CN112039758A - 一种硬件加密的物联网网关 - Google Patents

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苏道波
马利民
于秋婷
王晓光
薛峰
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Abstract

本发明公开了一种硬件加密的物联网网关，属于智能网关领域，所述一种硬件加密的物联网网关包括CPU单元、以及与CPU单元连接的存储单元、加密单元、协议转换单元、数据传输单元、总线接口单元、扩展接口单元。本发明能够实现协议统一汇集，数据安全保存和上传，软件鉴权后运行，具备高级别安全性。

Description

一种硬件加密的物联网网关
技术领域
本发明涉及一种物联网网关，特别涉及一种硬件加密物联网网关。
背景技术
随着物联网技术的深入发展，越来越多的设备需要将数据远传到服务器或者云端，而目前的各种设备仪表所使用的总线接口/通讯协议繁多，很难达到统一；网络攻击，犯罪黑客团体和数据泄露的危害趋势越来越大，用户对网络安全的要求也越来越高，对软件知识产权和数据安全提出了更高要求。
发明内容
本发明目的在于提供一种硬件加密的物联网网关，轻松实现协议转换，保障用户软件知识产权和数据安全。
为了达到上述目的，本发明技术方案是：一种硬件加密的物联网网关，包括CPU单元、以及与CPU单元连接的存储单元、加密单元、协议转换单元、数据传输单元、总线接口单元、扩展接口单元。软件启动后读取加密单元唯一序列号，读取失败或者序列号不在允许范围内，软件退出。
所述的加密单元使用独立硬件加密器件，支持安全散列算法SHA(Secure HashAlgorithm)；提供全球唯一序列号。加密单元使用算法生成秘钥和随机数并保存秘钥和随机数。秘钥用于传输单元数据加密；随机数用于存储单元存储加密。
所述的协议转换单元支持多种协议转换，使用扩展接口单元支持多种接口以及通讯方式，包括但不限于CAN/Profibus/LoRa/Zigbee/NB-IOT/PLC/Bluetooth。
所述的数据传输单元支持GPRS/2G/3G/4G，WIFI、USB、Ethernet协议。
所述的总线接口单元包括RS232模块、RS485模块，所述RS232模块和RS485模块具备隔离器件。
所述的扩展接口单元支持多种接口以及通讯方式，并可以通过更换扩展子板的方式增加功能。所述的一种硬件加密的物联网网关预留扩展插针，通过扩展插针连接扩展子板。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明使用低功耗高效能嵌入式体系，工业级处理器，工业级可靠性设计，协议转换容易。
2.本发明使用独立硬件加密器件，数据传输和本地存储都支持使用加密方式。全球唯一ID用来保护网关内的软件不被其他人盗用和复制，从而来保障用户的软件知识产权。
3.本发明有灵活丰富的通讯扩展功能，可以通过扩展子板的方式增加通讯功能。
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明具体说明。
如图1所示为本发明的系统结构图，包括CPU单元、存储单元、加密单元、协议转换单元、数据传输单元、总线接口单元、扩展接口单元，数据通过RS-485/RS-232串行总线连接到总线接口单元，经协议转换单元，加密单元处理后，通过4G模块或者WIFI模块或者以太网接口连接到网络中，上传到服务器或云端；存储单元定期备份数据。
CPU单元为所述网关计算核心，采用ATMEL Cotex A5处理器，宽温工作范围-30～80℃，宽电压适应9V～24V。
存储单元为所述网关存储接口，可以通过SD卡插槽扩展存储容量。
加密单元为所述网关独立硬件器件，支持SHA加密算法以及256位密钥和随机数生成；同时也具有全球的唯一ID。
协议转换单元为所述网关协议转换接口。
数据传输单元为所述网关网络接口，将数据发送到远端服务器或云端。
总线接口单元为所述网关串行接口，包含4-6个带隔离的RS-232/RS-485二合一串口。
扩展接口单元为所述网关预留扩展接口，支持扩展(GPIO、I/O、CAN、WIFI、Zigbee、LoRa、NB-IOT等)。
参阅图1，所述网关在若干接口协调配合下，可以完成数据处理，数据加密，数据传送和软件知识产权保护等工作。具体的，以上接口或模块的工作流程如下：
根据实际需求配置扩展单元，上电后，所述网关开始系统初始化、软件程序启动，所述网关根据用户配置的链接方式(4G或者WIFI或者网线)，建立与服务器或云端网络链接。软件使用加密单元校验安全性。
接着，在某一个时间点开始，使用某种协议通过RS-485总线/RS-232总线每隔特定时间接收或查询数据，接收的数据经协议转换单元转换为统一格式。将数据发送到服务器或云端并按一定周期存储加密后的数据，。
本发明提供一种硬件加密的物联网网关，包括CPU单元、以及与CPU单元连接的存储单元、加密单元、协议转换单元、数据传输单元、总线接口单元、扩展接口单元。与传统网关相比，本发明具有灵活丰富的通讯扩展功能，具有高等级安全加密功能。
最后应说明的是：上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化、修饰变更或改进，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (7)

1.一种硬件加密的物联网网关，其特征在于：所述一种硬件加密的物联网网关包括CPU单元、以及与CPU单元连接的存储单元、加密单元、协议转换单元、数据传输单元、总线接口单元、扩展接口单元；
所述加密单元使用独立硬件加密器件，支持安全散列算法，提供全球唯一序列号。
2.根据权利要求1所述的一种硬件加密的物联网网关，其特征在于：对所述数据传输单元传输的数据进行加密。
3.根据权利要求1所述的一种硬件加密的物联网网关，其特征在于：对所述存储单元中保存的数据进行加密。
4.根据权利要求1所述的一种硬件加密的物联网网关，其特征在于：对所述一种硬件加密的物联网网关中的软件鉴权后运行。
5.根据权利要求1所述的一种硬件加密的物联网网关，其特征在于：所述数据总线接口可以通过更换扩展子板的方式，支持多种总线接口，所述的一种硬件加密的物联网网关包括至少一个所述总线接口。
6.根据权利要求1所述的一种硬件加密的物联网网关，其特征在于：所述总线接口单元具备光电隔离功能。
7.根据权利要求1所述的一种硬件加密的物联网网关，其特征在于：所述数据传输单元可以通过更换扩展子板的方式，支持多种传输方式，所述的一种硬件加密的物联网网关包括至少一个所述数据传输单元。
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JP4843116B1 (ja) * 2011-08-22 2011-12-21 株式会社Ｉｎｔｏ ネットワークゲートウェイ装置
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Title
潘建斌: "《单片机原理与应用》", 30 April 2020, 机械工业出版社 *

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