CN110719268A - 一种厂站设备调试专用安全防护装置 - Google Patents

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张立卓
王冲
吕高科
张明智
齐洁莹
王抒阅
高常德
张悦
崔岩
王以泽
于华
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Zaozhuang Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Zaozhuang Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本公开公开了一种厂站设备调试专用安全防护装置，包括中央处理器、嵌入式控制器、RAM存储器和显示模块；所述中央处理器通过通讯接口与嵌入式控制器连接，显示模块和RAM存储器与中央处理器连接；所述嵌入式控制器通过通讯接口接入到中央处理器中，测试网口连接嵌入式控制器，所述嵌入式控制器通过测试网口接入到待测调度数据网中。采用单片机代替了原来的笔记本网络测试过程，由于单片机无操作系统，从硬件上杜绝了网络安全隐患，解决网络通讯测试和安全的问题，且本装置构造简单，成本低，便于现场携带和推广应用。

Description

一种厂站设备调试专用安全防护装置
技术领域
本公开涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种厂站设备调试专用安全防护装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
现代电力系统生产运行高度依赖于计算机、通信和控制技术，电力系统自动化、微机继电保护、电力通信网络等电力二次系统，站内生产控制大区内的自动化设备的业务数据经过纵向加密认证网关后通过调度数据网送至各级调度主站，然而自动化设备在调试过和故障排查过程中往往需要先测试调度数据网是否通畅，现有的技术方案是将笔记本电脑的IP地址配置成被调试设备的IP地址，将笔记本电脑接入调度数据网，进行网络测试，从而排查厂站内自动化设备本身是否存在故障；
但是在现有的网络测试方法中，不受控制的笔记本直接接入生产控制大区，有可能存在将笔记本电脑中的病毒、木马等带来网络攻击的问题，对网络安全带来巨大挑战。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种厂站设备调试专用安全防护装置，采用单片机代替了原来的笔记本网络测试过程，由于单片机无操作系统，从硬件上杜绝了网络安全隐患，解决网络通讯测试和安全的问题，且本装置构造简单，成本低，便于现场携带和推广应用。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开提供一种厂站设备调试专用安全防护装置，包括中央处理器、嵌入式控制器、RAM存储器和显示模块；
所述中央处理器通过通讯接口与嵌入式控制器连接，显示模块和RAM存储器与中央处理器连接；
所述嵌入式控制器通过通讯接口接入到中央处理器中，测试网口连接嵌入式控制器，所述嵌入式控制器通过测试网口接入到待测调度数据网中。
作为可能的一些实现方式，所述中央处理器接收网络测试的测试数据，将其封装为网络测试数据包并存入RAM存储器中。
作为可能的一些实现方式，所述中央处理器将网络测试数据发送到嵌入式控制器，并通过嵌入式控制器对测试网口的控制发送到待测调度数据网中。
作为可能的一些实现方式，所述嵌入式控制器将网络测试后的数据发送至中央处理器中，中央处理器对其进行解析，发送到显示模块进行显示。
作为可能的一些实现方式，所述显示模块还包括指示灯，中央处理器将网络测试后的数据进行解析，将测试结果进行显示，并控制闪烁相应的指示灯。
一种基于所述装置的测试方法，包括：
初始化测试程序以及测试参数；
获取测试数据，封装为网络测试数据包存入中央处理器中；
对测试数据进行显示；
启动网络测试，发送测试数据包，对测试命令以及测试包进行数据解析；
检测到终止命令，停止发送测试数据包；
指示灯显示当前测试状态，维护测试状态以及各个灯的显示状态，完成测试。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开使用了高性能单片机，使用了便携式的设计，无操作系统，从硬件上杜绝了网络安全隐患，简单实用，电池工作时间长达20小时以上；
本公开使用工业级稳定可靠的184*64液晶，可以解决操作人员和网络测试仪工具之间的人机交互；
本公开装置设定状态和测试状态严格区分，使用工作人员易学易用，并且可以配置不同的服务器和测试参数，满足不同的用户场景需求；
本公开网络测试仪本公开系统设计具有网络路由自动校正和分析功能，可以分析发送数据包，接收数据包，计算返回时间和路由次数等功能；
本公开采用单片机代替了原来的笔记本网络测试过程，由于单片机无操作系统，从硬件上杜绝了网络安全隐患，解决网络通讯测试和安全的问题，且本装置构造简单，成本低，便于现场携带和推广应用。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开一种厂站设备调试专用安全防护装置结构示意图；
图2为本公开的一种厂站设备调试专用安全防护装置；
图3本公开一种厂站设备调试专用安全防护装置的测试流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
如图1所示，本公开提供一种厂站设备调试专用安全防护装置，包括中央处理器、嵌入式控制器、RAM存储器和显示模块；
所述中央处理器通过通讯接口与嵌入式控制器连接，显示模块和RAM存储器与中央处理器连接；
所述中央处理器接收网络测试的测试数据，将其封装为网络测试数据包并存入RAM存储器中；
所述中央处理器用于进行网络测试数据包的解析、发送以及网络测试命令的通讯测试。
在本实施例中，所述中央处理器采用采用MCU处理器，型号为stmf103rctx的主控MCU芯片，用于完成本装置软件的编程，实现网络测试命令的通讯测试程序实现，完成对于人机界面展示和键盘录入，网络通讯芯片的网络测试与控制。同时stm32f103rctx内部有20k的内部RAM存储器。
在本实施例中，中央处理器使用网络传输层协议，完成ping命令发送和数据包的解析，计算该次网络测试中网络数据信息；
OSI参考模型中由下往上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层，网络测试在TCP/IP的传输层中进行，可以完成屏蔽掉会话层以上的数据，不影响任何应用层的数据传输。
Ping命令属于通信协议，是TCP/IP协议的一部分，利用ping命令可以检查网络是否连通，进行网络测试，判定网络故障。
所述中央处理器还用于时钟计算，接收对时命令，使用中央处理器的内部时钟计算时间，同时可以接收外部对时功能，保证计算数据的精确度。
所述嵌入式控制器通过通讯接口接入到中央处理器中，测试网口连接嵌入式控制器，所述嵌入式控制器通过测试网口接入到待测调度数据网中；
所述中央处理器将网络测试数据发送到嵌入式控制器，并通过嵌入式控制器对测试网口的控制发送到待测调度数据网中；
所述嵌入式控制器将网络测试后的数据发送至中央处理器中，中央处理器对其进行解析，发送到显示模块进行显示。
所述嵌入式控制器采用w5100s的控制芯片，Stm32f103rctx芯片具有和w5100s通讯的通讯接口；
所述测试网口采用RJ45网络接口；所述嵌入式控制器用于通过测试网口控制网络测试数据的收发；
在本实施例中，W5100s芯片对RJ45网络接口数据收发进行控制，通过针对链路层的数据控制完成tcp/ip协议层的数据收发控制。
所述显示模块用于接收网络测试的测试数据并发送至中央处理器存储；
所述显示模块还包括按键，用于对测试数据进行配置和修改；
所述显示模块还包括LED显示屏，用于完成对输入测试数据的显示、网络测试结果的显示以及人机交互功能。
所述显示模块还包括指示灯，用于显示待测调度数据网的通讯状态，包括电源灯、工作灯、发送灯、接收灯、测试灯、通讯灯以及电池灯等；
中央处理器将网络测试后的数据进行解析，将测试结果进行显示，并控制闪烁相应的指示灯，
例如，在本装置处于工作状态时，工作灯闪烁；在配置测试数据时，发送灯闪烁；在测试阶段，测试灯闪烁。
本公开装置还包括电源模块，通过充电口接入外部电源，为本装置供电；
在本实施例中，本公开装置为手持的测试工具，尺寸100*80*40以内的一个单片机装置，包括一块4寸液晶屏，使用标准的安卓手机充电口充电，内置电池容量2000mah。
本公开装置可以输入指定的ip地址，然后测试网络的通讯状态，例如ping172.18.0.12，给出电源灯，工作灯，测试灯，通讯灯等的指示状态，液晶屏可以显示测试的ip地址和网络报文收发状态。
实施例2
本实施例提供一种厂站设备调试专用安全防护装置测试方法，包括：
(1)初始化测试程序以及测试参数；获取初始化数据，包括默认ping的ip地址、子网掩码和网关，默认发送ping包为10包；检查键盘与液晶显示屏是否正常；
(2)获取测试数据，封装为网络测试数据包存入中央处理器中；
获取键盘指令，输入测试数据，包括测试的ip地址、子网掩码、网关、DNS以及发送包数，写入参数中；
(3)对测试数据进行显示；界面显示测试的ip地址以及发送包数，如ip地址：172.18.0.12，发送包数：10；
(4)启动网络测试，发送测试包，对测试命令以及测试包进行数据解析；
(5)检测到终止命令，停止发送测试包。
(6)指示灯显示当前测试状态，维护测试状态以及各个灯的显示状态，完成测试。
该方法还包括，循环发送测试数据包，计算发送数据包数以及接收的数据包数，计算数据丢失时间，显示测试结果，完成网络测试。
实施例3
本实施例提供一种厂站设备调试专用安全防护装置的使用方法，包括：
将网线头插入到该装置的测试网口中；
配置目标的测试ip地址，使用左右键移动光标，使用上下键修改ip地址；
使用确认键开始测试，使用esc取消键，终止测试，同时在显示屏上的电源灯，工作灯，通讯灯，测试灯等指示当前状态。
以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征在于，包括中央处理器、嵌入式控制器、RAM存储器和显示模块；
所述中央处理器通过通讯接口与嵌入式控制器连接，显示模块和RAM存储器与中央处理器连接；
所述嵌入式控制器通过通讯接口接入到中央处理器中，测试网口连接嵌入式控制器，所述嵌入式控制器通过测试网口接入到待测调度数据网中。
2.如权利要求1所述的一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征是，
所述中央处理器接收网络测试的测试数据，将其封装为网络测试数据包并存入RAM存储器中。
3.如权利要求1所述的一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征是，
所述中央理器用于进行网络测试数据包的解析、发送以及网络测试命令的通讯测试。
4.如权利要求1所述的一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征是，
所述中央处理器将网络测试数据发送到嵌入式控制器，并通过嵌入式控制器对测试网口的控制发送到待测调度数据网中。
5.如权利要求1所述的一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征是，
所述嵌入式控制器将网络测试后的数据发送至中央处理器中，中央处理器对其进行解析，发送到显示模块进行显示。
6.如权利要求1所述的一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征是，
所述显示模块用于接收网络测试的测试数据并发送至中央处理器存储。
7.如权利要求1所述的一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征是，
所述显示模块还包括LED显示屏，用于完成对输入测试数据的显示、网络测试结果的显示以及人机交互功能。
8.如权利要求1所述的一种厂站设备调试专用安全防护装置，其特征是，
所述显示模块还包括指示灯，中央处理器将网络测试后的数据进行解析，将测试结果进行显示，并控制闪烁相应的指示灯。
9.一种基于权利要求1所述装置的测试方法，其特征是，包括，
初始化测试程序以及测试参数；
获取测试数据，封装为网络测试数据包存入中央处理器中；
对测试数据进行显示；
启动网络测试，发送测试数据包，对测试命令以及测试包进行数据解析；
检测到终止命令，停止发送测试数据包；
指示灯显示当前测试状态，维护测试状态以及各个灯的显示状态，完成测试。
10.如权利要求9所述的测试方法，其特征是，
该方法还包括，循环发送测试数据包，计算发送数据包数以及接收的数据包数，计算数据丢失时间，显示测试结果，完成网络测试。
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