯控制终端与LED控制系统服务器之间的通信；所述LED路灯控制终端，用于采集LED内外部的环境情况，形成LED运行状态报文且发送到桥接器，接收和执行桥接器传递过来的控制指令；所述LED控制系统服务器，用于接收桥接器发送过来的数据报文，通过综合分析LED的各种情况，形成控制数据然后通过桥接器发送到LED路灯控制终端，最终智能控制LED路灯的照明；

所述桥接器内设置有桥接安全控制模块、通信端口A和通信端口B，所述桥接安全控制模块包括有信息处理单元、异常检测单元和异常报警单元，所述通信端口A与LED控制系统服务器通信连接，通信端口B与LED路灯控制终端通信连接；所述信息处理单元，用于对来自通信端口A和通信端口B的LED路灯的状态参数进行加密、解密以及核对格式，其中所述状态参数包括电压、电流、功率、LED路灯的控制类型和LED路灯的维护系数；

所述异常检测单元，用于对从信息处理单元发送过来报文中的电压、电流、功率进行检查，检查其是否处于正常工作范围内；

所述异常报警单元，用于接收来自异常检测单元的报警信息，形成报警信息报文后向LED控制系统服务器报警；

所述LED路灯控制终端把当前LED路灯的状态参数通过通信端口B发送给信息处理单元，经过加密处理后，通过通信端口A发送给LED控制系统服务器；LED控制系统服务器加密并形成反馈数据报文，反馈数据报文加密通过通信端口A发送到信息处理单元；信息处理单元对反馈数据报文进行解密和报文格式核对，然后把核对结果发给异常检测单元，且异常检测单元对报文中的电压、电流、功率进行检查，若均处于正常工作范围内就发送到LED路灯控制终端，否则，向LED控制系统服务器发送报警信息。

进一步的，所述桥接安全控制模块还包括有安全日志跟踪单元，其用于跟踪LED路灯控制终端反馈过来的路灯传感器反馈系数、电压、电流及功率，并且验证其数值是否处于合理范围值内，否则向异常报警单元发送报警信息。

其中，所述通信端口B与LED路灯控制终端通信之间设置有网关，所述通信端口B通过所述的网关与LED路灯控制终端通信。

应用于所述LED路灯通信系统的安全控制方法，其安全控制步骤如下：

步骤1、LED路灯控制终端通过通信端口B将当前LED路灯的状态参数发送到信息处理单元；

步骤2、信息处理单元提取当前LED路灯的状态参数并形成加密的数据报文，然后通过通信端口A把数据报文发送到LED控制系统服务器；

步骤3、LED控制系统服务器对当前的状态参数进行计算并形成包含新的状态参数的反馈数据报文，然后通过通信端口A发送到信息处理单元；

步骤4、信息处理单元对反馈数据报文进行解密，并核对反馈数据的报文格式是否正确，然后把核对结果发给异常检测单元；

步骤5、若报文格式正确，异常检测单元就根据目前路灯的运行状况对反馈数据报文中的电压、电流、功率进行检查；若报文格式不正确，异常检测单元就触发异常报警单元，异常报警单元立即把异常信息反馈给LED控制系统服务器，LED控制系统服务器对状态参数进行重新调整，形成新的反馈数据报文后跳到步骤4；

步骤6、若异常检测单元的检查结果均符合供电电表的供电要求，异常检测单元通过通信端口B把反馈数据报文发送到LED路灯控制终端，若检查结果不符合供电电表的供电要求，异常报警单元立即把异常信息反馈给LED控制系统服务器，LED控制系统服务器对状态参数进行重新调整，形成新的反馈数据报文后跳到步骤4。

进一步的，在步骤2中，信息处理单元对状态参数中的电压、电流、功率进行加密形成数据报文a；另外，信息处理单元对状态参数中的路灯控制类型和路灯维护系数进行加密形成数据报文b；信息处理单元通过通信端口A向LED控制系统服务器分别发送数据报文a和数据报文b。

进一步的，在步骤3中，所述LED控制系统服务器在考虑路灯维护系数和没有考虑路灯维护系数的两种情况下分别计算出LED路灯的电压、电流、功率的数值，并按照信息处理单元所设定的数据格式和相应的加密方法形成相应的反馈数据报文。

其中，所述安全控制步骤还包括有安全日志跟踪步骤，所述安全日志跟踪单元定时接收来自LED路灯控制终端的状态参数，并且验证灯具的亮度、电压、电流和功率的数值是否处于合理的范围，若这些参数不处于合理范围就向异常报警单元报警，异常报警单元再把相应的警报信息发送到LED控制系统服务器。

本发明的有益效果：

    本发明在LED路灯控制终端与LED控制系统服务器之间的桥接器中增加桥接安全控制模块，可在LED路灯控制终端与LED控制系统服务器通信时采取通信安全控制措施，主要是通过信息处理单元对LED路灯的状态参数进行加密及解密，通过安全日志跟踪单元对LED路灯运行状况进行跟踪和记录分析，当异常检测单元发现异常情况，异常报警单元及时向LED控制系统服务器发出警告。这样有效地保证了LED控制系统服务器和LED路灯控制终端之间传输过来的数据内容的正确性，预防在被破解密码的情况下，LED路灯不会受到错误指令的严重干扰，保证LED路灯的各项工作相关参数均处于正常的工作范围内。

附图说明

图1为本发明的一种LED路灯通信系统的结构示意图。

图2为本发明的一种LED路灯通信系统的安全控制方法的流程图。

在图1至2中的附图标记包括：

1—LED路灯控制终端      2—LED控制系统服务器      3—桥接器

4—桥接安全控制模块      41—信息处理单元          42—异常检测单元

43—异常报警单元            44—安全日志跟踪单元     5—通信端口A

6—通信端口B                  7—网关。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。参见图1和图2，以下结合附图对本发明进行详细的描述。

本发明一种LED路灯通信系统，包括有LED路灯控制终端1、LED控制系统服务器2以及耦接于LED路灯控制终端1与LED控制系统服务器2之间的桥接器3；所述桥接器3，用于将配置报文和控制指令转换成统一的数据编码方式，实现LED路灯控制终端1与LED控制系统服务器2之间的通信；所述LED路灯控制终端1，用于采集LED内外部的环境情况，形成LED运行状态报文且发送到桥接器3，接收和执行桥接器3传递过来的控制指令；所述LED控制系统服务器2，用于接收桥接器3发送过来的数据报文，通过综合分析LED的各种情况，形成控制数据然后通过桥接器3发送到LED路灯控制终端1，最终智能控制LED路灯的照明。

本发明所述的桥接器3内设置有桥接安全控制模块4、通信端口A 5和通信端口B 6，所述桥接安全控制模块4包括有信息处理单元41、异常检测单元42和异常报警单元43，所述通信端口A 5与LED控制系统服务器2通信连接，通信端口B 6与LED路灯控制终端1通信连接；所述信息处理单元41，用于对来自通信端口A 5和通信端口B 6的LED路灯的状态参数进行加密、解密以及核对格式，其中所述状态参数包括电压、电流、功率、LED路灯的控制类型和LED路灯的维护系数；本发明的信息处理单元41为了有效保证重要数据通信的安全性，会按照设定的时间周期对LED路灯的电压、电流和功率等数据进行加密和解密，本实施例中所设定的时间周期为7天；所述异常检测单元42，用于对从信息处理单元41发送过来报文中的电压、电流、功率进行检查，检查其是否处于正常工作范围内；所述异常报警单元43，用于接收来自异常检测单元42的报警信息，形成报警信息报文后向LED控制系统服务器报警2。

所述LED路灯控制终端1把当前LED路灯的状态参数通过通信端口B 6发送给信息处理单元41，当前LED路灯的状态经过信息处理单元41加密处理后，通过通信端口A 5发送给LED控制系统服务器2；LED控制系统服务器2对当前的状态参数进行计算并形成包含新的状态参数的反馈数据报文，反馈数据报文通过通信端口A 5发送到信息处理单元41；信息处理单元41对反馈数据报文进行解密和报文格式核对，然后把核对结果发给异常检测单元42，且异常检测单元42对报文中的电压、电流、功率进行检查，若均处于正常工作范围内就发送到LED路灯控制终端1，否则，向异常报警单元43报警。

进一步的，本实施例中所述桥接安全控制模块4还包括有安全日志跟踪单元44，其用于跟踪LED路灯控制终端1反馈过来的路灯传感器反馈系数、电压、电流及功率，并且验证其数值是否处于合理范围值内，否则向异常报警单元43发送报警信息。

本发明在LED路灯控制终端1与LED控制系统服务器2之间的桥接器3中增加桥接安全控制模块4，可在LED路灯控制终端1与LED控制系统服务器2通信时采取通信安全控制措施，其主要是通过信息处理单元41对LED路灯的状态参数进行加密及解密，通过安全日志跟踪单元44对LED路灯运行状况进行跟踪和记录分析，当异常检测单元42发现异常情况，异常报警单元43会及时向LED控制系统服务器2发出报警信息。这对LED路灯的安全运行状况和通信安全起关键的作用，相当于在LED路灯控制终端1与LED控制系统服务器2之间增加一个安检的功能，保证传输过来的数据内容的正确性，预防在被破解密码的情况下，LED路灯也不受到错误指令的严重干扰，保证LED路灯的各项工作相关参数均处于正常的工作范围内，避免受到攻击。

在本实施例中，所述通信端口B 6与LED路灯控制终端1之间设置有网关7，所述通信端口B 6通过所述的网关7与LED路灯控制终端1通信。本发明中所述的网关7主要用于网络层和传输层的协议转换，而本发明所述的桥接器3则主要是用于应用层和表示层的协议转换并实现一些业务功能。因此本发明可以在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的通信设备之间进行通信，能桥接各种规格、型号的LED路灯控制终端1以及LED灯具。

一种应用于权1至权3所述LED路灯通信系统的安全控制方法，其安全控制步骤如下：

步骤1、LED路灯控制终端1通过通信端口B 6将当前LED路灯的状态参数发送到信息处理单元41。

步骤2、信息处理单元41提取当前LED路灯的状态参数并形成加密的数据报文，然后通过通信端口A 5把数据报文发送到LED控制系统服务器2。

进一步的，在步骤2中，所述信息处理单元41在通信过程中采用DES或者RSA的加密方法对状态参数中的电压、电流、功率进行加密，并形成数据报文a；另外，信息处理单元41也采用采用DES或者RSA的加密方法对状态参数中的路灯控制类型和路灯维护系数进行加密，并形成数据报文b；信息处理单元41通过通信端口A 5向LED控制系统服务器2分别发送数据报文a和数据报文b。在本实施例中，所述路灯控制类型包括单灯、组灯和场景控制等类型。

步骤3、LED控制系统服务器2对当前的状态参数进行计算并形成包含新的状态参数的反馈数据报文，然后通过通信端口A 5发送到信息处理单元41。

步骤4、信息处理单元41对反馈数据报文进行解密，并核对反馈数据的报文格式是否正确，然后把核对结果发给异常检测单元42。

步骤5、若报文格式正确，异常检测单元42就根据目前路灯的运行状况对反馈数据报文中的电压、电流、功率进行检查；若报文格式不正确，异常检测单元42就触发异常报警单元43，异常报警单元43立即把异常信息反馈给LED控制系统服务器2，LED控制系统服务器对状态参数进行重新调整，形成新的反馈数据报文后跳到步骤4。

报文格式不正确可能是由一些有意破坏者发送的报文或者干扰发错的报文。LED控制系统服务器2将报警信息反馈过来的不正确报文格式与正确报文格式作格式对比，确定是干扰发错报文还是其他破坏者发送的报文，如果是发错报文，会重新修正后再发过去；如果是其他破坏者发送的破坏报文，那么LED控制系统服务器2通知桥接器3接收来自拒绝破坏者发送过来的报文。

步骤6、若异常检测单元42的检查结果均符合供电电表的供电要求，异常检测单元42通过通信端口B 6把反馈数据报文发送到LED路灯控制终端1，若检查结果不符合供电电表的供电要求，异常报警单元43立即把异常信息反馈给LED控制系统服务器2，LED控制系统服务器对状态参数进行重新调整，形成新的反馈数据报文后跳到步骤4。

在本实施例中，所述安全控制步骤还包括有安全日志跟踪步骤，所述安全日志跟踪单元44定时接收来自LED路灯控制终端1的状态参数，并且验证灯具的亮度、电压、电流和功率的数值是否处于合理的范围，若这些参数不处于合理范围就向异常报警单元43报警，异常报警单元43再把相应的警报信息发送到LED控制系统服务器2。

本发明中的信息处理单元41主要用于保证重要数据通信的安全性，该单元按照设定的时间周期设定重要数据报文的格式，而数据报文主要包含LED灯具的电压、电流和功率等重要参数；还有设定了数据报文的哪些字段分别对应LED灯具的电压、电流和功率，字段的长度分别为多少，而且按设定的时间周期调整并告知LED控制系统服务器2，对这几个参数组成的数据报可以采用DES或者RSA的加密方法。

进一步的，在步骤3中，所述LED控制系统服务器2在考虑路灯维护系数和没有考虑路灯维护系数的两种情况下分别计算出LED路灯的电压、电流、功率的数值，并按照信息处理单元41所设定的数据格式和相应的加密方法形成相应的反馈数据报文。

本发明中的异常检测单元42主要对LED控制系统服务器2发送过来的电压、电流、功率相关参数进行检查，检查是否处于正常工作范围内。首先对没有考虑路灯维护系数的LED灯具的电压、电流、功率相关参数加入路灯维护系数，按照约定的计算方法进行计算，得出相应的电压、电流、功率相关参数值，然后与发送过来的考虑路灯维护系数的LED灯具的电压、电流、功率相关参数值比较，如果相等，则根据目前LED路灯的运行状况和参数，检查发送过来的电压、电流和功率相关参数是否符合路灯的电表要求，通过常规约定的计算方法计算电压、电流和功率是否在正常的工作范围内，如果符合路灯供电电表的要求并属于正常的工作范围，那么就把考虑路灯维护系数的LED灯具的电压、电流、功率相关参数通过通通信端口B和网关7发送到LED路灯控制终端1，否则，通过异常报警单元43反馈信息给LED路灯控制系统服务器2。如果不相等，则通过异常报警单元43向LED控制系统服务器2反馈不正确信息。

本发明从通信保密、数据核对和运行时跟踪这三个方面保证路灯的安全运行和及时调整，保证传输过来的数据内容的正确性，预防在被破解密码的情况下，LED路灯不受到错误指令的干扰。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，其LED路灯通信系统包括有LED路灯控制终端、LED控制系统服务器以及耦接于LED路灯控制终端与LED控制系统服务器之间的桥接器；所述桥接器内设置有桥接安全控制模块、通信端口A和通信端口B，所述桥接安全控制模块包括有信息处理单元、异常检测单元以及异常报警单元，所述通信端口A与LED控制系统服务器通信连接，通信端口B与LED路灯控制终端通信连接；该安全控制方法包括以下步骤：

步骤1、LED路灯控制终端通过通信端口B将当前LED路灯的状态参数发送到信息处理单元；

步骤2、信息处理单元对当前LED路灯的状态参数进行加密处理并形成加密的数据报文，然后通过通信端口A把数据报文发送到LED控制系统服务器；

步骤3、LED控制系统服务器解密；并对当前的状态参数进行计算并形成包含新的状态参数的反馈数据报文，再加密；然后通过通信端口A发送到信息处理单元；

步骤4、信息处理单元对反馈数据报文进行解密，并核对反馈数据的报文格式是否正确，然后把核对结果发给异常检测单元；

步骤5、若报文格式正确，异常检测单元就根据目前路灯的运行状况对反馈数据报文中的电压、电流、功率进行检查；若报文格式不正确，异常检测单元就触发异常报警单元，异常报警单元立即把异常信息反馈给LED控制系统服务器，LED控制系统服务器对状态参数进行重新调整，形成新的反馈数据报文后跳到步骤4；

步骤6、若异常检测单元的检查结果均符合供电电表的供电要求，异常检测单元通过通信端口B把反馈数据报文发送到LED路灯控制终端；若检查结果不符合供电电表的供电要求，异常报警单元立即把异常信息反馈给LED控制系统服务器，LED控制系统服务器对状态参数进行重新调整，形成新的反馈数据报文后跳到步骤4。

2.根据权利要求1所述的一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，其特征在于：在步骤2中，信息处理单元对状态参数中的电压、电流、功率进行加密形成数据报文a；另外，信息处理单元对状态参数中的路灯控制类型和路灯维护系数进行加密形成数据报文b；信息处理单元通过通信端口A向LED控制系统服务器分别发送数据报文a和数据报文b。

3.根据权利要求2所述的一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，其特征在于：在步骤3中，所述LED控制系统服务器在考虑路灯维护系数和没有考虑路灯维护系数的两种情况下分别计算出LED路灯的电压、电流、功率的数值，并按照信息处理单元所设定的数据格式和相应的加密方法形成两种情况的反馈数据报文。

4.根据权利要求1所述的一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，其特征在于：所述桥接安全控制模块还包括有安全日志跟踪单元，其用于跟踪LED路灯控制终端反馈过来的路灯传感器反馈系数、电压、电流及功率，并且验证其数值是否处于合理范围值内，否则，向异常报警单元发送报警信息。

5.根据权利要求4所述的一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，其特征在于：本安全控制方法还包括有安全日志跟踪的步骤，所述安全日志跟踪单元定时接收来自LED路灯控制终端的状态参数，并且验证灯具的亮度、电压、电流和功率的数值是否处于合理的范围，若这些参数不处于合理范围值内就向异常报警单元报警，异常报警单元再把相应的警报信息发送到LED控制系统服务器。

6.根据权利要求1所述的一种应用于LED路灯通信系统的安全控制方法，其特征在于：所述通信端口B与LED路灯控制终端之间设置有网关，所述通信端口B通过所述的网关与LED路灯控制终端通信。