CN107046541A - 一种无线收发加密通信方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线收发加密通信方法，包括步骤上位机发送动态加密数据，无线收发装置解析加密数据，解析结果检测，上位机解析加密数据，解析结果检测。本发明还涉及一种无线收发加密通信装置，包括无线收发模块、CPU控制模块、接口模块、转串口模块，CPU控制模块解析上位机发送的动态加密数据，CPU控制模块生成动态解析数据，CPU控制模块内设有校验模块，有效地提高了无线收发装置与电脑通信连接的安全性，有效地防止设备及软件被复制和盗用。

Description

一种无线收发加密通信方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种无线收发加密通信方法及其装置。

背景技术

随着电子通信技术的发展，电子设备和系统变得更加复杂，其内部与外部对数据交换的需求日益增加，市场上现有的无线收发模块在实现与电脑通信连接时，都不具备加密功能或只是采用固定加密秘钥，无法有效地保证无线收发装置与电脑连接的安全性，也无法防止设备及软件被复制和盗用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种无线收发加密通信方法及其装置，可以有效的提高无线收发装置与电脑连接通信的安全性，可有效的防止设备及软件被复制和盗用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种无线收发加密通信方法，包括以下步骤：

上位机发送动态加密数据，上位机向无线收发装置发送动态加密数据；

无线收发装置解析加密数据，无线收发装置对上位机发送的动态加密数据进行解析；

解析结果检测，判断解析是否成功，若解析成功则无线收发装置向上位机发送动态加密数据，若解析不成功则终止通信；

上位机解析加密数据，上位机对无线收发装置发送的动态加密数据进行解析；

解析结果检测，判断解析是否成功，若解析成功则上位机与无线收发装置建立通信，上位机发送通信数据，若解析不成功则终止通信。

进一步的，所述动态加密数据包括帧头、数据长度、校验方式码、参与字节、校验字节。

进一步的，所述帧头为2个字节，所述帧头数值为8aa8，所述数据长度为所述校验方式码、所述参与字节、所述校验字节的字节数的累加。

进一步的，所述校验方式码与所述数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数。

进一步的，所述开始参与校验的字节位数为偶数，所述校验方式码为奇数时，校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位，否则校验第一字节为所述参与字节的异或值；所述校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位时，校验第二字节为所述参与字节的异或值，否则校验第二字节为所述参与字节的累加和的低8位。

进一步的，所述无线收发装置解析所述动态加密数据的方式为所述无线收发装置计算出所述校验第一字节和所述校验第二字节。

进一步的，所述无线收发装置向上位机发送动态加密数据，所述动态加密数据包括参与字节，所述参与字节的开始参与校验的字节为上位机发送的所述动态加密数据的所述校验第一字节和所述校验第二字节的高4位的异或值，所述开始参与校验的字节位数的后一位为上位机发送的所述动态加密数据的所述校验第一字节和所述校验第二字节的低4位的异或值，所述开始参与校验的字节位数的后二位为上位机发送的所述动态加密数据的所述校验第一字节和所述校验第二字节的和的低8位。

进一步的，上位机解析所述动态加密数据的方式为上位机计算出所述校验第一字节和所述校验第二字节。

一种无线收发加密通信装置，包括无线收发模块、CPU控制模块、接口模块、转串口模块，上位机与所述无线收发模块无线连接，所述无线收发模块通过所述接口模块与所述CPU控制模块连接通信，所述CPU控制模块通过所述转串口模块与终端连接通信；所述CPU控制模块控制所述无线收发模块与上位机的通信连接，所述CPU控制模块解析上位机发送的动态加密数据，所述CPU控制模块生成动态解析数据，所述CPU控制模块内设有校验模块，所述校验模块接收上位机发送的动态加密数据和所述CPU控制模块生成的动态解析数据，所述校验模块比较所述动态加密数据和所述动态解析数据；所述接口模块转换TTL电平为接口数据；所述转串口模块转换上位机数据为TTL电平。

进一步的，所述动态加密数据包括帧头、数据长度、校验方式码、参与字节、校验字节。

进一步的，所述帧头为2个字节，所述帧头数值为8aa8，所述数据长度为所述校验方式码、所述参与字节、所述校验字节的字节数的累加；所述校验方式码与所述数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数；所述开始参与校验的字节位数为偶数，所述校验方式码为奇数时，所述校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位，否则所述校验第一字节为所述参与字节的异或值；所述校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位时，所述校验第二字节为所述参与字节的异或值，否则所述校验第二字节为所述参与字节的累加和的低8位。

进一步的，所述转串口模块具体为USB转串口模块，所述USB转串口模块用于USB数据转化为TTL电平的UART数据。

进一步的，还包括LED指示模块，所述LED指示模块与所述接口模块、所述转串口模块、所述CPU控制模块连接，所述LED指示模块用于通信状态的指示和工作状态的监控。

本发明的有益效果是:本发明提供一种无线收发加密通信方法，包括步骤上位机发送动态加密数据，无线收发装置解析加密数据，解析结果检测，上位机解析加密数据，解析结果检测。本发明还涉及一种无线收发加密通信装置，包括无线收发模块、CPU控制模块、接口模块、转串口模块，所述CPU控制模块解析上位机发送的动态加密数据，所述CPU控制模块生成动态解析数据，所述CPU控制模块内设有校验模块，有效地提高了无线收发装置与电脑通信连接的安全性，有效地防止设备及软件被复制和盗用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的一种无线收发加密通信方法的流程图；

图2是本发明的一种无线收发加密通信装置的结构示意图；

图3是本发明的一种无线收发加密通信装置的CPU处理模块的电路示意图；

图4是本发明的一种无线收发加密通信装置的转串口模块的电路示意图；

图5是本发明的一种无线收发加密通信装置的接口模块的电路示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

一种无线收发加密通信方法，如图1所示，包括以下步骤：

上位机发送动态加密数据，上位机向无线收发装置发送动态加密数据。

优选地，动态加密数据帧头为2个字节，帧头数值为8aa8，表示一帧的开始；数据长度占1个字节，表示不超过20个字节的数据的长度，上位机每次发送动态加密数据的数据长度可不同，因而数据长度是随机可变的，数据长度为校验方式码、参与字节、校验字节的字节数的累加；校验方式码占1个字节，校验方式码与数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数；开始参与校验的字节位数为偶数，校验方式码为奇数时，校验第一字节为参与字节的累加和的低8位，否则校验第一字节为参与字节的异或值；校验第一字节为参与字节的累加和的低8位时，校验第二字节为参与字节的异或值，否则校验第二字节为参与字节的累加和的低8位；

在一实施例中，数据均为十六进制数，上位机发送的动态加密数据的帧头为2个字节，帧头数值为8aa8，表示一帧的开始，数据长度占1个字节，表示不超过20个字节的数据的长度，数据长度为校验方式码、参与字节、校验字节的字节数的累加，即数据长度＝校验方式码(1个字节)+参与字节(n个字节)+校验第一字节(1个字节)+校验第二字节(1个字节)＝n+3，数据长度数值为06，校验方式码占1个字节，校验方式码数值为04，参与字节分别是ef、0a、09，校验方式码与数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数，校验方式码数值为04，数据长度数值为06，则开始参与校验的字节位数为02，即从参与字节的第2位开始校验，开始参与校验的字节位数是偶数，校验方式码是04，04是偶数，则校验第一字节是参与字节0a和09的异或值，即校验第一字节数值为03，校验第二字节是参与字节0a和09的累加和的低8位，即校验第二字节数值为13，即上位机发送的动态加密数据为：

优选地，无线收发装置解析动态加密数据的方式为无线收发装置计算出校验第一字节和校验第二字节。

解析结果检测，判断解析是否成功，若不满足校验第一字节和校验第二字节的校验方式，解析不成功，终止通信，无线收发装置无法向上位机发送数据，即起到加密作用，若满足校验第一字节和校验第二字节的校验方式，解析成功，无线收发装置向上位机发送动态加密数据，在一实施例中，无线收发装置对上位机发送的动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节进行解析，若解析出的校验第一字节为03，校验第二字节为13，则无线收发装置向上位机发送动态加密数据，否则解析不成功，终止通信，无线收发装置无法向上位机发送数据。

解析成功后，无线收发装置向上位机发送动态加密数据，数据包括帧头，数据长度，校验方式码，参与字节，校验字节，其中帧头为2个字节，帧头数值为8aa8，表示一帧的开始；数据长度占1个字节，表示不超过20个字节的数据的长度，上位机每次发送动态加密数据的数据长度可不同，因而数据长度是随机可变的，数据长度为校验方式码、参与字节、校验字节的字节数的累加；校验方式码占1个字节，校验方式码与数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数；参与字节的开始参与校验的字节为上位机发送的动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节的高4位的异或值，开始参与校验的字节位数的后一位为上位机发送的动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节的低4位的异或值，开始参与校验的字节位数的后二位为上位机发送的动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节的和的低8位。开始参与校验的字节位数为偶数，校验方式码为奇数时，校验第一字节为参与字节的累加和的低8位，否则校验第一字节为参与字节的异或值；校验第一字节为参与字节的累加和的低8位时，校验第二字节为参与字节的异或值，否则校验第二字节为参与字节的累加和的低8位；

在一实施例中，无线收发装置向上位机发送的动态加密数据的帧头为2个字节，帧头数值为8aa8，表示一帧的开始，数据长度占1个字节，表示不超过20个字节的数据的长度，数据长度数值为07，上位机每次发送动态加密数据的数据长度可不同，因而数据长度是随机可变的，数据长度为校验方式码、参与字节、校验字节的字节数的累加，校验方式码占1个字节，校验方式码数值为05，校验方式码与数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数，校验方式码数值为05，数据长度数值为07，则开始参与校验的字节位数为02，即从参与字节的第2位开始校验，参与字节的开始参与校验的字节为上位机发送的动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节的高4位的异或值，上位机发送的动态加密数据的校验第一字节数值为03，校验第二字节数值为13，则参与字节的开始参与校验的字节为01，开始参与校验的字节位数的后一位为上位机发送的动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节的低4位的异或值，上位机发送的动态加密数据的校验第一字节数值为03，校验第二字节数值为13，则开始参与校验的字节位数的后一位为00，开始参与校验的字节位数的后二位为上位机发送的动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节的和的低8位，上位机发送的动态加密数据的校验第一字节数值为03，校验第二字节数值为13，则开始参与校验的字节位数的后二位为16，开始参与校验的字节位数为02，02为偶数，校验方式码数值为05，05为奇数，校验第一字节为参与字节的，校验第一字节为参与字节01、00、16累加和的低8位，校验第一字节数值为17，校验第一字节为参与字节的累加和的低8位时，校验第二字节为参与字节的异或值，校验第二字节为参与字节01、00、16的异或值，校验第二字节数值为17，即无线收发装置发送的动态加密数据为：

优选地，上位机解析动态加密数据的方式为上位机计算出校验第一字节和校验第二字节。

解析结果检测，判断解析是否成功，若不满足校验第一字节和校验第二字节的校验方式，解析不成功，则终止通信，上位机无法向无线收发装置发送通信数据，即起到加密作用，若满足校验第一字节和校验第二字节的校验方式，解析成功，上位机与无线收发装置建立通信，上位机向无线收发装置发送通信数据。在一实施例中，上位机对无线收发装置发送的动态加密数据进行解析,若解析出校验第一字节数值为17，校验第二字节数值为17，解析成功，上位机与无线收发装置建立通信，上位机向无线收发装置发送通信数据，否则解析不成功，终止通信，上位机无法向无线收发装置发送通信数据，即起到加密作用。

参照图2-5所示，一种无线收发加密通信装置，如图2所示，包括无线收发模块、CPU控制模块、接口模块、转串口模块，上位机与无线收发模块无线连接，无线收发模块通过接口模块与CPU控制模块连接通信，CPU控制模块通过转串口模块与终端连接通信；CPU控制模块控制无线收发模块与上位机的通信连接，CPU控制模块解析上位机发送的动态加密数据，CPU控制模块生成动态解析数据，CPU控制模块内设有校验模块，校验模块接收上位机发送的动态加密数据和CPU控制模块生成的动态解析数据，校验模块比较动态加密数据和动态解析数据；接口模块转换TTL电平为接口数据；转串口模块转换上位机数据为TTL电平。

在一实施例中，如图3所示，采用PIC16F1823单片机设计CPU控制模块，如图4所示，采用CH340G芯片设计出USB转串口模块，USB转串口模块用于USB数据转化为TTL电平的UART数据，如图5所示，采用MAX485芯片设计接口模块，上位机与无线收发模块无线连接，上位机向无线收发模块发送动态加密数据，基于PIC16F1823单片机开发的CPU控制模块通过基于MAX485芯片开发的接口模块控制无线收发模块接收上位机发送的动态加密数据，基于PIC16F1823单片机开发的CPU控制模块解析上位机发送的动态加密数据，CPU控制模块生成动态解析数据，CPU控制模块内设有校验模块，校验模块接收上位机发送的动态加密数据和CPU控制模块生成的动态解析数据，校验模块比较动态加密数据和动态解析数据，若动态解析数据正确，则CPU控制模块通过USB转串口模块与终端连接通信，终端向上位机发送动态加密数据，否则通信终止。CPU解析动态加密数据正确，CPU控制模块通过USB转串口模块与终端连接通信，终端向上位机发送动态加密数据，基于PIC16F1823单片机开发的CPU控制模块通过基于MAX485芯片开发的接口模块控制无线收发模块向上位机发送终端生成的动态加密数据，上位机对终端发送的动态加密数据进行解析，上位机对动态加密数据进行解析后生成动态解析数据，生成动态解析数据具体为上位机计算出动态加密数据的校验第一字节和校验第二字节，上位机的校验模块比较动态加密数据和动态解析数据，若不满足校验第一字节和校验第二字节的校验方式，解析不成功，则终止通信，上位机无法向终端发送通信数据，即起到加密作用，若动态解析数据正确，解析成功，上位机向终端发送通信数据，否则通信终止。

优选地，动态加密数据包括帧头、数据长度、校验方式码、参与字节、校验字节。

优选地，帧头为2个字节，帧头数值为8aa8，数据长度为校验方式码、参与字节、校验字节的字节数的累加；校验方式码与数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数；开始参与校验的字节位数为偶数，校验方式码为奇数时，校验第一字节为参与字节的累加和的低8位，否则校验第一字节为参与字节的异或值；校验第一字节为参与字节的累加和的低8位时，校验第二字节为参与字节的异或值，否则校验第二字节为参与字节的累加和的低8位。

优选地，转串口模块具体为USB转串口模块，USB转串口模块用于USB数据转化为TTL电平的UART数据。

优选地，还包括LED指示模块，LED指示模块与接口模块、转串口模块、CPU控制模块连接，LED指示模块用于通信状态的指示和工作状态的监控。

本发明提供一种无线收发加密通信方法及其装置，无线收发装置自定义加密协议，通过上位机发送动态加密数据、无线收发装置解析加密数据、解析结果检测、上位机解析加密数据、解析结果检测，有效地提高了无线收发装置与电脑通信连接的安全性，有效地防止设备及软件被复制和盗用。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种无线收发加密通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

上位机发送动态加密数据，上位机向无线收发装置发送动态加密数据；

无线收发装置解析加密数据，无线收发装置对上位机发送的动态加密数据进行解析；

解析结果检测，判断解析是否成功，若解析成功则无线收发装置向上位机发送动态加密数据，若解析不成功则终止通信；

上位机解析加密数据，上位机对无线收发装置发送的动态加密数据进行解析；

解析结果检测，判断解析是否成功，若解析成功则上位机与无线收发装置建立通信，上位机发送通信数据，若解析不成功则终止通信。

2.根据权利要求1的一种无线收发加密通信方法，其特征在于：所述动态加密数据包括帧头、数据长度、校验方式码、参与字节、校验字节。

3.根据权利要求2的一种无线收发加密通信方法，其特征在于：所述帧头为2个字节，所述帧头数值为8aa8，所述数据长度为所述校验方式码、所述参与字节、所述校验字节的字节数的累加。

4.根据权利要求3的一种无线收发加密通信方法，其特征在于：所述校验方式码与所述数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数。

5.根据权利要求4的一种无线收发加密通信方法，其特征在于：所述开始参与校验的字节位数为偶数，所述校验方式码为奇数时，校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位，否则校验第一字节为所述参与字节的异或值；所述校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位时，校验第二字节为所述参与字节的异或值，否则校验第二字节为所述参与字节的累加和的低8位。

6.根据权利要求5的一种无线收发加密通信方法，其特征在于：所述无线收发装置解析所述动态加密数据的方式为所述无线收发装置计算出所述校验第一字节和所述校验第二字节。

7.根据权利要求5的一种无线收发加密通信方法，其特征在于：所述无线收发装置向上位机发送动态加密数据，所述动态加密数据包括参与字节，所述参与字节的开始参与校验的字节为上位机发送的所述动态加密数据的所述校验第一字节和所述校验第二字节的高4位的异或值，所述开始参与校验的字节位数的后一位为上位机发送的所述动态加密数据的所述校验第一字节和所述校验第二字节的低4位的异或值，所述开始参与校验的字节位数的后二位为上位机发送的所述动态加密数据的所述校验第一字节和所述校验第二字节的和的低8位。

8.根据权利要求5的一种无线收发加密通信方法，其特征在于：上位机解析所述动态加密数据的方式为上位机计算出所述校验第一字节和所述校验第二字节。

9.一种无线收发加密通信装置，包括无线收发模块、CPU控制模块、接口模块、转串口模块，其特征在于：上位机与所述无线收发模块无线连接，所述无线收发模块通过所述接口模块与所述CPU控制模块连接通信，所述CPU控制模块通过所述转串口模块与终端连接通信；所述CPU控制模块控制所述无线收发模块与上位机的通信连接，所述CPU控制模块解析上位机发送的动态加密数据，所述CPU控制模块生成动态解析数据，所述CPU控制模块内设有校验模块，所述校验模块接收上位机发送的动态加密数据和所述CPU控制模块生成的动态解析数据，所述校验模块比较所述动态加密数据和所述动态解析数据；所述接口模块转换TTL电平为接口数据；所述转串口模块转换上位机数据为TTL电平。

10.根据权利要求9所述的一种无线收发加密通信装置，其特征在于：所述动态加密数据包括帧头、数据长度、校验方式码、参与字节、校验字节。

11.根据权利要求10所述的一种无线收发加密通信装置，其特征在于：所述帧头为2个字节，所述帧头数值为8aa8，所述数据长度为所述校验方式码、所述参与字节、所述校验字节的字节数的累加；所述校验方式码与所述数据长度的异或值为开始参与校验的字节位数；所述开始参与校验的字节位数为偶数，所述校验方式码为奇数时，所述校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位，否则所述校验第一字节为所述参与字节的异或值；所述校验第一字节为所述参与字节的累加和的低8位时，所述校验第二字节为所述参与字节的异或值，否则所述校验第二字节为所述参与字节的累加和的低8位。

12.根据权利要求9所述的一种无线收发加密通信装置，其特征在于：所述转串口模块具体为USB转串口模块，所述USB转串口模块用于USB数据转化为TTL电平的UART数据。

13.根据权利要求9所述的一种无线收发加密通信装置，其特征在于：还包括LED指示模块，所述LED指示模块与所述接口模块、所述转串口模块、所述CPU控制模块连接，所述LED指示模块用于通信状态的指示和工作状态的监控。