CN110113198A - 一种用于变电站的二维码通信方法 - Google Patents

一种用于变电站的二维码通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于变电站的二维码通信方法，包括：(1)开始报警采集任务，进入报警队列，判断报警队列是否为空；(2)判断心跳周期是否到达，若心跳周期到达，则生成心跳二维码字符串，然后生成告警二维码；(3)判断密匙更换周期是否到达，若密匙更换周期到达，则生成密匙二维码字符串并插入报警队列队首，然后返回步骤(1)，否则，生成告警二维码字符串后执行步骤(4)；(4)将生成的二维码字符串转码为UTF‑8格式，再将转码后的信息加密并生成二维码，并将生成的二维码推送至告警显示框进行二维码扫描任务，然后执行步骤(5)；(5)判断是否要结束报警采集任务。与现有技术相比，本发明具有成本低、安全性高等优点。

Description

一种用于变电站的二维码通信方法
技术领域
本发明涉及一种通信方法，尤其是涉及一种用于变电站的二维码通信方法。
背景技术
随着通信技术和网络技术的发展，物联网及Internet技术在电力系统已得到广泛应用，E-mail、web、PC和手机APP的应用也日益普及，但同时病毒和黑客也日益猖獗，对电力监控系统和数据网络系统的安全性、可靠性、实时性构成严重威胁。按照《全国电力二次系统安全防护总体方案》的要求，部署在不同安全区的系统之间需要数据交互时必须采用专用物理隔离装置加以隔离防护。
针对分别处于不同安全区的两个系统之间需要少数据量交互，而且实时性要求不高的情况，使用物理隔离装置就会使整个系统的成本变高，并且物理隔离装置的可靠性和安全性较低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于变电站的二维码通信方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于变电站的二维码通信方法，包括以下步骤：
(1)开始报警采集任务，进入报警队列，判断报警队列是否为空，若报警队列为空，则执行步骤(2)，否则，执行步骤(3)；
(2)判断心跳周期是否到达，若心跳周期到达，则生成心跳二维码字符串，然后生成告警二维码后执行步骤(4)，否则，返回步骤(1)；
(3)判断密匙更换周期是否到达，若密匙更换周期到达，则生成密匙二维码字符串并插入报警队列队首，然后返回步骤(1)，否则，生成告警二维码字符串后执行步骤(4)；
(4)将生成的二维码字符串转码为UTF-8格式，再将转码后的信息加密并生成二维码，并将生成的二维码推送至告警显示框进行二维码扫描任务，然后执行步骤(5)；
(5)判断是否要结束报警采集任务，若是，则结束本轮逻辑，否则，执行步骤(1)。
优选地，所述的步骤(4)中的二维码扫描任务具体为：
(401)开始二维码扫描任务，对扫描到的二维码进行解密，将解密后UTF-8格式的二维码字符串转换成Unicode编码格式，然后执行步骤(402)；
(402)判断二维码的类型，若为心跳二维码，则更新链路工作状态，然后返回步骤(401)，若为密匙二维码，则更新密匙，然后返回步骤(401)，若为告警二维码，则执行步骤(403)；
(403)对告警二维码进行告警信息还原和告警信息显示，然后执行步骤(404)；
(404)判断是否要结束二维码扫描任务，若是，则结束本轮逻辑，否则，返回步骤(401)。
优选地，所述的心跳二维码信息体格式为时间：年(2字节)、月(1字节)、日(1字节)，气象信息：风速(2字节)、雨量(4字节)、温度(2字节)、湿度(2字节)；所述的密匙二维码信息体格式为年(2字节)、月(1字节)、日(1字节)、系统工程号(10字节)；所述的告警二维码信息体格式为报警级别(8字节)、厂站信息(16字节)、报警时间(26字节)、报警点名称(128字节)、时间内容(32字节)。
优选地，所述的报警采集任务和二维码扫描任务分别在辅控系统和变电宝系统中执行。
优选地，所述的变电宝系统通过二维码扫描器循环扫描辅控系统的二维码告警显示框。
优选地，所述的辅控系统二维码告警显示框每隔一个间隔周期刷新下一条告警条目；所述的间隔周期可设为0.1s。
优选地，所述的辅控系统中高级别的告警条目优先插入告警队列。
优选地，所述的辅控系统每隔一个间隔周期自动发送心跳二维码给变电宝系统，用来确认链路正常；所述的间隔周期可设为30s。
优选地，所述的辅控系统和变电宝系统使用动态密匙；所述的辅控系统每个一个间隔周期向变电宝系统发送二维码密匙；所述的间隔周期可设为5min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、成本低：本发明采用无介质通讯途径，较传统加装物理隔离装置简单且廉价。
二、安全性高：在二维码信息中融入加密信息，给传输的通信信息增加安全性，确保信息传输的安全。
附图说明
图1为发明的结构框图
图2为报警采集任务的流程框图
图3为二维码扫描任务的流程框图
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1和图2所示，一种用于变电站的二维码通信方法，包括以下步骤：
(1)开始报警采集任务，进入报警队列，判断报警队列是否为空，若报警队列为空，则执行步骤(2)，否则，执行步骤(3)；
(2)判断心跳周期是否到达，若心跳周期到达，则生成心跳二维码字符串，然后生成告警二维码后执行步骤(4)，执行步骤(4)，否则，执行步骤(1)；
(3)判断密匙更换周期是否到达，若密匙更换周期到达，则生成密匙二维码字符串并插入报警队列队首，然后执行步骤(1)，否则，生成告警二维码字符串后执行步骤(4)；
(4)将生成的二维码字符串转码为UTF-8格式，再将转码后的信息加密并生成二维码，并将生成的二维码推送至告警显示框进行二维码扫描任务，然后执行步骤(5)；
(5)判断是否要结束报警采集任务，若是，则结束本轮逻辑，否则，执行步骤(1)。
如图3所示，所述的步骤(4)中的二维码扫描任务具体为：
(401)开始二维码扫描任务，对扫描到的二维码进行解密，将解密后UTF-8格式的二维码字符串转换成Unicode编码格式，然后执行步骤(402)；
(402)判断二维码的类型，若为心跳二维码，则更新链路工作状态，然后执行步骤(401)，若为密匙二维码，则更新密匙，然后执行步骤(401)，若为告警二维码，则执行步骤(403)；
(403)对告警二维码进行告警信息还原和告警信息显示，然后执行步骤(404)；
(404)判断是否要结束二维码扫描任务，若是，则结束本轮逻辑，否则，执行步骤(401)。
所述的心跳二维码信息体格式为时间：年(2字节)、月(1字节)、日(1字节)，气象信息：风速(2字节)、雨量(4字节)、温度(2字节)、湿度(2字节)；所述的密匙二维码信息体格式为年(2字节)、月(1字节)、日(1字节)、系统工程号(10字节)；所述的告警二维码信息体格式为报警级别(8字节)、厂站信息(16字节)、报警时间(26字节)、报警点名称(128字节)、时间内容(32字节)。
所述的报警采集任务和二维码扫描任务分别在辅控系统和变电宝系统中执行。所述的变电宝系统通过二维码扫描器循环扫描辅控系统的二维码告警显示框。所述的辅控系统二维码告警显示框每隔一个间隔周期刷新下一条告警条目；所述的间隔周期可设为0.1s。所述的辅控系统中高级别的告警条目优先插入告警队列。所述的辅控系统每隔一个间隔周期自动发送心跳二维码给变电宝系统，用来确认链路正常；所述的间隔周期可设为30s。所述的辅控系统和变电宝系统使用动态密匙；所述的辅控系统每个一个间隔周期向变电宝系统发送二维码密匙；所述的间隔周期可设为5min。
本发明利用二维码技术，在严格遵循《全国电力二次系统安全防护总体方案》要求的条件下，突破传统横向通信必须加装专用物理隔离装置的约束，设计一套二维码通信机制，实现分属两个不同安全区系统之间的数据单向传输。
辅监系统部署在安全Ⅲ区，变电宝系统部署在安全区IV，为了将辅监系统的告警信息发送给变电宝系统，并且两者之间不能有任何物理介质的通道，杜绝植入木马/病毒的可能性，确保辅控系统安全，本发明利用二维码技术满足了上述需求。
在本发明的信息交互中，设计心跳、密匙及报警三种类型的二维码报文，同时定义了报警信息显示格式，如表1、表2和表3所示。
表1
表2
表3
本发明的主要创新点如下：
二维码识别技术目前在移动APP中已经得到了广泛的应用，但在工业领域，目前还鲜有应用的案例，尤其在电力系统行业，更是很少会被用到数据通信的一种方式，本发明技术的应用具有开创性的引领作用，其创新性主要体现在以下两个方面：
(1)开创了一种新型的通信方式。这种通信方式既实现了信息的采集和传输，又确保原有系统的安全，对于系统间安全性高的系统来说尤为适合。在电网不同系统间既要安全隔离又要实现相互通信的情况下，基于二维码通信方式开创了一种新的无介质通讯途径，较传统加装物理隔离装置的模式简单且廉价，可以得到较好的效果。
(2)融入加密信息，具有较高的安全性。在二维码信息中可以加入加密信息，给传输的通信信息增加安全性，确保信息传输的安全。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)开始报警采集任务，进入报警队列，判断报警队列是否为空，若报警队列为空，则执行步骤(2)，否则，执行步骤(3)；
(2)判断心跳周期是否到达，若心跳周期到达，则生成心跳二维码字符串，然后生成告警二维码后执行步骤(4)，否则，返回步骤(1)；
(3)判断密匙更换周期是否到达，若密匙更换周期到达，则生成密匙二维码字符串并插入报警队列队首，然后返回步骤(1)，否则，生成告警二维码字符串后执行步骤(4)；
(4)将生成的二维码字符串转码为UTF-8格式，再将转码后的信息加密并生成二维码，并将生成的二维码推送至告警显示框进行二维码扫描任务，然后执行步骤(5)；
(5)判断是否要结束报警采集任务，若是，则结束本轮逻辑，否则，执行步骤(1)。
2.根据权利要求1所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的步骤(4)中的二维码扫描任务具体为：
(401)开始二维码扫描任务，对扫描到的二维码进行解密，将解密后UTF-8格式的二维码字符串转换成Unicode编码格式，然后执行步骤(402)；
(402)判断二维码的类型，若为心跳二维码，则更新链路工作状态，然后返回步骤(401)，若为密匙二维码，则更新密匙，然后返回步骤(401)，若为告警二维码，则执行步骤(403)；
(403)对告警二维码进行告警信息还原和告警信息显示，然后执行步骤(404)；
(404)判断是否要结束二维码扫描任务，若是，则结束本轮逻辑，否则，返回步骤(401)。
3.根据权利要求2所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的心跳二维码信息体格式为时间：年、月、日，气象信息：风速、雨量、温度、湿度；
所述的密匙二维码信息体格式为年、月、日、系统工程号；
所述的告警二维码信息体格式为报警级别、厂站信息、报警时间、报警点名称、时间内容。
4.根据权利要求1所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的报警采集任务和二维码扫描任务分别在辅控系统和变电宝系统中执行。
5.根据权利要求4所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的变电宝系统通过二维码扫描器循环扫描辅控系统的二维码告警显示框。
6.根据权利要求4所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的辅控系统二维码告警显示框每隔一个间隔周期刷新下一条告警条目；所述的间隔周期可设为0.1s。
7.根据权利要求4所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的辅控系统中高级别的告警条目优先插入告警队列。
8.根据权利要求4所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的辅控系统每隔一个间隔周期自动发送心跳二维码给变电宝系统，用来确认链路正常；所述的间隔周期可设为30s。
9.根据权利要求4所述的一种用于变电站的二维码通信方法，其特征在于，所述的辅控系统和变电宝系统使用动态密匙；所述的辅控系统每个一个间隔周期向变电宝系统发送二维码密匙；所述的间隔周期可设为5min。
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