CN111857079A - 一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，涉及工业控制协议技术领域，包括云服务平台、病毒查杀模块、单向光闸模块、指令监测模块、指令执行终端、警示模块、数据库和智能终端。本发明可通过单向光闸模块进行数据传输，可对数据指令的路径进行确定，避免数据指令越级执行，保证指令控制的安全性能，同时数据指令输入输出时均需要通过病毒查杀处理，可进一步加强指令控制系统的安全性，避免病毒数据损坏系统而出错，通过设置指令监测模块、可对指令执行终端进行视频、动作、烟雾和温湿度数据进行监测处理，可对指令执行终端的工作状态进行监测并判断，当指令执行终端运行出错时，可及时发现并处理，减少损失。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制协议技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统。
背景技术
工业控制系统(ICS)涵盖了多种类型的控制系统，包括监控系统、数据采集系统、分布式控制系统以及可编程逻辑控制器等。工业控制系统大量应用于电力、水利、石油、化工、运输以及各种制造业等领域，单向光闸系统的传输是利用光技术的物理单向传递特性，其发送方式是一种盲发送方式，光闸系统由内端和外端组成，外端包含数据库同步模块和数据发送模块，外端发送模块只负责发送数据；内端包含数据库同步模块和数据接收模块，内端接收模块只负责接收数据，外端和内端之间只存在数据流信息而不存在控制信息流。由于工业控制系统设计之初是一个与外界物理隔离的系统，因此传统的工业控制协议没有考虑信息安全和网络安全的问题。
但是现有的工业控制协议指令控制系统，安全性不高，容易出错。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，本发明所要解决的问题是：如何提高工业控制协议指令控制系统的安全性能，避免出错。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，包括云服务平台、病毒查杀模块、单向光闸模块、指令监测模块、指令执行终端、警示模块、数据库和智能终端，所述云服务平台用于对系统进行远程平台式管理，所述病毒查杀模块用于对系统中传输的数据进行病毒查杀处理，所述单向光闸模块用于实现指令数据的单向输出和输入，所述指令监测模块用于对所述指令执行终端进行监测，所述指令执行终端用于对指令数据进行执行，所述警示模块用于对系统中的异常情况进行警示处理，所述数据库用于对数据进行存储，同时提供对比数据，所述智能终端用于开启关闭系统、输入指令、查看系统数据。
在一个优选的实施方式中，所述云服务平台的输入端分别与所述病毒查杀模块和所述指令监测模块的输出端连接，所述云服务平台的输出端分别与所述病毒查杀模块、所述指令监测模块和所述警示模块的输入端连接，所述单向光闸模块的输入端分别与所述病毒查杀模块和所述智能终端的输出端连接，所述单向光闸模块的输出端分别与所述病毒查杀模块、所述指令接收终端和所述智能终端的输入端连接，所述数据库的输入端与所述病毒查杀模块的输出端连接，所述数据库的输出端分别与所述病毒查杀模块和所述智能终端的输入端连接，所述指令监测模块设于所述指令执行终端外侧。
在一个优选的实施方式中，所述病毒查杀模块包括备份隔离单元和数据杀毒单元，所述备份隔离单元用于对数据进行备份，所述数据杀毒单元用于对数据进行杀毒；所述单向光闸模块包括数据接收单元和数据发送单元，所述数据接收单元用于接收数据，所述数据发送单元用于发送数据。
在一个优选的实施方式中，所述指令监测模块包括视频监测单元、动作监测单元、烟雾监测单元和温湿度监测单元，所述视频监测单元用于所述对指令执行终端进行视频监测，所述动作监测单元用于所述对指令执行终端进行动作捕捉监测，所述烟雾监测单元用于所述对指令执行终端进行环境烟雾监测，所述温湿度监测单元用于所述对指令执行终端进行环境温湿度监测。
在一个优选的实施方式中，所述智能终端为智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备。
在一个优选的实施方式中，所述云服务平台包括中央处理单元、信息收发单元和存储单元，所述中央处理单元用于进行数据处理，所述信息收发单元用于进行信息收发操作，所述存储单元用于对数据进行存储。
在一个优选的实施方式中，所述存储单元包括云存储器和本地存储器，所述云存储器和所述本地存储器相互独立。
在一个优选的实施方式中，所述智能终端包括显示单元和输入单元，所述显示单元用于显示系统数据，所述输入单元用于输入指令或数据。
在一个优选的实施方式中，所述警示模块包括警示灯和蜂鸣器，且所述警示灯和所述蜂鸣器设于系统监控中心内部。
本发明还提供了一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统的使用方法，包括以下步骤：
a)工作人员通过所述智能终端开启系统，所述智能终端将数据指令发送到所述单向光闸模块，将数据指令传送到所述病毒查杀模块，其中所述数据接收单元对数据指令进行接收，所述数据发送单元将数据指令传送到所述病毒查杀模块；
b)所述病毒查杀模块中的所述备份隔离单元对接收到的数据指令进行备份隔离处理，所述数据杀毒单元对接收的数据指令进行杀毒处理；
c)当检测结果显示数据指令无病毒时，直接将数据指令发送到所述单向光闸模块、所述数据库和所述云服务平台中，所述单向光闸模块将数据指令发送到所述指令执行终端中，所述指令执行终端对指令进行执行，所述数据库对数据指令进行保存，所述云服务平台对数据指令进行保存；
d)当检测结果显示数据指令存在病毒时，直接停止执行该数据指令，并对数据指令进行杀毒处理，同时向所述云服务平台发送警示，所述云服务平台向所述警示模块发送警示指令，所述警示模块进行警示，并将备份隔离的数据指令发送到所述云服务平台，用于追踪查找数据指令；
e)所述云服务平台向所述指令监测模块下达开启指令，所述指令监测模块对所述指令执行终端进行监测，其中所述视频监测单元对所述指令执行终端进行视频数据监测，所述动作监测单元对所述指令执行终端进行动作数据监测，所述烟雾监测单元对所述指令执行终端外部进行烟雾数据监测，所述温湿度监测单元对所述指令执行终端外部进行温湿度数据监测，并将视频、动作、烟雾和温湿度监测数据发送到所述云服务平台；
f)所述云服务平台将接收到的监测数据进行整合处理，所述数据库将指令执行终端正常工作过程数据及工作环境数据发送到所述病毒查杀模块，所述病毒查杀模块对接收到的数据进行备份隔离和杀毒处理，所述病毒查杀模块将无病毒正常数据发送到所述云服务平台，所述云服务平台将监测数据与正常数据进行对比，当对比结果显示无异常，则直接将数据进行保存，当对比结果显示异常时，则直接向所述警示模块发送警示指令，所述警示模块进行警示，同时向所述病毒查杀模块发送停止指令，然后传递到所述单向光闸模块，最后对所述指令执行终端下达停机指令，停止动作。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设置云服务平台、病毒查杀模块、单向光闸模块、指令执行终端、警示模块、数据库和智能终端，可通过单向光闸模块进行数据传输，可对数据指令的路径进行确定，避免数据指令越级执行，保证指令控制的安全性能，同时数据指令输入输出时均需要通过病毒查杀处理，可进一步加强指令控制系统的安全性，避免病毒数据损坏系统而出错；
2、本发明通过设置指令监测模块、可对指令执行终端进行视频、动作、烟雾和温湿度数据进行监测处理，可对指令执行终端的工作状态进行监测并判断，当指令执行终端运行出错时，可及时发现并处理，减少损失。
附图说明
图1为本发明整体的模块连接框图。
图2为本发明整体的工作流程图。
图3为本发明指令监测模块的工作流程图。
附图标记为：1云服务平台、2病毒查杀模块、3单向光闸模块、4指令监测模块、5指令执行终端、6警示模块、7数据库、8智能终端、9中央处理单元、10信息收发单元、11存储单元、12备份隔离单元、13数据杀毒单元、14数据接收单元、15数据发送单元、16视频监测单元、17动作监测单元、18烟雾监测单元、19温湿度监测单元、20显示单元、21输入单元。
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。
如图1-2所示的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，包括云服务平台1、病毒查杀模块2、单向光闸模块3、指令执行终端5、警示模块6、数据库7和智能终端8，所述云服务平台1用于对系统进行远程平台式管理，所述病毒查杀模块2用于对系统中传输的数据进行病毒查杀处理，所述单向光闸模块3用于实现指令数据的单向输出和输入，所述指令执行终端5用于对指令数据进行执行，所述警示模块6用于对系统中的异常情况进行警示处理，所述数据库7用于对数据进行存储，同时提供对比数据，所述智能终端8用于开启关闭系统、输入指令、查看系统数据。
所述云服务平台1的输入端与所述病毒查杀模块2的输出端连接，所述云服务平台1的输出端分别与所述病毒查杀模块2和所述警示模块6的输入端连接，所述单向光闸模块3的输入端分别与所述病毒查杀模块2和所述智能终端8的输出端连接，所述单向光闸模块3的输出端分别与所述病毒查杀模块2、所述指令接收终端5和所述智能终端8的输入端连接，所述数据库7的输入端与所述病毒查杀模块2的输出端连接，所述数据库7的输出端分别与所述病毒查杀模块2和所述智能终端8的输入端连接。
所述病毒查杀模块2包括备份隔离单元12和数据杀毒单元13，所述备份隔离单元12用于对数据进行备份，所述数据杀毒单元13用于对数据进行杀毒；所述单向光闸模块3包括数据接收单元14和数据发送单元15，所述数据接收单元14用于接收数据，所述数据发送单元15用于发送数据。
所述智能终端8为智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备。
所述云服务平台1包括中央处理单元9、信息收发单元10和存储单元11，所述中央处理单元9用于进行数据处理，所述信息收发单元10用于进行信息收发操作，所述存储单元11用于对数据进行存储。
所述存储单元11包括云存储器和本地存储器，所述云存储器和所述本地存储器相互独立。
所述智能终端8包括显示单元20和输入单元21，所述显示单元20用于显示系统数据，所述输入单元21用于输入指令或数据。
所述警示模块6包括警示灯和蜂鸣器，且所述警示灯和所述蜂鸣器设于系统监控中心内部。
本发明还提供了一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统的使用方法，包括以下步骤：
a)工作人员通过所述智能终端8开启系统，所述智能终端8将数据指令发送到所述单向光闸模块3，将数据指令传送到所述病毒查杀模块2，其中所述数据接收单元14对数据指令进行接收，所述数据发送单元15将数据指令传送到所述病毒查杀模块2；
b)所述病毒查杀模块2中的所述备份隔离单元12对接收到的数据指令进行备份隔离处理，所述数据杀毒单元13对接收的数据指令进行杀毒处理；
c)当检测结果显示数据指令无病毒时，直接将数据指令发送到所述单向光闸模块3、所述数据库7和所述云服务平台1中，所述单向光闸模块3将数据指令发送到所述指令执行终端5中，所述指令执行终端5对指令进行执行，所述数据库7对数据指令进行保存，所述云服务平台1对数据指令进行保存；
d)当检测结果显示数据指令存在病毒时，直接停止执行该数据指令，并对数据指令进行杀毒处理，同时向所述云服务平台1发送警示，所述云服务平台1向所述警示模块6发送警示指令，所述警示模块6进行警示，并将备份隔离的数据指令发送到所述云服务平台1，用于追踪查找数据指令。
该实施方式具体解决了背景技术中现有的工业控制协议指令控制系统，安全性不高，容易出错的问题。
如附图1-3所示的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，还包括指令监测模块4，所述云服务平台1的输入端与所述指令监测模块4的输出端连接，所述云服务平台1的输出端与所述指令监测模块4的输入端连接，所述指令监测模块4设于所述指令执行终端5外侧，所述指令监测模块4包括视频监测单元16、动作监测单元17、烟雾监测单元18和温湿度监测单元19。
实施方式具体为：使用时，所述云服务平台1向所述指令监测模块4下达开启指令，所述指令监测模块4对所述指令执行终端5进行监测，其中所述视频监测单元16对所述指令执行终端5进行视频数据监测，所述动作监测单元17对所述指令执行终端5进行动作数据监测，所述烟雾监测单元18对所述指令执行终端5外部进行烟雾数据监测，所述温湿度监测单元19对所述指令执行终端5外部进行温湿度数据监测，并将视频、动作、烟雾和温湿度监测数据发送到所述云服务平台1；所述云服务平台1将接收到的监测数据进行整合处理，所述数据库7将指令执行终端5正常工作过程数据及工作环境数据发送到所述病毒查杀模块2，所述病毒查杀模块2对接收到的数据进行备份隔离和杀毒处理，所述病毒查杀模块2将无病毒正常数据发送到所述云服务平台1，所述云服务平台1将监测数据与正常数据进行对比，当对比结果显示无异常，则直接将数据进行保存，当对比结果显示异常时，则直接向所述警示模块6发送警示指令，所述警示模块6进行警示，同时向所述病毒查杀模块2发送停止指令，然后传递到所述单向光闸模块3，最后对所述指令执行终端5下达停机指令，停止动作。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-2，通过设置云服务平台1、病毒查杀模块2、单向光闸模块3、指令执行终端5、警示模块6、数据库7和智能终端8，可通过单向光闸模块3进行数据传输，可对数据指令的路径进行确定，避免数据指令越级执行，保证指令控制的安全性能，同时数据指令输入输出时均需要通过病毒查杀处理，可进一步加强指令控制系统的安全性，避免病毒数据损坏系统而出错；
进一步的，参照说明书附图1-3，通过设置指令监测模块4、可对指令执行终端5进行视频、动作、烟雾和温湿度数据进行监测处理，可对指令执行终端5的工作状态进行监测并判断，当指令执行终端运行出错时，可及时发现并处理，减少损失。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，包括云服务平台(1)、病毒查杀模块(2)、单向光闸模块(3)、指令监测模块(4)、指令执行终端(5)、警示模块(6)、数据库(7)和智能终端(8)，其特征在于：所述云服务平台(1)用于对系统进行远程平台式管理，所述病毒查杀模块(2)用于对系统中传输的数据进行病毒查杀处理，所述单向光闸模块(3)用于实现指令数据的单向输出和输入，所述指令监测模块(4)用于对所述指令执行终端(5)进行监测，所述指令执行终端(5)用于对指令数据进行执行，所述警示模块(6)用于对系统中的异常情况进行警示处理，所述数据库(7)用于对数据进行存储，同时提供对比数据，所述智能终端(8)用于开启关闭系统、输入指令、查看系统数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述云服务平台(1)的输入端分别与所述病毒查杀模块(2)和所述指令监测模块(4)的输出端连接，所述云服务平台(1)的输出端分别与所述病毒查杀模块(2)、所述指令监测模块(4)和所述警示模块(6)的输入端连接，所述单向光闸模块(3)的输入端分别与所述病毒查杀模块(2)和所述智能终端(8)的输出端连接，所述单向光闸模块(3)的输出端分别与所述病毒查杀模块(2)、所述指令接收终端(5)和所述智能终端(8)的输入端连接，所述数据库(7)的输入端与所述病毒查杀模块(2)的输出端连接，所述数据库(7)的输出端分别与所述病毒查杀模块(2)和所述智能终端(8)的输入端连接，所述指令监测模块(4)设于所述指令执行终端(5)外侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述病毒查杀模块(2)包括备份隔离单元(12)和数据杀毒单元(13)，所述备份隔离单元(12)用于对数据进行备份，所述数据杀毒单元(13)用于对数据进行杀毒；所述单向光闸模块(3)包括数据接收单元(14)和数据发送单元(15)，所述数据接收单元(14)用于接收数据，所述数据发送单元(15)用于发送数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述指令监测模块(4)包括视频监测单元(16)、动作监测单元(17)、烟雾监测单元(18)和温湿度监测单元(19)，所述视频监测单元(16)用于所述对指令执行终端(5)进行视频监测，所述动作监测单元(17)用于所述对指令执行终端(5)进行动作捕捉监测，所述烟雾监测单元(18)用于所述对指令执行终端(5)进行环境烟雾监测，所述温湿度监测单元(19)用于所述对指令执行终端(5)进行环境温湿度监测。
5.根据权利要求1所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述智能终端(8)为智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备。
6.根据权利要求1所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述云服务平台(1)包括中央处理单元(9)、信息收发单元(10)和存储单元(11)，所述中央处理单元(9)用于进行数据处理，所述信息收发单元(10)用于进行信息收发操作，所述存储单元(11)用于对数据进行存储。
7.根据权利要求6所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述存储单元(11)包括云存储器和本地存储器。
8.根据权利要求7所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述云存储器和所述本地存储器相互独立。
9.根据权利要求1所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述智能终端(8)包括显示单元(20)和输入单元(21)，所述显示单元(20)用于显示系统数据，所述输入单元(21)用于输入指令或数据。
10.根据权利要求1所述的一种基于单向光的工业控制协议指令控制系统，其特征在于：所述警示模块(6)包括警示灯和蜂鸣器，且所述警示灯和所述蜂鸣器设于系统监控中心内部。
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