CN107800587B - 一种基于ras加密解密的通信设备单元测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，包括数据处理单元和上位机，所述数据处理单元的数据端与上位机相互通信，所述数据处理单元的内部设置有主控制器，所述主控制器的输出端通过数据配置模块与数据组件相连接，所述数据组件的输出端通过无线收发器与数据管理器相连接，所述数据管理器的输出端通过RAS加解密模块与系统控制PC端相连接，系统设计了执行模块数据组件、通信组件、数据库等查询组件和可视化交互界面，不仅满足通信系统测试的需求，而且还可以利用系统控制PC端对通信系统进行出厂测试，整个测试系统结构简单，利用加密模块对数据进行处理，有效的提高了测试数据的安全性能。

Description

一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统
技术领域
本发明涉及通信设备单元测试系统技术领域，具体为一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统。
背景技术
从城市轨道交通发展概况来看，在未来几十年内，我国的城市轨道交通事业将飞速发展。当前我国地铁主要引进国外计算机单元测试系统，国产计算机单元测试系统在城市轨道交通系统中刚刚开始应用。在城市轨道交通中计算机单元测试系统与ATP系统、ATS系统结合，系统配置可根据不同的运营要求实现集中控制、区域控制或车站控制方式。国产计算机单元测试系统在已有基础上稍加改进，将会在城市轨道交通中大有作为。
(1)目前计算机单元测试系统进行无线通信一般采用移动终端、手持移动终端等手持设备，由于手持设备内存小和无线网络带宽有限，加密算法需要有更高的每比特加密强度、优化实现及带宽要求低等特点。在现有的加密算法中，高级加密标准AES加密算法具有运算速度快、内存需求低、算法可靠、分组长度和密钥长度设计灵活等优点。但AES算法属于对称密钥密码系统，存在密钥分发与管理困难的缺点：
(2)现有的通信设备测试系统还存在结构复杂，模块控制相对较难等缺点，不利与我国城市交通轨道的设计。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，设计了执行模块数据组件、通信组件、数据库等查询组件和可视化交互界面，不仅满足通信系统测试的需求，而且还可以利用系统控制PC端对通信系统进行出厂测试，整个测试系统结构简单，利用加密模块对数据进行处理，有效的提高了测试数据的安全性能，适用于轨道交通测试设备，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，包括数据处理单元和上位机，所述数据处理单元的数据端与上位机相互通信，所述数据处理单元的内部设置有主控制器，所述主控制器的输出端通过数据配置模块与数据组件相连接，所述数据组件的输出端通过无线收发器与数据管理器相连接，所述无线收发器的信号端通过无线网络与服务器相连接，所述服务器的数据端与数据库相连接，所述数据管理器的输出端通过RAS加解密模块与系统控制PC端相连接，所述RAS加解密模块的输出端还通过无线网络与终端控制单元相连接，所述终端控制单元的反馈端与数据处理单元相连接，所述系统控制PC端的内部设置有Labview控制模块，所述Labview控制模块的输出端与可视化交互界面相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述RAS加解密模块的通信端口与加密通信系统相连接，所述加密通信系统通过无线收发器与数据处理单元相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述RAS加解密模块包括数据编码模块、点运算模块、公私密钥生成模块和数据加密与解密模块，所述数据加密与解密模块的数据端与密钥值生成模块相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述上位机的通信端口通过CAN总线与执行机构相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述主控制器的输入端连接有复位模块，所述主控制器的输出端与数据存储器相连接，所述主控制器的输入端接收触屏驱动模块的驱动信号，所述触屏驱动模块的输入端与触摸屏接口相连接，所述触摸屏接口的输出端还通过缓冲接口与主控制器相连接，所述主控制器的信号端还连接有通讯模块单元电路。
作为本发明一种优选的技术方案，所述通讯模块单元电路的内部还设置有串口模块和USB接口模块，所述串口模块包括RS485接口模块和RS485接口模块。
作为本发明一种优选的技术方案，所述数据编码模块、点运算模块、公私密钥生成模块和数据加密与解密模块的输入端均与密钥管理模块相连接，所述密钥管理模块内部设置有RAS密钥。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的数据处理单元负责记录各个模块的状态数据，命令数据，以及与模块相关的其他变量；通信组件负责本测试系统与电子执行单元的通信；数据管理器负责存储本测试系统与电子执行单元通信的数据；数据库主要存储用户历史数据，负责从数据库查找相关记录数据，可视化交互界面负责提供界面供测试人员发送命令，显示相关模块的当前状态，通过可组件交互设计，使得整个测试系统更加智能化，并且在各组件的测试过程中利用RAS加解密模块对测试数据进行加密，提高了测试数据的安全性；
(2)本发明RAS加解密模块对要发送的信息进行加密和数字签名，然后将加密签名后的信息通过网络传输模块发送给接收方；接收方通过网络传输模块接收到信息后，由加解密功能模块对信息进行解密并验证用户的数字签名，最后将验证结果和根据验证结果所做出的相应处理信息加密并签名后发送回发送方，并与系统控制PC端创建连接进，双方建立连接后是对等关系，可以相互收发数据，提高了数据传输的安全性。
(3)本发明的可视化交互界面提供打开并读取执行单元配置数据的命令按钮；并提供人工手工修改执行单元配置数据的手段；能够提供实时显示通信状态和所有执行单元通信原始数据的界面；能够按不同类型执行单元提供查看执行单元实时测试状态的界面；提供人工生成有效和非法操作命令的手段；提供打开并读取执行单元配置数据的命令按钮。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的RAS加解密模块结构示意图；
图3为本发明的主控制器结构示意图。
图中：1-数据处理单元；2-上位机；3-RAS加解密模块；4-系统控制PC端；5-终端控制单元；
100-主控制器；101-数据配置模块；102-数据组件；103-无线收发器；104-数据管理器；105-服务器；106-数据库；107-复位模块；108-数据存储器；109-触屏驱动模块；110-触摸屏接口；111-缓冲接口；112-通讯模块单元电路；113-串口模块；114-USB接口模块；115-RS485接口模块；116-RS485接口模块；
200-CAN总线；201-执行机构；
300-加密通信系统；301-数据编码模块；302-点运算模块；303-公私密钥生成模块；304-数据加密与解密模块；305-密钥值生成模块；306-密钥管理模块；307-RAS密钥；
400-Labview控制模块；401-可视化交互界面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例：
如图1所示，本发明提供了一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，包括数据处理单元1和上位机2，所述数据处理单元1的数据端与上位机2相互通信，所述上位机2的通信端口通过CAN总线200与执行机构201相连接，所述上位机2提供两路CAN总线200接口，传输速率支持500kbps——1Mbps，实现与电子执行单元之间进行联锁命令和状态数据的传输，所述数据处理单元1的内部设置有主控制器100，所述主控制器100的输出端通过数据配置模块101与数据组件102相连接，所述数据组件102的输出端通过无线收发器103与数据管理器104相连接，所述主控制器100提供两路RJ45以太网接口，传输速率支持10M/100M，利用数据配置模块101实现与执行机构201进行测试命令和执行单元状态数据传输和对等通信前置机之间实现同步数据传输，所述无线收发器103的信号端通过无线网络与服务器105相连接，所述服务器105的数据端与数据库106相连接，所述数据管理器104的输出端通过RAS加解密模块3与系统控制PC端4相连接，所述RAS加解密模块3的输出端还通过无线网络与终端控制单元5相连接，所述终端控制单元5的反馈端与数据处理单元1相连接，所述系统控制PC端4的内部设置有Labview控制模块400，所述Labview控制模块400的输出端与可视化交互界面401相连接；所述RAS加解密模块3的通信端口与加密通信系统300相连接，所述加密通信系统300通过无线收发器103与数据处理单元1相连接。
所述系统采用主控制器100实现了系统与系统控制PC端4之间的全双工通信，通过设置多个RS485接口模块和RS232接口模块，提高了传输距离与通信设备的可靠性，并且实现了上位机、数据处理单元1和系统控制PC端4等多设备之间的通信。
如图2所示，所述RAS加解密模块3包括数据编码模块301、点运算模块302、公私密钥生成模块303和数据加密与解密模块304，所述数据加密与解密模块304的数据端与密钥值生成模块305相连接，所述数据编码模块301、点运算模块302、公私密钥生成模块303和数据加密与解密模块304的输入端均与密钥管理模块306相连接，所述密钥管理模块306内部设置有RAS密钥307，所述既能快速地进行数据加解密，又能很好地解决密钥分配问题，同时也能很好地完成身份验证和数字签名功能，具备了两种算法的存储空间小、运算速度快、带宽需求低、密钥管理方便等特点。该混合加密算法在无线数据传输过程中实现数据的加解密及数字签名等功能，有利于数据传输的快速性和安全性，发挥了混合加密的整体优势。
如图3所示，所述主控制器100的输入端连接有复位模块107，所述主控制器100的输出端与数据存储器108相连接，所述主控制器100的输入端接收触屏驱动模块109的驱动信号，所述触屏驱动模块109的输入端与触摸屏接口110相连接，所述触摸屏接口110的输出端还通过缓冲接口111与主控制器100相连接，所述主控制器100的信号端还连接有通讯模块单元电路112；所述通讯模块单元电路112的内部还设置有串口模块113和USB接口模块114，所述串口模块113包括RS485接口模块115和RS485接口模块116，利用主控制器100对系统的复位模块107以及触屏驱动模块109进行控制，能够有效的对系统进行复位，使得系统能够进行多次重新测试的操作，提高了系统实用性，并且通过触摸屏接口110连接外部触摸屏器件，能够驱动显示屏显示数据参数，提高了数据处理的效率。
综上所述，本发明的主要特点在于：
(1)本发明的数据处理单元负责记录各个模块的状态数据，命令数据，以及与模块相关的其他变量；通信组件负责本测试系统与电子执行单元的通信；数据管理器负责存储本测试系统与电子执行单元通信的数据；数据库主要存储用户历史数据，负责从数据库查找相关记录数据，可视化交互界面负责提供界面供测试人员发送命令，显示相关模块的当前状态，通过可组件交互设计，使得整个测试系统更加智能化，并且在各组件的测试过程中利用RAS加解密模块对测试数据进行加密，提高了测试数据的安全性；
(2)本发明RAS加解密模块对要发送的信息进行加密和数字签名，然后将加密签名后的信息通过网络传输模块发送给接收方；接收方通过网络传输模块接收到信息后，由加解密功能模块对信息进行解密并验证用户的数字签名，最后将验证结果和根据验证结果所做出的相应处理信息加密并签名后发送回发送方，并与系统控制PC端创建连接进，双方建立连接后是对等关系，可以相互收发数据，提高了数据传输的安全性。
(3)本发明的可视化交互界面提供打开并读取执行单元配置数据的命令按钮；并提供人工手工修改执行单元配置数据的手段；能够提供实时显示通信状态和所有执行单元通信原始数据的界面；能够按不同类型执行单元提供查看执行单元实时测试状态的界面；提供人工生成有效和非法操作命令的手段；提供打开并读取执行单元配置数据的命令按钮。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，其特征在于：包括数据处理单元(1)和上位机(2)，所述数据处理单元(1)的数据端与上位机(2)相互通信，所述数据处理单元(1)的内部设置有主控制器(100)，所述主控制器(100)的输出端通过数据配置模块(101)与数据组件(102)相连接，所述数据组件(102)的输出端通过无线收发器(103)与数据管理器(104)相连接，所述无线收发器(103)的信号端通过无线网络与服务器(105)相连接，所述服务器(105)的数据端与数据库(106)相连接，所述数据管理器(104)的输出端通过RAS加解密模块(3)与系统控制PC端(4)相连接，所述RAS加解密模块(3)的输出端还通过无线网络与终端控制单元(5)相连接，所述终端控制单元(5)的反馈端与数据处理单元(1)相连接，所述系统控制PC端(4)的内部设置有Labview控制模块(400)，所述Labview控制模块(400)的输出端与可视化交互界面(401)相连接；
所述数据配置模块和数据组件位于数据处理单元内部，可视化交互界面位于系统控制PC端内部。
2.根据权利要求1所述的一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，其特征在于：所述RAS加解密模块(3)的通信端口与加密通信系统(300)相连接，所述加密通信系统(300)通过无线收发器(103)与数据处理单元(1)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，其特征在于：所述RAS加解密模块(3)包括数据编码模块(301)、点运算模块(302)、公私密钥生成模块(303)和数据加密与解密模块(304)，所述数据加密与解密模块(304)的数据端与密钥值生成模块(305)相连接；
密钥值生成模块是位于RAS加解密模块内部。
4.根据权利要求1所述的一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，其特征在于：所述上位机(2)的通信端口通过CAN总线(200)与执行机构(201)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，其特征在于：所述主控制器(100)的输入端连接有复位模块(107)，所述主控制器(100)的输出端与数据存储器(108)相连接，所述主控制器(100)的输入端接收触屏驱动模块(109)的驱动信号，所述触屏驱动模块(109)的输入端与触摸屏接口(110)相连接，所述触摸屏接口(110)的输出端还通过缓冲接口(111)与主控制器(100)相连接，所述主控制器(100)的信号端还连接有通讯模块单元电路(112)。
6.根据权利要求5所述的一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，其特征在于：所述通讯模块单元电路(112)的内部还设置有串口模块(113)和USB接口模块(114)，所述串口模块(113)包括RS485接口模块(115)和RS232接口模块(116)。
7.根据权利要求3所述的一种基于RAS加密解密的通信设备单元测试系统，其特征在于：所述数据编码模块(301)、点运算模块(302)、公私密钥生成模块(303)和数据加密与解密模块(304)的输入端均与密钥管理模块(306)相连接，所述密钥管理模块(306)内部设置有RAS密钥(307)，所述密钥管理模块位于RAS加解密模块内部。
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