CN110958247B - 一种网关设备数据传输系统及数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种网关设备数据传输系统及数据传输方法，包括数据接收设备和网关设备，所述网关设备包括第一数据储存模块、第一控制模块、连接端口和光信号接收单元，所述数据接收设备通过连接端口与网关设备连接，数据接收设备包括第二数据储存模块、第二控制模块、信号提示单元和光信号发射单元，所述光信号发射单元用于发出预定序列、预定图案的光信号信息。本发明通过密钥进行一次验证，利用预定序列、预定图案的光信号进行二次验证，提高网关设备和数据接收设备之间数据传输连接的安全性，防止外部设备随意读取网关数据的问题发生，有效提高网关设备的数据安全性。

Description

一种网关设备数据传输系统及数据传输方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种网关设备数据传输系统及数据传输方法。

背景技术

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。传输网关用于在2个网络间建立传输连接。利用传输网关，不同网络上的主机间可以建立起跨越多个网络的、级联的、点对点的传输连接。例如通常使用的路由器就是传输网关，“网关”的作用体现在连接两个不同的网段，或者是两个不同的路由协议之间的连接，如RIP，EIGRP，OSPF，BGP等。

数据安全，国际标准化组织(ISO)对计算机系统安全的定义是：为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。由此计算机网络的安全可以理解为：通过采用各种技术和管理措施，使网络系统正常运行，从而确保网络数据的可用性、完整性和保密性。所以，建立网络安全保护措施的目的是确保经过网络传输和交换的数据不会发生增加、修改、丢失和泄露等。网关设备作为数据传输的重要节点，其肩负的数据安全责任不可忽视，而现有的网关设备中，如中国专利公开号CN206728043U公开的一种智能网关系统，包括以太网交换处理器和光信号收发处理器，还包括用户线接口电路、数字信号处理器、无线收发器和主控器，所述主控器分别与无线收发器、光信号收发处理器以及数字信号处理器连接，数字信号处理器与用户线接口电路连接，以太网交换处理器分别与光信号收发处理器和数字信号处理器连接，该网关系统可以通过无线收发器连接无线网络，实现无线接入的功能，但是该网关系统缺少安全连接验证模块，导致其信息数据极易被泄露。

为此，本发明提供一种使用便捷，安全性高的网关设备数据传输系统及数据传输方法

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种网关设备数据传输系统及数据传输方法，通过密钥进行一次验证，利用预定序列、预定图案的光信号进行二次验证，提高网关设备和数据接收设备之间数据传输连接的安全性，防止外部设备随意读取网关数据的问题发生，有效提高网关设备的数据安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种网关设备数据传输系统，包括数据接收设备和网关设备，所述网关设备包括第一数据储存模块、第一控制模块、连接端口和光信号接收单元，第一控制模块分别与第一数据储存模块、连接端口、光信号接收单元连接，所述数据接收设备通过连接端口与网关设备连接，数据接收设备包括第二数据储存模块、第二控制模块、信号提示单元和光信号发射单元，所述第二控制模块分别与第二数据储存模块、信号提示单元、光信号发射单元连接，所述光信号发射单元用于发出预定序列、预定图案的光信号信息，所述光信号接收单元用于接收光信号发射单元发出的光信号信息。

进一步地，所述数据接收设备还包括人机交互模块，所述人机交互模块与第二控制模块连接，用于输入操控指令。在实际使用过程中，需要将网关设备内的信息数据传输至指定的数据接收设备时，将数据接收设备通过连接端口与网关设备连接，然后通过人机交互模块输入密钥，网关设备接收密钥信息并对其进行验证，验证通过后，向数据接收设备发出验证通过指令，然后数据接收设备在接收到验证通过指令后，控制光信号发射单元向光信号接收单元发出预定序列、预定图案的光信号信息，网关设备对接收到的光信号信息进行验证，验证通过后，网关设备才将第一数据储存模块储存的信息数据传输给数据接收设备第二数据储存模块。

进一步地，所述网关设备包括第一壳体，所述第一数据储存模块、第一控制模块分别设置在第一壳体内，所述连接端口设置在第一壳体的侧壁上，所述光信号接收单元设置在连接端口内。

进一步地，所述数据接收设备包括第二壳体，所述第二数据储存模块、第二控制模块设置在第二壳体内，所述第二壳体的侧壁上设置有与连接端口相匹配的插接端口，所述光信号发射单元设置在插接端口内，所述信号提示单元设置在第二壳体上。通过在第一壳体的侧壁上设置连接端口，在第二壳体的侧壁上设置插接端口，通过连接端口与插接端口的配合，实现数据接收设备与网关设备连接，同时，在数据接收设备通过连接端口与网关设备连接时，设置在插接端口内光信号发射单元刚好与设置在连接端口内的光信号接收单元对应，使得光信号接收单元能够精准接收光信号发射单元发出的光信号信息。

进一步地，所述光信号发射单元包括多个光信号发射源，所述光信号发射源环绕插接端口的中心设置；所述光信号接收单元包括多个设置在连接端口内的光信号接收端，所述光信号接收端与光信号发射源一一对应设置。通过将光信号接收端与光信号发射源一一对应设置，使得一个光信号接收端只接收一个光信号发射源发出的光信号，提高在进行光信号验证时的精确性。

进一步地，所述连接端口内设置有定位槽，所述插接端口内设置有与定位槽相匹配的定位杆。在数据接收设备通过连接端口与插接端口的配合，实现与网关设备连接时，利用定位槽和定位杆的配合，在定位杆插入定位槽内时，连接端口与插接端口稳定配合，且光信号接收端正好与光信号发射源一一对应设置，然后光信号发射源按照预定序列逐个发出光信号，发出的光信号最终拼成预定图案，而对应的光信号接收端逐个依次接收光信号，然后网关设备对接收到的光信号信息按照预定序列、预定图案进行验证，验证通过后，网关设备内第一数据储存模块储存的信息数据才传输给数据接收设备第二数据储存模块。

进一步地，所述光信号发射单元包括五个光信号发射源，具体为依次环绕插接端口中心设置的第一光信号发射源、第二光信号发射源、第三光信号发射源、第四光信号发射源和第五光信号发射源，所述光信号接收单元包括五个设置在连接端口内的光信号接收端，具体为第一光信号接收端、第二光信号接收端、第三光信号接收端、第四光信号接收端和第五光信号接收端，在进行光信号验证时，光信号发射源发出光信号的次序为第一光信号发射源、第三光信号发射源、第五光信号发射源、第二光信号发射源、第四光信号发射源、第一光信号发射源，发出的光信号按发出光信号的次序依次相连，最终拼成五角星图案，光信号接收端接收对应的光信号发射源发出的光信号信息，网关设备对接收到的光信号信息按照接收次序进行序列验证，同时按照接收光信号的次序依次相连，最终拼成图案，对拼成的图案信息进行验证，序列和图案都验证通过后，网关设备才将第一数据储存模块储存的信息数据传输给数据接收设备第二数据储存模块。

进一步地，所述信号提示单元为信号提示灯。

进一步地，在故障状态下，所述信号提示单元发出第一颜色光信号，在正常状态下，信号提示单元发出第二颜色光信号。数据接收设备通过连接端口与网关设备正常连接时，信号提示单元发出第二颜色光信号，在数据接收设备在接收到验证通过指令时，信号提示单元发出第二颜色光信号，在网关设备将第一数据储存模块储存的信息数据传输给数据接收设备第二数据储存模块时，信号提示单元发出第二颜色光信号。

进一步地，所述信号提示单元发出第一颜色光信号具体为持续闪烁的第一颜色光信号，信号提示单元发出第二颜色光信号具体为长亮预定时间的第二颜色光信号。

进一步地，所述信号提示单元发出第一颜色光信号的闪烁频率为0.5～5次/秒；所述信号提示单元长亮第二颜色光信号的时间为3～6秒。

一种网关设备数据传输方法，包括以下步骤，

步骤S1，将数据接收设备与网关设备进行电连接，网关设备或数据接收设备对电连接进行确认，确认连接正常后，发出提示信息；

步骤S2，数据接收设备通过输入密钥向网关设备发出数据传输请求，网关设备对密钥进行验证后，向数据接收设备发出密钥确认指令；

步骤S3，数据接收设备在收到密钥确认指令后，数据接收设备向网关设备发出预定序列、预定图案的光信号信息，网关设备对光信号信息进行验证，验证通过后，网关设备将数据传输给数据接收设备。

进一步地，通过信号提示单元发出提示信息，在故障状态下，信号提示单元发出第一颜色光信号，在正常状态下，信号提示单元发出第二颜色光信号。

进一步地，所述数据传输方法基于上述网关设备数据传输系统来实现。

进一步地，数据接收设备包括五个光信号发射源，具体为依次环绕的第一光信号发射源、第二光信号发射源、第三光信号发射源、第四光信号发射源和第五光信号发射源，网关设备包括五个与光信号发射源一一对应设置的光信号接收端，在步骤S3中，所述预定序列为第一光信号发射源、第三光信号发射源、第五光信号发射源、第二光信号发射源、第四光信号发射源、第一光信号发射源依次发出光信号，所述预定图案为光信号发射源按预定序列依次发出的光信号依次相连，最终拼成五角星图案。

本发明的有益效果是：本发明网关设备数据传输系统及数据传输方法，通过密钥进行一次验证，利用预定序列、预定图案的光信号进行二次验证，提高网关设备和数据接收设备之间数据传输连接的安全性，防止外部设备随意读取网关数据的问题发生，有效提高网关设备的数据安全性。

附图说明

图1为本发明网关设备数据传输系统的结构示意图；

图2为本发明网关设备的结构示意图；

图3为本发明数据接收设备的结构示意图；

图4为本发明网关设备数据传输方法的流程图；

图中，1-网关设备，2-数据接收设备，3-连接端口，4-插接端口，5-光信号发射源，6-光信号接收端，7-定位槽，8-定位杆，9-人机交互模块。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～图3所示，一种网关设备数据传输系统，包括数据接收设备2和网关设备1，所述网关设备1包括第一数据储存模块、第一控制模块、连接端口3和光信号接收单元，第一控制模块分别与第一数据储存模块、连接端口3、光信号接收单元连接，所述数据接收设备2通过连接端口3与网关设备1连接，数据接收设备2包括第二数据储存模块、第二控制模块、信号提示单元和光信号发射单元，所述第二控制模块分别与第二数据储存模块、信号提示单元、光信号发射单元连接，所述光信号发射单元用于发出预定序列、预定图案的光信号信息，所述光信号接收单元用于接收光信号发射单元发出的光信号信息。

具体地，所述数据接收设备2还包括人机交互模块9，所述人机交互模块9与第二控制模块连接，用于输入操控指令。在实际使用过程中，需要将网关设备1内的信息数据传输至指定的数据接收设备2时，将数据接收设备2通过连接端口3与网关设备1连接，然后通过人机交互模块9输入密钥，网关设备1接收密钥信息并对其进行验证，验证通过后，向数据接收设备2发出验证通过指令，然后数据接收设备2在接收到验证通过指令后，控制光信号发射单元向光信号接收单元发出预定序列、预定图案的光信号信息，网关设备1对接收到的光信号信息进行验证，验证通过后，网关设备1才将第一数据储存模块储存的信息数据传输给数据接收设备第二数据储存模块。

具体地，所述网关设备1包括第一壳体，所述第一数据储存模块、第一控制模块分别设置在第一壳体内，所述连接端口3设置在第一壳体的侧壁上，所述光信号接收单元设置在连接端口3内。

具体地，所述数据接收设备2包括第二壳体，所述第二数据储存模块、第二控制模块设置在第二壳体内，所述第二壳体的侧壁上设置有与连接端口3相匹配的插接端口4，所述光信号发射单元设置在插接端口4内，所述信号提示单元设置在第二壳体上。通过在第一壳体的侧壁上设置连接端口3，在第二壳体的侧壁上设置插接端口4，通过连接端口3与插接端口4的配合，实现数据接收设备2与网关设备1连接，同时，在数据接收设备2通过连接端口3与网关设备1连接时，设置在插接端口4内光信号发射单元刚好与设置在连接端口3内的光信号接收单元对应，使得光信号接收单元能够精准接收光信号发射单元发出的光信号信息。

具体地，所述光信号发射单元包括多个光信号发射源5，所述光信号发射源5环绕插接端口4的中心设置；所述光信号接收单元包括多个设置在连接端口内的光信号接收端6，所述光信号接收端6与光信号发射源5一一对应设置。通过将光信号接收端6与光信号发射源5一一对应设置，使得一个光信号接收端6只接收一个光信号发射源5发出的光信号，提高在进行光信号验证时的精确性。

具体地，所述连接端口3内设置有定位槽7，所述插接端口4内设置有与定位槽7相匹配的定位杆8。在数据接收设备2通过连接端口3与插接端口4的配合，实现与网关设备1连接时，利用定位槽7和定位杆8的配合，在定位杆8插入定位槽7内时，连接端口3与插接端口4稳定配合，且光信号接收端6正好与光信号发射源5一一对应设置，然后光信号发射源5按照预定序列逐个发出光信号，发出的光信号的连线最终拼成预定图案，而对应的光信号接收端6逐个依次接收光信号，然后网关设备1对接收到的光信号信息按照预定序列、预定图案进行验证，验证通过后，网关设备1内第一数据储存模块储存的信息数据才传输给数据接收设备2第二数据储存模块。

具体地，所述光信号发射单元包括五个光信号发射源5，具体为依次环绕插接端口4中心设置的第一光信号发射源、第二光信号发射源、第三光信号发射源、第四光信号发射源和第五光信号发射源，所述光信号接收单元包括五个设置在连接端口3内的光信号接收端6，具体为第一光信号接收端、第二光信号接收端、第三光信号接收端、第四光信号接收端和第五光信号接收端，在进行光信号验证时，光信号发射源5发出光信号的次序为第一光信号发射源、第三光信号发射源、第五光信号发射源、第二光信号发射源、第四光信号发射源、第一光信号发射源，发出的光信号按发出光信号的次序依次相连，最终拼成五角星图案，光信号接收端6接收对应的光信号发射源5发出的光信号信息，网关设备1对接收到的光信号信息按照接收次序进行序列验证，同时按照接收光信号的次序依次相连，最终拼成图案，对拼成的图案信息进行验证，序列和图案都验证通过后，网关设备1才将第一数据储存模块储存的信息数据传输给数据接收设备2第二数据储存模块。

具体地，所述信号提示单元为信号提示灯。

具体地，在故障状态下，所述信号提示单元发出第一颜色光信号，在正常状态下，信号提示单元发出第二颜色光信号。数据接收设备2通过连接端口3与网关设备1正常连接时，信号提示单元发出第二颜色光信号，在数据接收设备2在接收到验证通过指令时，信号提示单元发出第二颜色光信号，在网关设备1将第一数据储存模块储存的信息数据传输给数据接收设备2第二数据储存模块时，信号提示单元发出第二颜色光信号。

具体地，所述信号提示单元发出第一颜色光信号具体为持续闪烁的第一颜色光信号，信号提示单元发出第二颜色光信号具体为长亮预定时间的第二颜色光信号。

具体地，所述信号提示单元发出第一颜色光信号的闪烁频率为0.5～5次/秒；所述信号提示单元长亮第二颜色光信号的时间为3～6秒。

一种网关设备数据传输方法，包括以下步骤，

步骤S1，将数据接收设备2与网关设备1进行电连接，网关设备1或数据接收设备2对电连接进行确认，确认连接正常后，发出提示信息；

步骤S2，数据接收设备2通过输入密钥向网关设备1发出数据传输请求，网关设备1对密钥进行验证后，向数据接收设备2发出密钥确认指令；

步骤S3，数据接收设备2在收到密钥确认指令后，数据接收设备2向网关设备1发出预定序列、预定图案的光信号信息，网关设备1对光信号信息进行验证，验证通过后，网关设备1将数据传输给数据接收设备。

具体地，通过信号提示单元发出提示信息，在故障状态下，信号提示单元发出第一颜色光信号，在正常状态下，信号提示单元发出第二颜色光信号。

具体地，所述数据传输方法基于上述网关设备数据传输系统来实现。

具体地，数据接收设备2包括五个光信号发射源5，具体为依次环绕的第一光信号发射源、第二光信号发射源、第三光信号发射源、第四光信号发射源和第五光信号发射源，网关设备1包括五个与光信号发射源5一一对应设置的光信号接收端6，在步骤S3中，所述预定序列为第一光信号发射源、第三光信号发射源、第五光信号发射源、第二光信号发射源、第四光信号发射源、第一光信号发射源依次发出光信号，所述预定图案为光信号发射源5按预定序列依次发出的光信号依次相连，最终拼成五角星图案。

使用时，在需要将数据接收设备2和网关设备1之间进行数据传输时，通过在第一壳体的侧壁上设置连接端口3，以及在第二壳体的侧壁上设置插接端口4，利用连接端口3与插接端口4的配合，实现数据接收设备2与网关设备1连接，连接成功后，信号提示单元发出第二颜色光信号，随后通过数据接收设备2输入密钥，向网关设备1发出数据传输请求，网关设备1对密钥进行验证，验证通过后，向数据接收设备2发出密钥确认指令，数据接收设备2在收到密钥确认指令后，信号提示单元发出第二颜色光信号，同时控制光信号发射单元的光信号发射源5按照第一光信号发射源、第三光信号发射源、第五光信号发射源、第二光信号发射源、第四光信号发射源、第一光信号发射源的次序依次发出光信号，网关设备1通过光信号接收端6接收对应的光信号发射源5发出的光信号信息，并对接收到的光信号信息按照接收次序进行序列验证，同时按照接收光信号的次序将光信号接收端6依次相连拼图，并对拼成的图案信息进行验证，序列和图案都验证通过后，网关设备1和数据接收设备2之间即可进行数据传输，有效提高网关设备的数据安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种网关设备数据传输系统，其特征在于，包括数据接收设备和网关设备，所述网关设备包括第一数据储存模块、第一控制模块、连接端口和光信号接收单元，第一控制模块与第一数据储存模块、连接端口和光信号接收单元连接，所述数据接收设备通过连接端口与网关设备连接，数据接收设备包括第二数据储存模块、第二控制模块、信号提示单元和光信号发射单元，所述第二控制模块与第二数据储存模块、信号提示单元、光信号发射单元连接，所述光信号发射单元用于发出预定序列、预定图案的光信号信息，所述光信号接收单元用于接收光信号发射单元发出的光信号信息；

所述数据接收设备还包括人机交互模块，所述人机交互模块与第二控制模块连接，用于输入操控指令；

所述网关设备包括第一壳体，所述第一数据储存模块、第一控制模块分别设置在第一壳体内，所述连接端口设置在第一壳体的侧壁上，所述光信号接收单元设置在连接端口内；

所述数据接收设备还包括第二壳体，所述第二数据储存模块、第二控制模块设置在第二壳体内，所述第二壳体的侧壁上设置有与连接端口相匹配的插接端口，所述光信号发射单元设置在插接端口内，所述信号提示单元设置在第二壳体上；

所述光信号发射单元包括多个光信号发射源，所述光信号发射源环绕插接端口的中心设置；所述光信号接收单元包括多个设置在连接端口内的光信号接收端，所述光信号接收端与光信号发射源一一对应设置；

所述连接端口内设置有定位槽，所述插接端口内设置有与定位槽相匹配的定位杆；

将数据接收设备与网关设备进行电连接，网关设备或数据接收设备对电连接进行确认，确认连接正常后，发出提示信息；

数据接收设备通过输入密钥向网关设备发出数据传输请求，网关设备对密钥进行验证后，向数据接收设备发出密钥确认指令；

数据接收设备在收到密钥确认指令后，数据接收设备向网关设备发出预定序列、预定图案的光信号信息，网关设备对光信号信息进行验证，验证通过后，网关设备将数据传输给数据接收设备。

2.根据权利要求1所述的一种网关设备数据传输系统，其特征在于，所述信号提示单元为信号提示灯。

3.根据权利要求2所述的一种网关设备数据传输系统，其特征在于，在故障状态下，所述信号提示单元发出第一颜色光信号，在正常状态下，信号提示单元发出第二颜色光信号。

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