CN103888292A - 一种用于配电终端的运维工具及运维方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于配电终端的运维工具及运维方法。该运维工具包括运维主机、运维服务器和配电终端。运维服务器安装在配电终端上，运维服务器包括安全验证单元、通信单元和接口单元；运维服务器通过接口单元与配电终端进行通信，通过通信单元与运维主机进行通信；其中，安全验证单元包括加密文件安全验证模块和权限认证模块；加密文件安全验证模块用于对请求运维的运维主机进行安全验证，有效防止了恶意运维以及误操作所产生的危害，确保运维过程的安全可靠。

Description

一种用于配电终端的运维工具及运维方法

技术领域

本发明涉及一种用于配电终端的运维工具，同时也涉及基于该运维工具实现的配电终端运维方法，属于配电自动化技术领域。

背景技术

配电自动化作为提高供电可靠性的有效技术手段，越来越被电力部门所重视。配电终端是配电自动化建设的必要设备，它与配电自动化主站系统的通信网络也是配电自动化建设的必备条件。为了实现配电线路和分布式电源的监控，需要在配电线路沿线和分布式电源处安装大量的配电终端，并将配电终端采集的信息通过通信系统汇集到位于控制中心的配电网自动化主站系统，配电主站通过下发遥控命令到配电终端完成对配电网一次设备和分布式电源的控制。

在配电终端投入运行后，对配电终端进行维护是保证其正常运行的必要条件。常用的运维方法是使用安装在个人计算机上的维护软件，该计算机与配电终端之间通过有线网络进行通信，以便让维护软件对配电终端进行维护。在进行维护时，用户必须打开配电终端所在的环网柜、开闭所或室外终端箱体。但在电力系统中，这样的操作方式存在很大的安全隐患，是相关操作规程明文禁止的。

为解决上述问题，人们尝试对配电终端进行自动化的远程维护。但在现有技术中，仍然面临着以下几个问题：

1.安全可靠性的问题：在配电自动化系统中，对配电终端的运维工作要求通信过程必须具有高可靠性，尤其是对具体设备的动作执行，通信过程不可靠有可能导致参数设置失败、定值设定不当、设备误动作、甚至是大面积停电等事故发生。除此之外，远程维护在一定程度上增加了配电终端网络安全风险。

2.便捷性的问题：配电网络本身具有交织复杂繁琐等特点，所以网络中的配电终端也是数量巨大。运维工作通常是针对一条线路或者是一批设备进行，运维对象通常也不是一个，这就要求运维人员需要提高工作效率，节省单台运维时间。

3.人力物力损耗的问题：配电网中的设备繁多，而对每一台设备的运维工作往往需要许多工作人员的相互配合，耗费大量人力物力，也浪费了大量时间，维护效率低。

4.维护软件的局限性问题：许多配电终端的维护软件版本不一，变化多样，且不同型号之间不能混用，即维护软件的通用性不强。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于配电终端的运维工具（也称配电终端运维工具）。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种基于上述运维工具实现的配电终端运维方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种用于配电终端的运维工具，包括运维主机、运维服务器和配电终端，所述运维服务器安装在所述配电终端上，所述运维服务器包括安全验证单元、通信单元和接口单元；

所述运维服务器通过所述接口单元与所述配电终端进行通信，通过所述通信单元与所述运维主机进行通信；

其中，所述安全验证单元包括加密文件安全验证模块；

所述加密文件安全验证模块用于对请求运维的运维主机进行安全验证。

其中较优地，所述加密文件安全验证模块包括加密文件生成子模块和安全验证子模块；

其中，所述加密文件生成子模块根据预定的规则生成密文文件；

所述安全验证子模块根据生成的所述密文文件以及公钥加密算法对请求运维的运维主机进行安全验证。

其中较优地，所述安全验证单元还包括权限认证模块；

所述权限认证模块用于验证运维主机用户的有效性以及确定用户的操作权限。

其中较优地，所述运维工具还包括报文解析单元；

所述报文解析单元用于对所述通信单元所接收的HTTP请求报文进行解析，获得其中的运维请求；

所述运维请求中包含有至少一种运维类型。

其中较优地，所述运维工具还包括运维命令处理单元和报文编译单元；

其中，运维命令处理单元根据所述报文解析单元解析出的运维请求中的运维类型，调用并启动其对应的运维任务，通过所述接口单元对所述配电终端进行相应的操作，并通过所述接口单元获得相应的运维结果信息；

报文编译单元用于将所述运维命令处理单元所获得的运维结果信息进行编译，生成HTTP响应报文，并通过所述通信单元发送给运维主机。

一种用于配电终端的运维方法，基于上述的运维工具实现，包括如下步骤：

步骤1，运维服务器安装在配电终端上，所述配电终端具有IP地址；运维主机通过IP地址识别所述运维服务器，读取指定位置的密文文件，进行安全验证；

步骤2，运维服务器的通信单元接收运维主机发送来的安全验证请求，传送到安全验证单元的加密文件安全验证模块对运维主机的合法性进行验证；

步骤3，加密文件安全验证模块给运维主机返回登录界面，运维主机用户输入登录信息，如果登录信息错误，返回错误信息，如果登录信息正确，运维主机将包含运维请求的HTTP请求报文发送到报文解析单元；

步骤4，所述报文解析单元获得其中的运维请求，运维请求中包含有至少一种运维类型；

步骤5，运维命令处理单元调度并启动相应的运维任务，通过接口单元对配电终端进行相应的运维操作，并获得相应的运维结果信息，将其发送到报文编译单元；

步骤6，报文编译单元将运维结果信息进行编译，形成HTTP响应报文，通过通信单元发送给运维主机；

步骤7，运维主机接收运维服务器返回的HTTP响应信息并进行解析处理，将运维结果信息显示出来。

其中较优地，所述步骤2中的加密文件安全验证模块对运维主机的合法性进行验证的过程包括如下子步骤：

步骤20，运维主机读取加密文件生成子模块生成的加密文件，对其进行解码，验证文件的有效性，然后获取运维服务器的IP地址；

步骤21，向运维服务器的安全验证子模块请求公钥；

步骤22，安全验证子模块生成一对密钥，将公钥返回给运维主机；

步骤23，运维主机用返回的公钥对密文内容进行加密，然后将加密结果发送给安全验证子模块，安全验证子模块对其进行二次解密，通过比较解密后的特征字符判断发送过来的数据的正确性；如果正确，通过通信单元向运维主机发送登录界面，否则返回错误信息，安全验证失败。

其中较优地，运维主机验证加密文件有效性的步骤为：对所述加密文件进行解码，读取文件时间属性，如果读取的文件时间属性信息和解码之后的时间戳不一致，认为文件无效；否则，文件有效。

利用本发明所提供的配电终端运维工具及运维方法，可以方便快捷地对配电网中的配电终端进行远程维护，无需维护人员亲临现场，从而节省大量的人力物力。利用安全验证单元对请求运维的运维主机进行安全验证，有效防止了恶意运维以及误操作所产生的危害，确保运维过程的安全可靠。

附图说明

图1为本发明所提供的配电终端运维工具的整体结构示意图；

图2为安全加密文件的验证流程图；

图3为本发明所提供的配电终端运维方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种用于配电终端的运维工具，包括运维主机、运维服务器和配电终端。其中，运维主机是用来对配电终端进行运维操作的主机设备。一台运维主机只能对特定的配电终端进行运维操作，能有效防止恶意运维，提高了配电终端运维工作的安全可靠性。运维主机具有浏览器，其通过IP地址识别运维服务器，通过运维服务器的通信单元向运维服务器发送包含有运维请求的HTTP请求报文，将HTTP请求报文发送给运维服务器进行处理。如图1所示，运维服务器以嵌入的方式安装在配电终端上，其包括接口单元、通信单元、安全验证单元、报文解析单元、运维命令处理单元和报文编译单元，通过自身的接口单元与配电终端进行通信，完成对配电终端的运维操作。其中，运维服务器的通信单元用于接收运维主机包含运维请求的HTTP请求报文，并将包含运维处理结果的HTTP响应报文发送给运维主机进行处理、显示。接口单元用于将运维服务器接收的包含有运维请求的HTTP请求报文的分析结果发送给配电终端，并接收配电终端返回的运维处理结果信息。

运维服务器的安全验证单元包括加密文件安全验证模块和权限认证模块。其中，加密文件安全验证模块用于检测运维主机的合法性，防止恶意操作，导致配电终端网络安全风险。加密文件安全验证模块包括加密文件生成子模块和安全验证子模块。其中，加密文件生成子模块根据预定的规则生成密文文件，在本发明的一个实施例中，加密文件生成子模块用10个特征字符串随机组合生成一段明文，用base64进行加密，转换的时候，将三个字节（byte）的数据，先后放入一个24位（bit）的缓冲区中，先来的字节占高位。如果数据不足3字节，则缓冲区中剩下的位用0补足。然后，每次取出6个位（2⁶＝64），按照其值选择ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出。依次进行，直到全部输入数据转换完成。如果最后剩下两个输入数据，则在编码结果后加1个“＝”；如果最后剩下一个输入数据，在编码结果后加2个“＝”；如果编码结果后没有剩下任何数据，则不添加任何其余字符，保证资料还原的正确性。然后随机生成一个0-10之间的数，密文每位字符的ASCII码减去该随机数的ASCII码得到二次加密密文，把该二次加密密文连同随机数一起用二进制方式写入文件，生成密文文件。

当运维主机对运维服务器进行访问时会首先读取指定位置的密文文件，经过加密文件安全验证模块中安全验证子模块的验证后，运维服务器通过通信单元将权限认证页面发送到运维主机，进行进一步权限认证，提高了运维工作的安全可靠性，保障了配电终端网络安全。安全验证子模块通过公钥加密算法对运维主机进行安全验证，验证过程如下：

如图2所示，当运维主机的运维操作启动时，先读取指定位置的密文文件，根据第一位的随机数ASCII码加上其余位的ASCII码所得到的字符串，得到文件中base64加密的密文。再对该密文进行base64解码。上述解码过程的具体方法是先读入输入流中的4个字符，然后根据ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的值找索引，生成4个6位的值，然后以1字节为单位截断，形成3个字符的ASCII值。读取文件时间属性（文件创建时间、文件修改时间）如果和解码之后的时间戳不一致，认为文件无效。否则继续获取运维服务器的IP地址，对同一网段内的所有IP地址进行连接，连接超时为80ms。连接上的即为运维服务器的IP地址。如果连接上的运维服务器IP地址多于一个，则弹出列表对话框供用户选择一个运维服务器IP地址。

然后向运维服务器的安全验证子模块请求公钥，安全验证子模块调用RSA算法接口，生成一对密钥，RSA的算法涉及三个参数，n、e、d。其中，n是两个大质数p、q的积，n的二进制表示时所占用的位数，就是所谓的密钥长度。设e和d是一对相关的值，e可以任意取，但要求e与(p-1）*(q-1）互质；再选择d，要求（d*e）mod((p-1）*(q-1））＝1。（n，e），(n，d）就是密钥对。其中(n，e)为公钥，(n，d)为私钥。

运维主机用返回的公钥对密文内容进行RSA加密，根据密文＝明文^e mod n然后将加密结果发送给安全验证子模块，安全验证子模块收到后，用生成的私钥进行解密，根据明文＝密文^d mod n。再将解密的明文用base64进行解密，二次解密的字符串中应该包含10个特征字符串。通过比较特征字符是否存在判断发送过来的数据是否正确。如果正确，运维主机可以正常登录到权限认证页面，否则返回错误信息，安全验证失败。

权限认证模块用于验证运维主机用户的有效性以及确定用户的操作权限。在本发明的一个实施例中，权限认证模块用于验证运维请求人员的身份，并赋予相应的运维权限，防止运维人员误操作而引起的线路故障。

安全验证单元对运维主机的双重验证最大程度的保证配电终端网络安全，提高了对配电终端的运维工作的安全可靠性。

如图1所示，运维服务器还包括报文解析单元、运维命令处理单元和报文编译单元。其中，报文解析单元用于对通信单元所接收的HTTP请求报文进行解析，获得其中的运维请求，运维请求中包含有至少一种运维类型，运维类型为装置信息浏览、实时数据信息浏览、历史数据信息浏览、装置测试、参数整定、装置设置、通信设置、装置复位、系统帮助等。

运维命令处理单元根据报文解析单元所解析出的运维请求中的运维类型，调用并启动其对应的运维任务，通过接口单元对配电终端进行相应的操作，，并通过接口单元获得相应的运维结果信息，将其发送到报文编译单元。

报文编译单元用于将运维命令处理单元所获得的运维结果信息进行编译，生成HTTP响应报文，并通过通信单元发送给运维主机。

图3为本发明所提供的配电终端运维方法的流程图。该运维方法具体包括如下步骤：

步骤1，运维服务器以内嵌的方式安装在配电终端上，配电终端具有一个IP地址。运维主机具有浏览器，其通过IP地址识别运维服务器，当运维主机需要对配电终端进行运维操作时，先读取指定位置的密文文件，进行安全验证。步骤2，运维服务器的通信单元接收到运维主机发送来的安全验证请求，传送到安全验证单元，安全验证单元的加密文件安全验证模块对运维主机的合法性进行验证，防止恶意运维。验证过程如下：

步骤20，运维主机读取加密文件生成子模块生成的加密文件，对其进行解码，验证文件的有效性，读取文件时间属性（文件创建时间、文件修改时间）如果和解码之后的时间戳不一致，认为文件无效；否则继续获取运维服务器的IP地址，寻找正确的运维服务器和配电终端，保证了通信过程的可靠性。

步骤21，向运维服务器的安全验证子模块请求公钥。

步骤22，安全验证子模块调用RSA算法接口，生成一对密钥，将公钥返回给运维主机。

步骤23，运维主机用返回的公钥对密文内容进行RSA加密，然后将加密结果发送给安全验证子模块，安全验证子模块收到后，用生成的私钥进行解密，再将解密的明文用base64进行解密，通过比较解密后的特征字符判断发送过来的数据是否正确。如果正确，通过通信单元向运维主机发送登录界面，使运维主机可以正常登录到权限认证页面，否则返回错误信息，安全验证失败。

步骤3，安全验证单元的加密文件安全验证模块对运维主机的合法性进行验证后给运维主机的浏览器返回一个登录界面，运维主机用户输入登录信息，通过通信单元返回给运维服务器的安全验证单元，如果输入错误则给运维主机返回错误信息，如果登录信息正确，运维主机则将包含运维请求的HTTP请求报文发送到报文解析单元。

步骤4，报文解析单元解析接收到的HTTP请求报文，获得其中的运维请求，运维请求中包含有至少一种运维类型，运维类型为装置信息浏览、实时数据信息浏览、历史数据信息浏览、装置测试、参数整定、装置设置、通信设置、装置复位、系统帮助等。

步骤5，根据报文解析单元所解析出的运维请求中的运维类型，运维命令处理单元调度并启动运维类型所对应的运维任务，通过接口单元对配电终端进行相应的操作，并通过接口单元获得相应的运维结果信息，将其发送到报文编译单元。

步骤6，报文编译单元将运维结果信息进行编译，形成HTTP响应报文，通过通信单元发送给运维主机。

步骤7，运维主机通过浏览器接收运维服务器返回的数响应信息并进行解析处理，最终将运维结果信息显示在浏览器页面中。

综上所述，本发明利用配电终端上的嵌入式平台通过对网络运维端口的监测和响应功能，利用高效可靠的HTTP协议实现了对配电终端的远程维护。此种运维方式快捷方便，运维人员不用亲自到现场就能实现对配电终端的维护工作，节省了大量的人力物力。同时，安全验证单元的设定有效防止了恶意运维以及误操作所产生的危害，有效保证了配电终端网络的安全，确保了运维过程的安全可靠。

以上对本发明所提供的用于配电终端的运维工具及运维方法进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (8)

1.一种用于配电终端的运维工具，包括运维主机、运维服务器和配电终端，所述运维服务器安装在所述配电终端上，其特征在于：

所述运维服务器包括安全验证单元、通信单元和接口单元；

所述运维服务器通过所述接口单元与所述配电终端进行通信，通过所述通信单元与所述运维主机进行通信；

其中，所述安全验证单元包括加密文件安全验证模块；

所述加密文件安全验证模块用于对请求运维的运维主机进行安全验证。

2.如权利要求1所述的运维工具，其特征在于：

所述加密文件安全验证模块包括加密文件生成子模块和安全验证子模块；

其中，所述加密文件生成子模块根据预定的规则生成密文文件；

所述安全验证子模块根据生成的所述密文文件以及公钥加密算法对请求运维的运维主机进行安全验证。

3.如权利要求1所述的运维工具，其特征在于：

所述安全验证单元还包括权限认证模块；

所述权限认证模块用于验证运维主机用户的有效性以及确定用户的操作权限。

4.如权利要求1所述的运维工具，其特征在于还包括报文解析单元；

所述报文解析单元用于对所述通信单元所接收的HTTP请求报文进行解析，获得其中的运维请求；

所述运维请求中包含有至少一种运维类型。

5.如权利要求1所述的运维工具，其特征在于还包括运维命令处理单元和报文编译单元；

其中，运维命令处理单元根据所述报文解析单元解析出的运维请求中的运维类型，调用并启动其对应的运维任务，通过所述接口单元对所述配电终端进行相应的操作，并通过所述接口单元获得相应的运维结果信息；

报文编译单元用于将所述运维命令处理单元所获得的运维结果信息进行编译，生成HTTP响应报文，并通过所述通信单元发送给运维主机。

6.一种用于配电终端的运维方法，基于权利要求1所述的运维工具实现，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，运维服务器安装在配电终端上，所述配电终端具有IP地址；运维主机通过IP地址识别所述运维服务器，读取指定位置的密文文件，进行安全验证；

步骤2，运维服务器的通信单元接收运维主机发送来的安全验证请求，传送到安全验证单元的加密文件安全验证模块对运维主机的合法性进行验证；

步骤3，加密文件安全验证模块给运维主机返回登录界面，运维主机用户输入登录信息，如果登录信息错误，返回错误信息，如果登录信息正确，运维主机将包含运维请求的HTTP请求报文发送到报文解析单元；

步骤4，所述报文解析单元获得其中的运维请求，运维请求中包含有至少一种运维类型；

步骤5，运维命令处理单元调度并启动相应的运维任务，通过接口单元对配电终端进行相应的运维操作，并获得相应的运维结果信息，将其发送到报文编译单元；

步骤6，报文编译单元将运维结果信息进行编译，形成HTTP响应报文，通过通信单元发送给运维主机；

步骤7，运维主机接收运维服务器返回的HTTP响应信息并进行解析处理，将运维结果信息显示出来。

7.如权利要求6所述的运维方法，其特征在于：

所述步骤2中的加密文件安全验证模块对运维主机的合法性进行验证的过程包括如下子步骤：

步骤20，运维主机读取加密文件生成子模块生成的加密文件，对其进行解码，验证文件的有效性，然后获取运维服务器的IP地址；

步骤21，向运维服务器的安全验证子模块请求公钥；

步骤22，安全验证子模块生成一对密钥，将公钥返回给运维主机；

步骤23，运维主机用返回的公钥对密文内容进行加密，然后将加密结果发送给安全验证子模块，安全验证子模块对其进行二次解密，通过比较解密后的特征字符判断发送过来的数据的正确性；如果正确，通过通信单元向运维主机发送登录界面，否则返回错误信息，安全验证失败。

8.如权利要求7所述的运维方法，其特征在于所述运维主机验证加密文件有效性的步骤为：对所述加密文件进行解码，读取文件时间属性，如果读取的文件时间属性信息和解码之后的时间戳不一致，认为文件无效；否则，文件有效。

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