CN109803025A - 一种在供电scada与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法 - Google Patents

Abstract

一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法，本发明涉及数据传输方法。本发明是要解决移动存储介质传播病毒，传输数据过程中不能实时数据传输的问题，而提出的一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法。本发明通过获取的遥测、遥信等数据、将数据转化成特定编码格式文本、将数据分块、拍照、图像识别、采用循环冗余校验算法CRC对数据校验、解压缩、解密成真实数据以及最终获得显示数据传输完毕的控制信息等步骤实现的。本发明应用于无物理网络连接的数据传输领域。

Description

一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理 网络连接的数据传输方法

技术领域

本发明涉及无物理网络连接的数据传输方法，特别涉及一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法。

背景技术

现有供电SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统与牵引供电生产管理信息系统是各自独立的两套网络，两套网络互相隔离，两套网络之间也没有物理连接，为了保障SCADA系统的安全，也不允许牵引供电生产管理信息系统直接物理接入SCADA系统。但是为了更好的对遥信，遥测，故障跳闸信息进行分析、处置，供电SCADA系统又有必要向牵引供电生产管理信息系统传输数据。目前如果需要传输数据，一般是通过移动存储介质先从供电SCADA系统中拷贝数据，然后把数据拷贝到牵引供电生产管理信息系统。这就存在几个问题：1、安全性没有保障，移动存储介质需要在两个不同系统的终端机上传递，很容易传播病毒。2、每次传输数据都需要人工复制黏贴，做不到实时数据传输，，只能通过移动存储介质传输数据。

发明内容

本发明的目的是为了解决移动存储介质传播病毒，传输数据过程中不能实时数据传输的问题，而提出的一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：

步骤一、利用供电SCADA终端定时从供电SCADA系统服务器中获取的遥测、遥信以及故障跳闸数据；

步骤二、将步骤一中获取的数据进行压缩和加密后转换成特定编码格式存储在供电SCADA终端的硬盘中，将供电SCADA终端硬盘中的特定编码格式转化成特定编码格式文本的方式显示在供电SCADA的终端显示器上，其中，特定编码格式为可打印字符；

步骤三、在供电SCADA终端的硬盘中将步骤二中转化成特定编码格式文本平均分成N块，将第n块数据中的字符显示在供电SCADA的终端显示器上；n＝1,2,3,......N；N为10万～50万；其中字符包括数据块编号、数据块类型、效验数据以及数据体；

步骤四、利用牵引供电生产管理信息系统的终端通过高清摄像头1对步骤三中供电SCADA的终端显示器显示的第n块数据的字符进行拍照；

步骤五、利用牵引供电生产管理信息系统的终端对步骤四中采集到的第n块数据的字符图片进行OCR图像识别，识别图像中的字符；其中，OCR为光学字符识别技术；i＝1，2，3….n；

步骤六、若采用循环冗余校验算法CRC对步骤五中字符进行数据校验，若数据效验失败即验证步骤五中字符的效验数据与数据体不吻合，重复步骤四～五，直至验证步骤五中字符的效验数据与数据体吻合为止；若数据效验成功，即验证步骤五中字符的效验数据与及数据体吻合，则进行步骤七；

步骤七、利用牵引供电生产管理信息系统终端显示第n块数据效验成功的字符；

步骤八、利用供电SCADA终端高清摄像头2拍摄牵引供电生产管理信息系统终端显示的第n块数据效验成功的字符界面；利用供电SCADA终端将高清摄像头2采集到的每一帧图片进行OCR图像识别，识别图像中的字符，并将字符进行数据校验；

步骤九、若采用循环冗余校验算法CRC确定步骤八中的字符数据效验成功，采用高清摄像头1对步骤八中数据校验成功字符的界面进行拍摄；

步骤十、将步骤九中拍摄的每一帧图片进行OCR图像识别，利用文件追加技术FILEAPPEND模式将数据效验成功的字符存入牵引供电生产管理信息系统的终端硬盘存储中；

步骤十一、将第n+1块数据重复步骤三～步骤十一，直至n＝N为止；

步骤十二、将存储在牵引供电生产管理信息系统的终端硬盘中N块数据的效验成功的字符，解压缩、解密成真实数据；

步骤十三、将步骤十二的真实数据通过牵引供电生产管理信息系统的局域网络上传到供电牵引供电生产管理信息系统的终端服务器上，通过牵引供电生产管理信息系统的显示器上显示数据传输完毕的控制信息；即完成了一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法。

发明效果

本发明提供一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统安全、可靠、高速、无网络连接的信息交互的方法、专用通讯协议、SCADA前置机、牵引供电生产管理信息系统前置机、专用图像处理设备能彻底解决由于没有物理网络连接，产生的任何的网络安全问题；避免病毒通过移动存储介质从一个系统传播到另外一个系统，本发明无需人工手动传输数据，采用全自动的方式实时传输数据；本发明不需要安装网闸，简单高效。

本发明供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统无物理网络连接数据传输方法，实现供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统无人干预的情况实时数据传输；避免造成使用移动存储介质传输数据造成病毒感染的风险。

本发明一种用于无物理网络连接的数据传输协议，能够使得无物理网络连接的数据传输具备自动效验数据，流量控制，自动纠错，确保数据传输正确，高效，实时。

通过本方法传输数据可以有效的保证在供电SCADA系统与牵引供电生产管理信息系统没有物理网络连接的情况下，快速可靠的传输信息，由于整个传输过程没有物理网络连接所以非常的安全，也不需要人工通过移动存储介质传递数据，可以极大的提高工作效率，满足实际业务需求。

附图说明

图1为具体实施方式一提出的一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法流程图；

图2为具体实施方式一提出的第i块数据传输过程示意图；其中，1为供电SCADA系统，2为牵引供电生产管理信息系统，3为无物理网络数据传输协议，4为传输完成的数据解密解压系统；5为解密解压系统中的存储器，6为数据库系统，7为数据库系统的存储器，8为特定编码格式文本平均分成的N块数据；

图3为具体实施方式一提出的数据块结构图，其中1为固定数字节，2为数据块编号，3为数据块类型(纯数据、控制信息)，4为效验数据，5为数据体；

图4为具体实施方式一提出的供电生产管理信息系统无物理网络连接数据传输装置拓扑图；其中1为高清摄像头2，2为供电SCADA系统终端，3为供电SCADA系统服务器，4为供电SCADA系统客户端，5为物理隔离，6为高清摄像头1，7为牵引供电生产管理信息系统的终端，8为牵引供电生产管理信息系统服务器，9为牵引供电生产管理信息系统的客户端，10为数据传输；

图5为具体实施方式一提出的供电生产管理信息系统无物理网络连接数据传输原理图；其中，1为供电SCADA系统，2为供电SCADA系统的专用图像采集器，3为供电SCADA系统的图像识别子系统，4为供电SCADA系统的数据校验子系统，5为供电SCADA系统解压解密子系统，6为供电SCADA系统的内部数据处理子系统；7为无物理网络连接的数据传输系统，8为牵引供电生产管理信息系统，9为牵引供电生产管理信息系统的专用图像采集器，10为牵引供电生产管理信息系统的图像识别子系统，11为牵引供电生产管理信息系统的数据校验子系统，12为牵引供电生产管理信息系统的解压解密子系统，13为牵引供电生产管理信息系统的内部数据处理子系统。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图5本实施方式的一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法，具体是按照以下步骤制备的：

步骤一、利用供电SCADA终端定时从供电SCADA系统服务器(数据库)中获取的遥测、遥信以及故障跳闸数据；

步骤二、将步骤一中获取的数据进行压缩和加密后转换成特定编码格式存储在供电SCADA终端的硬盘中，将供电SCADA终端硬盘中的特定编码格式转化成特定编码格式文本的方式显示在供电SCADA的终端显示器上，其中，特定编码格式为可打印字符；

对采集到硬盘中的内存中的数据用zip方式压缩并加密，然后使用BASE64编码协议将压缩加密后的数据编码成BASE64文本文件；

步骤三、在供电SCADA终端的硬盘中将步骤二中转化成特定编码格式文本平均分成N块，将第n块数据中的字符显示在供电SCADA的终端显示器上；n＝1,2,3,......N；N为10万～50万；其中字符包括数据块编号、数据块类型、效验数据以及数据体；

把要传输的特定编码格式文本读取到供电SCADA终端的内存中，将特定编码格式文本平均分成N块，，并给每块文本的头部加入唯一的序号、数据块类型和数据效验码

其中，数据块类型分为两种分类1、数据信息，2以及控制信息；供电SCADA的终端显示器上显示的字符文本属于数据信息或控制信息；

步骤四、利用牵引供电生产管理信息系统的终端通过高清摄像头1对步骤三中供电SCADA的终端显示器显示的第n块数据的字符进行拍照；

步骤五、利用牵引供电生产管理信息系统的终端对步骤四中采集到的第n块数据的字符图片进行OCR图像识别，识别图像中的字符；其中，OCR(Optical CharacterRecognition)为光学字符识别技术；i＝1，2，3….n；

步骤六、若采用循环冗余校验算法CRC对步骤五中字符进行数据校验，若数据效验失败即验证步骤五中字符的效验数据与数据体不吻合，表示本次数据传输出现了问题，此时，重复步骤四～五，直至验证步骤五中字符的效验数据与数据体吻合为止，或者连续10～15次传输失败，直接在牵引供电生产管理信息系统中报警，提示用户传输系统出现重大故障，请求人工干预处置；

循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)是一种根据网络数据包或电脑文件等数据产生简短固定位数校验码的一种散列函数，主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误；它是利用除法及余数的原理来作错误侦测的；

若数据效验成功，即验证步骤五中字符的效验数据与及数据体吻合，则进行步骤七；

步骤七、利用牵引供电生产管理信息系统终端显示第n块数据效验成功的字符；

步骤八、利用供电SCADA终端高清摄像头2拍摄牵引供电生产管理信息系统终端显示的第n块数据效验成功的字符界面；利用供电SCADA终端将高清摄像头2采集到的每一帧图片进行OCR图像识别，识别图像中的字符，并将字符进行数据校验；

步骤九、若采用循环冗余校验算法CRC确定步骤八中的字符数据效验成功，当供电SCADA终端发现N块数据块已经全部传输完成，在显示器显示数据块已经传输完成的真实数据，采用高清摄像头1对步骤八中数据校验成功字符的界面进行拍摄；

步骤十、将步骤九中拍摄的每一帧图片进行OCR图像识别，利用文件追加技术FILEAPPEND模式将数据效验成功的字符存入牵引供电生产管理信息系统的终端硬盘存储中；

步骤十一、将第n+1块数据重复步骤三～步骤十一，直至n＝N为止；

步骤十二、将存储在牵引供电生产管理信息系统的终端硬盘中N块数据的效验成功的字符，解压缩、解密成真实数据；

步骤十三、将步骤十二的真实数据通过牵引供电生产管理信息系统的局域网络上传到供电牵引供电生产管理信息系统的终端服务器上，在牵引供电生产管理信息系统确认接收完数据后，通过牵引供电生产管理信息系统的显示器上显示数据传输完毕的控制信息；如果发现数据传输有错误，则在显示器上显示数据重传的控制信息；供电SCADA终端机通过对牵引供电生产管理信息系统屏幕的拍摄，如果得到数据传输完毕的控制信息，结束本次传输，准备下次数据的传输；如果的到数据重传的控制信息，则跳转到步骤三～步骤十重复执行；以上每个步骤都设置有超时时间10～60s，当超过设置时间没有得到反馈消息的时候，系统自动判定出现故障，并报警提示给用户；即完成了一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法。

本实施方式效果：

本实施方式提供一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统安全、可靠、高速、无网络连接的信息交互的方法、专用通讯协议、SCADA前置机、牵引供电生产管理信息系统前置机、专用图像处理设备能彻底解决由于没有物理网络连接，产生的任何的网络安全问题；避免病毒通过移动存储介质从一个系统传播到另外一个系统，本实施方式无需人工手动传输数据，采用全自动的方式实时传输数据；本实施方式不需要安装网闸，简单高效。

本实施方式供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统无物理网络连接数据传输方法，实现供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统无人干预的情况实时数据传输；避免造成使用移动存储介质传输数据造成病毒感染的风险。

本实施方式一种用于无物理网络连接的数据传输协议，能够使得无物理网络连接的数据传输具备自动效验数据，流量控制，自动纠错，确保数据传输正确，高效，实时。

通过本方法传输数据可以有效的保证在供电SCADA系统与牵引供电生产管理信息系统没有物理网络连接的情况下，快速可靠的传输信息，由于整个传输过程没有物理网络连接所以非常的安全，也不需要人工通过移动存储介质传递数据，可以极大的提高工作效率，满足实际业务需求。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四和步骤八所述的高清摄像头1或高清摄像头2是指HD 1080P、HD 960P或HD 720P的摄像头，高清摄像头的硬件传感器像素200万，即1920*1080。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤四中高清摄像头1安装在牵引供电生产管理信息系统的终端。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中识别图像中的字符包含序号、数据块类型、数据块以及数据效验码。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤八中高清摄像头2连接到供电SCADA终端上。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

Claims (5)

1.一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法，其特征在于一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法具体是按照以下步骤进行的：

步骤一、利用供电SCADA终端定时从供电SCADA系统服务器中获取的遥测、遥信以及故障跳闸数据；

步骤二、将步骤一中获取的数据进行压缩和加密后转换成特定编码格式存储在供电SCADA终端的硬盘中，将供电SCADA终端硬盘中的特定编码格式转化成特定编码格式文本的方式显示在供电SCADA的终端显示器上，其中，特定编码格式为可打印字符；

步骤三、在供电SCADA终端的硬盘中将步骤二中转化成特定编码格式文本平均分成N块，将第n块数据中的字符显示在供电SCADA的终端显示器上；n＝1,2,3,......N；N为10万～50万；其中字符包括数据块编号、数据块类型、效验数据以及数据体；

步骤四、利用牵引供电生产管理信息系统的终端通过高清摄像头1对步骤三中供电SCADA的终端显示器显示的第n块数据的字符进行拍照；

步骤五、利用牵引供电生产管理信息系统的终端对步骤四中采集到的第n块数据的字符图片进行OCR图像识别，识别图像中的字符；其中，OCR为光学字符识别技术；i＝1，2，3….n；

步骤六、若采用循环冗余校验算法CRC对步骤五中字符进行数据校验，若数据效验失败即验证步骤五中字符的效验数据与数据体不吻合，重复步骤四～五，直至验证步骤五中字符的效验数据与数据体吻合为止；若数据效验成功，即验证步骤五中字符的效验数据与及数据体吻合，则进行步骤七；

步骤七、利用牵引供电生产管理信息系统终端显示第n块数据效验成功的字符；

步骤八、利用供电SCADA终端高清摄像头2拍摄牵引供电生产管理信息系统终端显示的第n块数据效验成功的字符界面；利用供电SCADA终端将高清摄像头2采集到的每一帧图片进行OCR图像识别，识别图像中的字符，并将字符进行数据校验；

步骤九、若采用循环冗余校验算法CRC确定步骤八中的字符数据效验成功，采用高清摄像头1对步骤八中数据校验成功字符的界面进行拍摄；

步骤十、将步骤九中拍摄的每一帧图片进行OCR图像识别，利用文件追加技术FILEAPPEND模式将数据效验成功的字符存入牵引供电生产管理信息系统的终端硬盘存储中；

步骤十一、将第n+1块数据重复步骤三～步骤十一，直至n＝N为止；

步骤十二、将存储在牵引供电生产管理信息系统的终端硬盘中N块数据的效验成功的字符，解压缩、解密成真实数据；

步骤十三、将步骤十二的真实数据通过牵引供电生产管理信息系统的局域网络上传到供电牵引供电生产管理信息系统的终端服务器上，通过牵引供电生产管理信息系统的显示器上显示数据传输完毕的控制信息；即完成了一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法。

2.根据权利要求1所述一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法，其特征在于：步骤四和步骤八所述的高清摄像头1或高清摄像头2是指HD 1080P、HD 960P或HD 720P的摄像头，高清摄像头的硬件传感器像素200万。

3.根据权利要求1所述一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法，其特征在于：步骤四中高清摄像头1安装在牵引供电生产管理信息系统的终端。

4.根据权利要求1所述一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法，其特征在于：步骤五中识别图像中的字符包含序号、数据块类型、数据块以及数据效验码。

5.根据权利要求1所述一种在供电SCADA与牵引供电生产管理信息系统之间无物理网络连接的数据传输方法，其特征在于：步骤八中高清摄像头2连接到供电SCADA终端上。