CN107113220B - 通信连接装置以及通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，以简单的结构防止访问保护对象的通信设备且能从保护对象的通信设备向其他通信设备输出数据。通信连接装置控制第1通信设备与第2通信设备的通信线路的连接，具有：第1连接端口，连接与第1通信设备的连接线路，具备从第1通信设备输出的信号通过的第1发送部和输入到第1通信设备的信号通过的第1接收部；第2连接端口，其连接与第2通信设备的连接线路，具有从第2通信设备输出的信号通过的第2发送部和输入到第2通信设备的信号通过的第2接收部；第1连接布线，其将第1发送部和第2接收部连接；和仿真信号输入部，其对第1接收部输入识别所述第1通信设备能与其他设备连接的信号即第1信号，在对第1接收部输入仿真信号的情况下，物理地切断第1接收部与第2发送部的连接。

Description

通信连接装置以及通信系统
技术领域
本发明涉及通信连接装置以及具有其的通信系统。
背景技术
发电设施、堤坝的闸门或水闸等防灾基础设施等的控制装置要求需要防止来自外部的非法访问或病毒的入侵的高的安全性。另一方面为了操作性的提升、故障发生时的迅速应对，有希望经由通信线路网从要求高的安全性的装置取得信息的情况。在构建这样的通信系统的情况下，为了保护要求高的安全性的装置而设置各种装置。
例如记载了一种通信系统，具备：数据收集装置，其与防灾基础设施连接，收集与防灾基础设施相关的设备数据；中间存储装置，其与数据收集装置分离而设，具有存储由数据收集装置收集的设备数据的中间侧存储部；远程监视装置，其能经由外部网络接收存储于中间存储装置的中间侧存储部的设备数据；和开关装置，其能切换切断状态、第1连接状态和第2连接状态，在该切断状态下，数据收集装置与中间存储装置之间的通信被切断且中间存储装置与外部网络之间的通信被切断，在该第1连接状态下，数据收集装置与中间存储装置之间至少能通信设备数据地连接且在中间存储装置与外部网络之间通信被切断，在该第2连接状态下，在数据收集装置与中间存储装置之间通信被切断且中间存储装置与外部网络之间至少能通信设备数据地连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2013-195398号公报
发明所要解决的课题
在利用专利文献1所记载的通信系统的情况下，由于也是在物理上将通信线路联系的状态下建立的，因此有能连接到保护对象的通信设备的可能性。另外，虽然能通过用专用线路连接进行通信的2个通信设备来提高安全性，但在进行通信的2个设备远离的情况下，设置花功夫。
发明内容
本发明鉴于上述状况而提出，目的在于，提供能以简单的结构防止对保护对象的通信设备的访问且从保护对象的通信设备向其他通信设备输出数据的通信连接装置以及具有其的通信系统。
本发明是控制第1通信设备与第2通信设备的通信线路的连接的通信连接装置，其特征在于，具有：第1连接端口，其连接与所述第1通信设备的连接线路，具有从所述第1通信设备输出的信号通过的第1发送部和输入到所述第1通信设备的信号通过的第1接收部；第2连接端口，其连接与所述第2通信设备的连接线路，具有从所述第2通信设备输出的信号通过的第2发送部和输入到所述第2通信设备的信号通过的第2接收部；第1连接布线，其将所述第1发送部和所述第2接收部连接；和仿真信号输入部，其对所述第1接收部输入识别所述第1通信设备能与其他设备连接的信号即第1信号，在对所述第1接收部输入所述第1信号的情况下，物理上切断所述第1接收部与所述第2发送部的连接。
另外优选，所述第1信号是串行信号。
另外优选，所述仿真信号输入部具有2个通信设备和与所述第1接收部连接的布线部，在2个通信设备之间使通信建立，将从2个通信设备的一方的发送部对另一方的接收部输出的信号作为所述第1信号经由所述布线部输入到所述第1接收部。
另外优选，通信连接装置具有：切换部，其配置在将所述仿真信号输入部和所述第1接收部连接的布线；和第2连接布线，其将所述切换部和第2输入部连接，所述切换部切换所述第1信号输入部和第1接收部连接的状态、以及所述第2连接布线和所述第1接收部连接的状态。
另外优选，通信连接装置具有切换所述切换部的连接状态的物理开关，所述物理开关具有钥匙和钥匙孔，仅在插入所述钥匙的状态下所述第2连接布线和所述第1接收部能连接。
优选，所述第1信号是识别能从所述第1发送部以UDP的广播通信方式输出数据的信号。
本发明是通信系统，特征在于，具有：第1通信设备；第2通信设备；上述任一者中记载的通信连接装置；和将所述第2通信设备和所述通信连接装置连接的公共通信线路网。
发明的效果
根据本发明，不能通过物理连接从第2通信设备向第1通信设备输出数据，且能从第1通信设备向第2通信设备输出数据。由此，能以简单的结构防止向保护对象的通信设备的访问，且能从保护对象的通信设备向其他通信设备输出数据。
附图说明
图1是表示通信系统的概略构成的框图。
图2是表示通信连接装置的外观的主视图。
图3是表示通信连接装置的概略构成的框图。
图4是说明通信连接装置的动作的说明图。
图5是说明通信连接装置的动作的说明图。
具体实施方式
以下参考附图来说明本发明所涉及的实施方式。另外，并不由该实施方式限定本发明。另外，在下述实施方式中的构成要素中包含能由本领域技术人员置换且容易的要素，或者实质相同的要素。
图1是通信系统的概略构成的框图。通信系统10用因特网通信网14将设置在上游侧设施12的通信设备和设置在下游侧设施16的通信设备连接。在此，通信设备是能进行数据的收发的各种设备。上游侧设施12是设置保护对象的通信设备的设施。作为上游侧设施12，例示发电设施、堤坝的闸门或水闸等防灾基础设施。因特网通信网14是公共通信网，以有线、无线等将连接到通信网的通信设备间的通信连接。下游侧设施16是从上游侧设施12的通信设备接收信息并进行远程监视的设施。下游侧设施16具有路由器20和终端(第2通信设备、下游侧通信设备)22。终端22是个人计算机等。终端22经由路由器20与因特网通信网14连接。终端22与经由因特网通信网14连接的其他通信设备进行通信，进行数据的收发。
上游侧设施12具有第1通信设备(上游侧通信设备)30、集线器32、通信连接装置34、路由器36和电源38。第1通信设备(上游侧通信设备)30是设置在上游侧设施12且具备收发数据的功能的多个设备。在图1中，作为第1通信设备30而具有控制装置30a和PLC(可编程逻辑控制器)30b、终端30c。另外，第1通信设备30并不限定于上述，能使用各种通信设备。例如能使用工作站、数据服务器等。另外，第1通信设备30具备1个以上的设备即可，其构成并没有特别限定。第1通信设备30能积蓄、输出在上游侧设施12运转的对象的测量数据和控制条件的数据。
集线器32配置在多个第1通信设备30与通信连接装置34之间。将集线器32的多个第1通信设备30的线路汇总，将多个第1通信设备30的各自和通信连接装置34连接。关于通信连接装置34之后叙述。路由器36将通信连接装置34和因特网通信网14连接。电源38是对通信连接装置34提供电力的提供源。
接下来，除了使用图1，还使用图2以及图3来详细说明通信连接装置34。图2是表示通信连接装置的外观的主视图。图3是表示通信连接装置的概略构成的框图。通信连接装置34与集线器32和路由器36连接。因此，通信系统10经由集线器32、通信连接装置34、路由器36、因特网通信网14、路由器20将第1通信设备30和终端(第2通信设备)22连接。
通信连接装置34使如下的通信状态(第1通信模式)成立，能从第1通信设备30对终端(第2通信设备)22输出数据，不能从包括终端(第2通信设备)22在内的与通信连接装置34相比更靠近路由器36侧的设备访问第1通信设备30。另外，本实施方式的通信连接装置34还能切换为能在第1通信设备30与终端(第2通信设备)22之间双向进行数据通信的状态(第2通信模式)。
通信连接装置34如图1以及图2所示那样具有第1连接端口(上游侧端口)42、第2连接端口(下游侧端口)44、物理开关46、显示部48和电源物理开关49。第1连接端口42是经由集线器32和通信线(数据线)而连接的连接部。第2连接端口44是经由路由器36和通信线(数据线)而连接的连接部。
物理开关46是由用户操作来切换第1通信模式和第2通信模式的开关。物理开关46具有钥匙孔46a和能在钥匙孔46a拆装的钥匙46b。物理开关46根据钥匙46b的朝向而钥匙孔46a的姿态发生变化。物理开关46以钥匙孔46a的姿态切换第1通信模式和第2通信模式。
显示部48具有单向通信显示灯48a和双向通信显示灯48b。在第1通信模式的情况下，显示部48使单向通信显示灯48a点亮并使双向通信显示灯48b熄灭。在第2通信模式的情况下，显示部48使单向通信显示灯48a熄灭并使双向通信显示灯48b点亮。电源物理开关49是由用户输入从电源38向通信连接装置34的电力的提供的开启和关闭的操作的开关。
接下来说明通信连接装置34的功能构成。通信连接装置34如图3所示那样，除了具有第1连接端口42、第2连接端口44、物理开关46、显示部48和电源物理开关49以外，还具有切换部47、仿真信号输入部50、电源电路开关52、控制装置54、第1连接布线60和第2连接布线62、64、66。
第1连接端口42经由通信线与集线器32连接，具有第1发送部42a和第1接收部42b。第1发送部42a使经由集线器32从第1通信设备30输出的信号通过。即，第1发送部42a使第1通信设备30发送的数据通过。第1接收部42b使经由集线器32输入到第1通信设备30的信号通过。即，第1接收部42b使第1通信设备30接收的数据通过。
第2连接端口44经由通信线与路由器36连接，具有第2发送部44a和第2接收部44b。第2发送部44a使经由路由器36、因特网通信网14等从终端22输出的信号通过。即，第2发送部44a使终端22发送的数据通过。第2接收部44b使经由路由器36、因特网通信网14等输入到终端22的信号通过。即，第2接收部44b使终端22接收的数据通过。第1连接布线60将第1发送部42a和第2接收部44b连接。
切换部47与物理开关46的操作联动地切换第1通信模式和第2通信模式。切换部47具有可动部47a、端子47b和端子47c。可动部47a与第2连接布线62连接。端子47b与第2连接布线66连接。端子47c与第2连接布线64连接。第2连接布线62将第1接收部42b和切换部47连接。第2连接布线64将第2发送部44a和切换部47连接。第2连接布线66将仿真信号输入部50和切换部47连接。切换部47通过使可动部47a和端子47b连接来做出将第1接收部42b和仿真信号输入部50连接的状态，实现第1通信模式。切换部47通过使可动部47a和端子47c连接来做出将第1接收部42b和第2发送部44a连接的状态，实现第2通信模式。
仿真信号输入部(第1信号输入部)50输出仿真信号(第1信号)。在切换部47为第1通信模式的情况下，从仿真信号输入部50输出的仿真信号通过第1接收部42b并输入到第1通信设备30。仿真信号是由第1通信设备30识别是使信号输出的状态的信号，即，若建立与其他通信设备的通信，就能由第1通信设备30识别到。换言之，仿真信号是识别第1通信设备30能与其他设备连接的信号。
仿真信号输入部50具有2个内部通信设备(串行-以太网变换器)70、72。2个内部通信设备70、72是同样的构成。内部通信设备70具有串行端口74a和以太网(注册商标)端口76a。串行端口74a接收从控制装置54输入的启动信号。串行端口74a若接收到启动信号，就将通信的建立动作的开始的指示输出到以太网(注册商标)端口76a。以太网(注册商标)端口76a具有发送部78a和接收部79a。
内部通信设备72具有串行端口74b和以太网(注册商标)端口76b。串行端口74b接收从控制装置54输入的启动信号。串行端口74b若接收到启动信号，就将通信的建立动作的开始的指示输出到以太网(注册商标)端口76b。以太网(注册商标)端口76b具有发送部78b和接收部79b。仿真信号输入部50用通信线来连接以太网(注册商标)端口76a和以太网(注册商标)端口76b。具体地，仿真信号输入部50将以太网(注册商标)端口76a的发送部78a和以太网(注册商标)端口76b的接收部79b连接。另外，仿真信号输入部50将以太网(注册商标)端口76b的发送部78b和以太网(注册商标)端口76a的接收部79a连接。
仿真信号输入部50若被启动，就从控制装置54对内部通信设备70、72的双方的串行端口74a、74b输入启动信号。仿真信号输入部50若在串行端口74a、74b被输入启动信号，就在以太网(注册商标)端口76a与以太网(注册商标)端口76b之间建立通信。
仿真信号输入部50的连接发送部78a和接收部79b的布线与第2连接布线66连接。仿真信号输入部50将表示建立从发送部78a送到接收部79b的信号的信号作为仿真信号输出到第2连接布线66。
电源电路开关52配置在连接电源38和控制装置54的电力线。电源电路开关52与电源物理开关49联动地切换电源38与控制装置54的连接的开启和关闭。另外，提供给控制装置54的电力经由控制装置54被送到通信连接装置34的各部。
控制装置54控制仿真信号输入部50的启动、停止，按照切换部47的状态来控制显示部48的点亮状态。控制装置54只要是输出基于被输入的信号而设定的信号的控制电路即可。
接下来使用图4以及图5来说明通信连接装置的动作。图4以及图5是说明通信连接装置的动作的说明图。图4表示第1通信模式的状态。图5表示第2通信模式的状态。
在图4所示那样通过物理开关46而切换部47的可动部47a与端子47b连接的情况下，通信连接装置34在第1通信模式下进行通信。在该情况下，通信连接装置34使单向通信显示灯48a点亮，使双向通信显示灯48b熄灭。
在通信连接装置34中，通过切换部47的可动部47a与端子47b连接而被设为仿真信号输入部50和第1接收部42b连接的状态，成为第2发送部44a与第1接收部42b的连接被切断的状态。由此在通信连接装置34，从仿真信号输入部50输出的仿真信号输入到第1接收部42b。在通信系统10中，从仿真信号输入部50输出的仿真信号通过第1接收部42b而输入到第1通信设备30。第1通信设备30通过被输入仿真信号而判定为与其他设备建立通信，输出设定的数据。在此，第1通信设备30成为以UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)的广播通信输出数据的设定。从第1通信设备30输出的数据通过第1发送部42a、第1连接布线60、第2接收部44b而从通信连接装置34输出到路由器36。将输出到路由器36的数据输出到因特网通信网14。终端(第2通信设备)22通过接收输出到因特网通信网14的数据来接收从第1通信设备30输出的数据。
接下来，在图5所示那样通过物理开关46而切换部47的可动部47a与端子47c连接的情况下，通信连接装置34以第2通信模式进行通信。在该情况下，通信连接装置34使单向通信显示灯48a熄灭，使双向通信显示灯48b点亮。
在通信连接装置34中，通过切换部47的可动部47a与端子47c连接而成为第2发送部44a与第1接收部42b连接的状态。在通信连接装置34中，成为第1通信设备30与终端22之间的双向的发送部和接收部连接的状态，能在双向进行通信。通信连接装置34使从终端22输出的用于通信建立的信号经由第2发送部44a、第1接收部42b等输入到第1通信设备30。另外，在通信连接装置34中，从第1通信设备30输出的用于通信建立的信号经由第1发送部42a、第2接收部44b等输入到终端22。如此，第2通信模式的通信系统10在第1通信设备30与终端22之间以双向的通信建立通信，设为能在第1通信设备30与终端22之间收发数据的状态。在该情况下，第1通信设备30和终端22例如使用TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/IP(Internet Protocol，因特网互联协议)协议等来进行相互认证，建立通信。
根据以上，通信连接装置34在第1通信模式的情况下，经由第1接收部42b对第1通信设备30输入仿真信号，在第1通信设备30判定为建立通信，由此能在第1接收部42b与第2发送部44a的连接被物理切断的状态下从第1通信设备30输出数据。由此，能做出在物理上切断从与通信连接装置34的下游侧(路由器36侧)的通信设备将数据送到第1通信设备30的线路的状态。由此，能做出物理上不能从通信连接装置34的下游侧(路由器36侧)访问第1通信设备30的状态，能防止向第1通信设备30的非法访问和病毒的入侵，能使第1通信设备30处于更安全的状态。
另外，通信系统10通过将第1通信设备30设定成以UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)的广播通信输出数据，能在其他通信设备间以通信成立的信号即仿真信号的输入从第1通信设备30使数据的输出开始。
另外，第1通信设备30优选在输出数据的情况下，配合数据的输出格式将数据分割，具体配合UDP的广播通信的分组将数据分割，在各个数据附加识别ID来发送。在该情况下，终端22能通过将接收到的数据基于识别ID进行合成来使它们成为原始的数据。由此还能发送数据量多的数据。另外，在数据中有缺损的情况下，也能用识别ID识别。
另外，通信连接装置34在来自电源38的电力的提供停止的情况下停止仿真信号的输出。由此在第1通信模式下通信连接装置34发生了故障的情况下，维持经由通信连接装置34从其他通信设备到第1通信设备30的线路未连起来的状态，并停止向第1通信设备30输入仿真信号。由此能维持不能从通信连接装置34的下游侧的其他通信设备访问第1通信设备30的状态，能维持第1通信设备30的安全性。
通信连接装置34设置物理开关46以及切换部47，还设置能连接第1接收部42b和第2发送部44a的路径，由此能选择第1通信模式和第2通信模式。
通信连接装置34优选设为如下结构：物理开关46的钥匙46b插入到钥匙孔46a且钥匙46b成为给定的朝向，不再从钥匙孔46a拔得出，在该状态的情况下，切换到第2通信模式。由此，仅在插入钥匙46b并成为给定的姿态的情况下能进行第2通信模式下的通信。
本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能在不脱离本发明的主旨的范围加进适宜变更。
上述实施方式的通信连接装置34设置切换部47，能切换第1通信模式和第2通信模式，但仅能执行第1通信模式。如此，通过设为不能执行第2通信模式的结构，使得不能从通信连接装置34的路由器36侧(下游侧)对第1通信设备30发送数据的状态更加可靠，能更可靠地防止从外部访问第1通信设备30。
上述实施方式的通信连接装置34为了由第1通信设备30判定为建立了通信的可能性提高，能易于从第1通信设备30输出数据，因此仿真信号输入部50具有2个内部通信设备70、72，将在2个内部通信设备70、72之间建立的通信的信号输入到第1接收部42b，但输入到第1接收部42b的仿真信号并不限定于此。仿真信号只要是能由第1通信设备30判定为建立了通信的信号即可。例如，仿真信号输入部50也可以使用生成与能由第1通信设备30判定为建立了通信的信号相同的信号的振荡器，将从振荡器输出的信号作为仿真信号。
仿真信号输入部50优选输出串行信号的数据。通过将信号设为串行信号，能易于识别仿真信号。另外，仿真信号输入部50也可以除了输出仿真信号还输出文本数据的信号。由此，通过从仿真信号输入部50输出文本数据的信号，能易于执行第1通信设备30中的处理，能易于将从仿真信号输入部50输出的信号用到通信状态的确认的控制中。
另外，在上述实施方式中，举出作为因特网通信网14而使用一般的通信线路的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如作为通信网，也可以是并用专用线路和一般的通信线路的构成。
标号的说明
10 通信系统
12 上游侧设施
14 因特网通信网
16 下游侧设施
20、36 路由器
22 终端(第2通信设备、下游侧通信设备)
30 第1通信设备(上游侧通信设备)
30a 控制装置
30b PLC
30c 终端
32 集线器
34 通信连接装置
38 电源
42 第1连接端口(上游侧端口)
42a 第1发送部
42b 第1接收部
44 第2连接端口(下游侧端口)
44a 第2发送部
44b 第2接收部
46 物理开关
46a 钥匙孔
46b 钥匙
47 切换部
47a 可动部
47b 端子
47c 端子
48 显示部
48a 单向通信显示灯
48b 双向通信显示灯
49 电源物理开关
50 仿真信号输入部(第1信号输入部)
52 电源电路开关
54 控制装置
60 第1连接布线
62、64、66 第2连接布线
70、72 内部通信设备(串行-以太网变换器)
74a、74b 串行端口
76a、76b 以太网(注册商标)端口
78a、78b 发送部
79a、79b 接收部

Claims (7)

1.一种通信连接装置，控制第1通信设备与第2通信设备的通信线路的连接，所述通信连接装置的特征在于，具有：
第1连接端口，其连接与所述第1通信设备的连接线路，具有从所述第1通信设备输出的信号通过的第1发送部和输入到所述第1通信设备的信号通过的第1接收部；
第2连接端口，其连接与所述第2通信设备的连接线路，具有从所述第2通信设备输出的信号通过的第2发送部和输入到所述第2通信设备的信号通过的第2接收部；
第1连接布线，其将所述第1发送部和所述第2接收部连接；和
仿真信号输入部，其在物理上切断了所述第1接收部与所述第2发送部的连接的状态下，对所述第1接收部输入识别所述第1通信设备能与其他设备连接的信号即第1信号，
所述第1通信设备在对所述第1接收部输入了所述第1信号的情况下，判定为与所述其他设备建立了通信，并输出设定的数据。
2.根据权利要求1所述的通信连接装置，其特征在于，
所述第1信号是串行信号。
3.根据权利要求2所述的通信连接装置，其特征在于，
所述仿真信号输入部具有2个内部通信设备和连接了所述第1接收部的布线部，
使所述2个内部通信设备之间建立通信，将从所述2个内部通信设备的一方的发送部输出到另一方的接收部的信号作为所述第1信号经由所述布线部输入到所述第1接收部。
4.根据权利要求1或3所述的通信连接装置，其特征在于，
所述通信连接装置具有：
切换部，其配置在将所述仿真信号输入部和所述第1接收部连接的布线；和
第2连接布线，其将所述切换部和第2发送部连接，
所述切换部切换所述仿真信号输入部和第1接收部连接的状态、以及所述第2连接布线和所述第1接收部连接的状态。
5.根据权利要求4所述的通信连接装置，其特征在于，
所述通信连接装置具有切换所述切换部的连接状态的物理开关，
所述物理开关具有钥匙和钥匙孔，
仅在插入所述钥匙的状态下所述第2连接布线和所述第1接收部能连接。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的通信连接装置，其特征在于，
所述第1信号是识别能从所述第1发送部以UDP的广播通信的方式输出数据的信号。
7.一种通信系统，其特征在于，具有：
第1通信设备；
第2通信设备；
权利要求1～6中任一项所述的通信连接装置；和
将所述第2通信设备和所述通信连接装置连接的公共通信线路网。
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