CN111836259A - 一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于物联网控制技术领域，且公开了一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，方法包括以下具体步骤：步骤S01，应用端触发：当一台机电设备需要进行操作时，用户在应用端点击生成动态密码，则调用云端数据；步骤S02，云端生成随机动态密码：云端通过密码生成算法，生成一个随机的4位数密码；本发明通过动态码的设置，针对机电设备，在现场无线信号不稳定的情况下，实现动态密码机制的有效性；另外通过该动态密码的实现方法，防止机电设备被恶意操控、提升设备运行质量以及保证机电设备安全。
Description
技术领域
本发明属于物联网控制技术领域，具体涉及一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法。
背景技术
机电设备广泛存在于工厂车间中，有的自身设备价值极高或影响直接生产，所以设备若控制不当，将带来的非常大损失。例如：设备损坏、生产停产、生产出残次品等诸多不利损失。一般厂家都会设置一个通用的出厂密码，但该密码为一个常量的静态密码，所以极其不安全。我们通过多项组合技术:物联网、云计算技术、无线通信、工业通讯来实现动态密码，以保证密码的安全性。但机电设备所在工业现场，经常会碰到现场无线信号不稳定（例如电磁干扰、基站信号弱），密码无法下达到设备控制器的情况。
发明内容
本发明的目的在于针对机电设备所在的工业现场，无线信号不稳定的情况下，实现动态码控制的技术问题；从而提供了一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，该方法包括以下具体步骤：
步骤S01，应用端触发：当一台机电设备需要进行操作时，用户在应用端点击生成动态密码，则调用云端数据；
步骤S02，云端生成随机动态密码：云端通过密码生成算法，生成一个随机的4位数密码；
步骤S03，云端下达密码给物联模组：云端通过MQTT或HTTP将4位数密码下达给物联模组，物联模组通过无线信号接收；接收到后，物联模组再通过工业通讯写入设备控制器；
步骤S04，云端判断是否下达成功：由于现场信号不稳定，可能导致物联模组无法接收指令；所以执行完写入指令后，对设备控制器的数据进行查询上报；云端对密码进行判断，若密码与之前写入的密码一致，则说明密码写入成功；
步骤S05，密码下达的重试机制：由于信号不稳定，若上报密码与云端密码对比，如不一致或是为空时，则云端再次生成随机密码并下达；并循环执行步骤S02至步骤S04；
步骤S06，信号不稳定，指令下达失败后的处理：在执行步骤S05密码下达的重试机制连续失败三次或三次以上时，则利用云端与控制器约定好的自定义密码生成算法进行检验，从而使密码下达成功。
优选的，所述步骤S06中的自定义密码生成算法为设备控制器和云端事先约定的，基于模组序列号或某个唯一标识，采用的一种密码生成算法。
优选的，所述自定义密码生成算法包括：
步骤S061：从设备控制器中获取模组序列号；
步骤S062：将模组序列号加上固定或动态的9位数；
步骤S063：取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数。
优选的，所述动态密码实现方法还包括步骤S07，密码校验：在控制器上输入密码，控制器校验该密码的合法性。
优选的，在所述步骤S07中密码校验的逻辑如下：
步骤S071，云端序列号非空，密码有效标识为1的情况时，则代表随机密码下达成功，控制器对用户输入的随机密码和控制器接收到的密码是否一致。
步骤S072，云端序列号非空，密码有效标识为0的情况，则代表随机密码未下达成功；这时控制器对用户输入的密码，按步骤6约定的自定义密码算法，对密码的合法性进行校验；
步骤S072，如果校验通过则进入系统，否则弹出错误提示。
优选的，在步骤S03中，还包括控制器自动检查更新密码有效性，密码超过设定时间后将设置为无效，直到有新密码下达后，又重新开始计时；
其中控制器内部会有密码的有效标识，每个密码过几分钟后，控制器会自动将密码有效标识设置为失效。
优选的，所述应用端设为智能端APP或PC，所述云端数据设为云服务器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明通过动态码的设置，可以针对机电设备，在现场无线信号不稳定的情况下，实现动态密码机制的有效性；另外通过该动态密码的实现方法，具有防止机电设备被恶意操控、提升设备运行质量以及保证机电设备安全等突出的实质性特点和显著技术进步。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的启用动态码的流程图。
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。
请参阅图1所示，本发明提供一种技术方案：一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，该方法包括以下具体步骤：
步骤S01，应用端触发：当一台机电设备需要进行操作时，用户在应用端点击生成动态密码，则调用云端数据；
步骤S02，云端生成随机动态密码：云端通过密码生成算法，生成一个随机的4位数密码；其中动态码通过Java的Math类中有random方法生成的一个四位的随机数；
步骤S03，云端下达密码给物联模组：云端通过MQTT或HTTP将4位数密码下达给物联模组，物联模组通过无线信号接收；接收到后，物联模组再通过工业通讯写入设备控制器；其中物联模组为RTU、DTU；
步骤S04，云端判断是否下达成功：由于现场信号不稳定，可能导致物联模组无法接收指令；所以执行完写入指令后，对设备控制器的数据进行查询上报；云端对密码进行判断，若密码与之前写入的密码一致，则说明密码写入成功；这样的设计方式可以保证密码的安全性，另外也同可以通过密码的严格的把控，从而使应用端（机械设备）可以得到有效的控制，因此避免误操作或恶意操控；
步骤S05，密码下达的重试机制：由于信号不稳定，若上报密码与云端密码对比，如不一致或是为空时，则云端再次生成随机密码并下达；并循环执行步骤S02至步骤S04；这样的设计方法可有效的使密码的下达到设备的控制器中的准确性，从而使设备可以使现可视化监控、智能化控制；
步骤S06，信号不稳定，指令下达失败后的处理：在执行步骤S05密码下达的重试机制连续失败三次或三次以上时，则利用云端与控制器约定好的自定义密码生成算法进行检验，从而使密码下达成功。
所述RTU（远程终端单元bai），英文全称duRemoteTerminalUnit，中文全称为远程终端控制zhi系统，负责对现场信号、工业设备的dao监测和控制；
所述DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备；
所述MQTT(消息队列遥测传输)是ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。它工作在TCP/IP协议族上，是为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的发布/订阅型消息协议；
所述HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是因特网上应用最为广泛的一种网络传输协议，所有的WWW文件都必须遵守这个标准。
所述步骤S06中的自定义密码生成算法为设备控制器和云端事先约定的，基于模组序列号或某个唯一标识，采用的一种密码生成算法；这样的设计方式，保证整个控制方法的可靠性，保密性；从而实现应用端设备控制的简易化，以及设备的可靠性运作；
所述自定义密码生成算法包括：
步骤S061：从设备控制器中获取模组序列号；
步骤S062：将模组序列号加上固定或动态的9位数；
步骤S063：取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数。
所述动态密码实现方法还包括步骤S07，密码校验：在控制器上输入密码，控制器校验该密码的合法性。
其中步骤S07密码校验分为两种方式校验，一种是云端下达的动态密码直接的对比，另一种是信号不好，下达不成功控制器使用约定的密码校验规则；
所述步骤S07中密码下达不成功控制器校验的逻辑如下：
步骤S071，云端序列号非空，密码有效标识为1的情况时，则代表随机密码下达成功，控制器对用户输入的随机密码和控制器接收到的密码是否一致；
步骤S072，云端序列号非空，密码有效标识为0的情况，则代表随机密码未下达成功；这时控制器对用户输入的密码，按步骤6约定的自定义密码算法，对密码的合法性进行校验；
步骤S072，如果校验通过则进入系统，否则弹出错误提示。
在步骤S03中，还包括控制器自动检查更新密码有效性，密码超过设定时间后将设置为无效，直到有新密码下达后，又重新开始计时；
其中控制器内部会有密码的有效标识，每个密码过几分钟后，控制器会自动将密码有效标识设置为失效。
所述应用端设为智能端APP或PC，所述云端数据设为云服务器。
实施例1：
当信号不稳定时，云端将随机4位数，尝试下达多次不成功；则按物联模组序列号+特定算法生成密码，现举例如下：
（一）、云端：
第一步：云端从通过物联模组从设备控制器中获取序列号，如：2010010001；（模组的序列号是一个十位数的身份ID，每个模组的序列号会不同）；
第二步：将获取的序列号加上固定的9位数，假设固定9位数为：123456789；那么序列号2010010001+123456789= 2133466790；其中123456789为云端和控制器约定好数值，此数值可以通过人为进行修改；
第三步：取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数；如2133466790的第5位是4,第6位是6，第9位是9，第10位是0；则拼成4690作为随机的密码；
（二）、控制器端：
同时控制器因为未收到随机密码，所以动态密码的有效标识为失效；当用户输入4960后，控制器也是启动以上的自定义算法规则，去生成密码：
第一步：控制器从内部的寄存器中获取模组序列号2010010001；
第二步：将云端与控制器约定好的数值：
123456789+2010010001=2133466790；
第三步：取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数，则同样生成了4960的密码；
控制器生成的4960与云端输入的密码4960进行一一比对，当完全相同时，则密码校验通过了；设备即可启动。
同理在同一台设备下，如果在信号不稳定的情况下，当云端和控制器约定好的数值没有被修改的情况下，则密码为4960，如果数值在修改的情况下则密码为修改后的数值+设备本身的序列号，然后取取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数，则同样生成新的密码。
实施例2：
当信号不稳定时，云端将随机4位数，尝试下达多次不成功；则按物联模组序列号+特定算法生成密码，现举例如下：
（一）、云端：
第一步：云端从通过物联模组从设备控制器中获取序列号，如：2010010001；（模组的序列号是一个十位数的身份ID，每个模组的序列号会不同）；
第二步：将获取的序列号加上随机的9位数，假设随机密码9位数为：123456789、787645321；那么每一次从数据中选择一组数据如123456789；则密码的生成方式为：
序列号2010010001+123456789= 2133466790；
第三步：取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数；如2133466790的第5位是4,第6位是6，第9位是9，第10位是0；则拼成4690作为随机的密码；
（二）、控制器端：
同时控制器因为未收到随机密码，所以动态密码的有效标识为失效；当用户输入4960后，控制器也是启动以上的自定义算法规则，去生成密码：
第一步：控制器从内部的寄存器中获取模组序列号2010010001；
第二步：控制制器随机读取，云端与控制器约定好的一组数据如797645321：
如果读取密码为787645321+2010010001=2797655322；
第三步：取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数，则同样生成了6522的密码；
控制器生成的6522与用户输入的密码4960进行一一比对时，则密码对不上后；返回到第二步、第三步，当取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数，则同样生成了的密码与用户输入的密码4960一一比对的上时，则密码校验通过了，设备即可启动；
上述中云端生成的随机密码在使用的过程中，只能使用一次，当用户不小心泄漏随机密码时，则其他人想再次打开设备时，则上次的随机密码为无效的，如果想再次打开设备运作时，则需要重新从云端获取随机密码，然后再通过自定义的算法进行密码比对成功后才能打开设备，因此这样的设计方式在信号不稳定的情况下，保证了设备使用的安全性。
实施例3：
当信号稳定时，云端的生成方法如下：
步骤S01，应用端触发：当一台机电设备需要进行操作时，用户在应用端点击生成动态密码，则调用云端数据；
步骤S02，云端生成随机动态密码：云端通过密码生成算法，生成一个随机的4位数密码；其中动态码通过Java的Math类中有random方法生成的一个四位的随机数；
步骤S03，云端下达密码给物联模组：云端通过MQTT或HTTP将4位数密码下达给物联模组，物联模组通过无线信号接收；接收到后，物联模组再通过工业通讯写入设备控制器，当信号被写入成功时，则设备即可打开工作；
从上述中，在信号稳写的情况下，云端才用的是直接下达四位的随机密码，这样保证了密码不容易泄密，而使设备被误动作，从而保证了设备使用的安全性；
结合实施例1、实施例2、实施例3，如图1-2所示，采用这三种的方式，可以保证设备在信号稳定和不稳定的情下，都可以保证设备使用的安全性。
实施例4：
如图2所示：本发明的目的可以通过采取以下技术方案实现：
拓扑结构：设备控制器与物联模组通过通讯接口有线连接，走工业通讯；物联模组通过无线信号与云服务器连接通讯；应用端与云服务器连接通讯。
首先要启用动态密码机制：由用户在应用端触发，通过调用云端的HTTP接口，云端向物联模组下达启用指令，然后模组通过工业通讯将启用标识和模组的序列号写入设备控制器。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，其特征在于：该方法包括以下具体步骤：
步骤S01，应用端触发：当一台机电设备需要进行操作时，用户在应用端点击生成动态密码，则调用云端数据；
步骤S02，云端生成随机动态密码：云端通过密码生成算法，生成一个随机的4位数密码；
步骤S03，云端下达密码给物联模组：云端通过MQTT或HTTP将4位数密码下达给物联模组，物联模组通过无线信号接收；接收到后，物联模组再通过工业通讯写入设备控制器；
步骤S04，云端判断是否下达成功：执行完写入指令后，对设备控制器的数据进行查询上报；云端对密码进行判断，若密码与之前写入的密码一致，则说明密码写入成功，若因信号不稳定，使密码写入不成功时，则进入下一步；
步骤S05，密码下达的重试机制：若上报密码与云端密码对比，如不一致或是为空时，则云端再次生成随机密码并下达；并循环执行步骤S02至步骤S04；
步骤S06，指令下达失败后的处理：在执行步骤S05密码下达的重试机制连续失败三次或三次以上时，则利用云端与控制器约定好的自定义密码生成算法进行检验，从而使密码下达成功。
2.根据权利要求1所述的一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，其特征在于：所述步骤S06中的自定义密码生成算法为设备控制器和云端事先约定的，基于模组序列号或某个唯一标识，采用的一种密码生成算法。
3.根据权利要求2所述的一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，其特征在于：所述自定义密码生成算法包括：
步骤S061：从设备控制器中获取模组序列号；
步骤S062：将模组序列号加上固定或动态的9位数；
步骤S063：取第5、6位和第9、10位的数字，拼成四位数。
4.根据权利要求1所述的一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，其特征在于：所述动态密码实现方法还包括步骤S07，密码校验：在控制器上输入密码，控制器校验该密码的合法性。
5.根据权利要求4所述的一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，其特征在于：在所述步骤S07中密码校验的逻辑如下：
步骤S071，云端序列号非空，密码有效标识为1的情况时，则代表随机密码下达成功，控制器对用户输入的随机密码和控制器接收到的密码是否一致；
步骤S072，云端序列号非空，密码有效标识为0的情况，则代表随机密码未下达成功；这时控制器对用户输入的密码，按步骤6约定的自定义密码算法，对密码的合法性进行校验；
步骤S073，如果校验通过则进入系统，否则弹出错误提示。
6.根据权利要求1所述的一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，其特征在于：在步骤S03中，还包括控制器自动检查更新密码有效性，密码超过设定时间后将设置为无效，直到有新密码下达后，又重新开始计时。
7.根据权利要求1所述的一种无线信号不稳定情况下的动态密码实现方法，其特征在于：所述应用端设为智能端APP或PC，所述云端数据设为云服务器。
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