CN114741340A - Usb接口隔离装置 - Google Patents

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CN114741340A CN202210263884.4A CN202210263884A CN114741340A CN 114741340 A CN114741340 A CN 114741340A CN 202210263884 A CN202210263884 A CN 202210263884A CN 114741340 A CN114741340 A CN 114741340A
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张炜琦
曹一楠
张睿智
王昭雷
徐常津
孟荣
宋博言
张玉颖
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Abstract

本发明公开了USB接口隔离装置，涉及USB接口安全技术领域；其包括壳体(1)、设置在壳体(1)上的USB插头(2)和USB接口(3)，USB插头(2)与USB接口(3)电连接，还包括设置在壳体(1)上的控制器、选通电路、锁件(4)和识别解锁装置(5)，选通电路电连接在USB插头(2)与USB接口(3)之间，控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头(2)与USB接口(3)相应导通或者断开，识别解锁装置(5)与控制器电连接并通信；其通过壳体、壳体上的USB插头、USB接口、控制器、选通电路、锁件和识别解锁装置等，实现USB接口安全性较好。

Description

USB接口隔离装置
技术领域
本发明涉及USB接口安全技术领域，尤其涉及一种USB接口隔离装置。
背景技术
电力系统计算机通常为内网计算机，计算机USB端口一但接入外网设备，将对电力系统内网网络安全构成严重威胁。
授权公告号为CN 206991321 U，名称为USB接口隔离装置。解决的是USB接口违规外联，导致泄密的技术问题。采用的技术方案为，插头的尾部连接有底座，所述底座为规则封闭形状或者不规则封闭形状；所述底座的表面设置有标识部，所述底座和所述标识部的表面均设置有着色层；所述底座的表面设置有发光部，所述发光部为自发光材料或电发光灯。能够对计算机的USB接口进行物理隔离，避免端口裸露，进而降低违规外联的风险，同时，标识部用以区分计算机的涉密等级，进一步降低违规外联的风险。
授权公告号为CN 203276285 U，名称为一种多安全域计算机的USB接口隔离控制系统。解决的是各安全级别的系统均可以对所有USB接口进行访问，导致不安全的技术问题。采用的技术方案为，包括单片机、USB插头、n个密码器和n个USB接口电路，每个密码器与一路USB接口电路对应；每个密码器的开关指令输出端与单片机的开关指令输入端相连；单片机的开关指令输出端与所述密码器对应的USB接口电路的始能端相连；每路USB接口电路均通过USB插头与计算机相连；其中，n为大于或等于2的正整数。结构简单，每路USB接口电路对应的安全级不同，均设置密码，对于不同安全级的计算机使用者掌握相应安全级的USB接口电路的密码信息，当访问对应安全级别的USB设备时，输入对应密码，即可激活该路USB接口电路，读取对应USB设备中的信息。实现不同接口的安全属性区分，实现内外网单独的USB接口，通用性好、成本低、使用简便。保证了不同安全级别的安全域的USB接口相互独立，达到USB设备安全访问的目的。
结合两篇专利文献和现有的技术方案，发明人发现，第一篇专利文献的技术方案，使用USB堵头对USB端口进行封堵，这种方式封堵后USB端口将无法使用，但是依然可以将堵头或其他鼠标、键盘占用USB端口打开使用，具有较大的网络安全隐患。第二篇专利文献的技术方案，操作管理不方便，而且无法真正实现物理隔离，依然存在被破解的安全隐患。
现有技术问题及思考：
如何解决USB接口安全性较差的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种USB接口隔离装置，解决USB接口安全性较差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种USB接口隔离装置，包括壳体、设置在壳体上的USB插头和USB接口，所述USB插头与USB接口电连接，还包括设置在壳体上的控制器、选通电路、锁件和识别解锁装置，所述选通电路电连接在USB插头与USB接口之间，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头与USB接口相应导通或者断开，所述识别解锁装置与控制器电连接并通信。
进一步的技术方案在于：所述锁件设置在壳体的表面，锁件为用于使USB插头与待连接设备固定连接在一起的连接件。
进一步的技术方案在于：还包括锁具，锁具与锁件锁闭在一起或者分离。
进一步的技术方案在于：所述控制器和选通电路设置在壳体内部，所述识别解锁装置设置在壳体的表面。
进一步的技术方案在于：所述别解锁装置为指纹仪或者密码锁。
进一步的技术方案在于：还包括设置在壳体上用于感知接插件的接近开关，所述接近开关与控制器电连接并通信。
进一步的技术方案在于：还包括运行于控制器上的第一解锁模块，第一解锁模块为程序模块，用于当控制器获得识别解锁装置告知的解锁信息，控制器控制选通电路导通，当控制器获得识别解锁装置告知的禁用信息，控制器控制选通电路断开。
进一步的技术方案在于：还包括运行于控制器上的第二解锁模块，第二解锁模块为程序模块，用于当控制器获得接近开关告知的插入信息，控制器获得识别解锁装置告知的解锁信息，控制器控制选通电路导通，当控制器获得接近开关告知的拔出信息或者获得识别解锁装置告知的禁用信息，控制器控制选通电路断开。
进一步的技术方案在于：所述接近开关为轻触开关。
进一步的技术方案在于：所述控制器为单片机。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
一种USB接口隔离装置，包括壳体、设置在壳体上的USB插头和USB接口，所述USB插头与USB接口电连接，还包括设置在壳体上的控制器、选通电路、锁件和识别解锁装置，所述选通电路电连接在USB插头与USB接口之间，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头与USB接口相应导通或者断开，所述识别解锁装置与控制器电连接并通信。该技术方案，其通过壳体、壳体上的USB插头、USB接口、控制器、选通电路、锁件和识别解锁装置等，实现USB接口安全性较好。
还包括设置在壳体上用于感知接插件的接近开关，所述接近开关与控制器电连接并通信。该技术方案，通过接近开关，控制器可以及时发现接插件拔出，实时禁用该USB接口，进一步确保使用安全。
详见具体实施方式部分描述。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构图；
图2是本发明实施例1的原理框图；
图3是本发明实施例2的结构图；
图4是本发明实施例2的原理框图；
图5是本发明实施例3的原理框图；
图6是本发明实施例4的原理框图。
其中：1壳体、2USB插头、3USB接口、4锁件、5识别解锁装置、6接近开关。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1：
如图1和图2所示，本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3以及安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为指纹仪。
如图1所示，所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
如图1所示，所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
如图2所示，所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信。
其中，指纹仪为微型指纹仪，控制器、选通电路和指纹仪本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
实施例1使用说明：
在机箱的USB接口附近安装有锁件，管理人员将实施例1隔离装置USB插头2插入机箱USB接口，使用锁具穿过机箱锁件和隔离装置锁件4并锁闭锁具，使得隔离装置USB插头2与机箱USB接口固定连接在一起无法分离。
上述待连接设备即机箱。
管理人员将手指放在指纹仪上，指纹仪获得管理人员的指纹并与提前设置的管理人员指纹比对，比对成功则授权允许解锁并告知隔离装置的控制器，控制器控制选通电路导通并允许使用。
实施例2：
实施例2不同于实施例1之处在于，还包括设置在壳体1上用于感知接插件的接近开关6，所述接近开关6与控制器电连接并通信。
如图3和图4所示，本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3、安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5以及固定在USB接口3一侧壳体1上用于感知接插件的接近开关6，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为指纹仪，所述接近开关6为轻触开关。
如图3所示，所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
如图3所示，所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
如图3所示，所述接近开关6固定在USB接口3一侧的壳体1上，上述接插件为USB的鼠标或者键盘，当鼠标或者键盘的USB口插入隔离装置USB接口3，接插件接近并触动接近开关6，接近开关6获知有接插件插入。
如图4所示，所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信，所述接近开关6与控制器电连接并通信。
其中，指纹仪为微型指纹仪，控制器、选通电路、轻触开关和指纹仪本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
实施例2使用说明：
在机箱的USB接口附近安装有锁件，管理人员将实施例1隔离装置USB插头2插入机箱USB接口，使用锁具穿过机箱锁件和隔离装置锁件4并锁闭锁具，使得隔离装置USB插头2与机箱USB接口固定连接在一起无法分离。
上述待连接设备即机箱。
管理人员将接插件的USB口插入隔离装置USB接口3，接插件接近并触动轻触开关，轻触开关获知有接插件插入并告知控制器。
管理人员将手指放在指纹仪上，指纹仪获得管理人员的指纹并与提前设置的管理人员指纹比对，比对成功则授权允许解锁并告知隔离装置的控制器，控制器控制选通电路导通并允许使用。
当操作人员拔出接插件，轻触开关自动弹开，轻触开关获知接插件拔出并告知控制器，控制器控制选通电路断开并禁止使用。
通过接近开关6，控制器可以及时发现接插件拔出，实时禁用该USB接口，确保使用安全。
实施例3：
实施例3不同于实施例1之处在于，还包括运行于控制器上的第一解锁模块。
如图5所示，本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3、安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5以及运行于控制器上的第一解锁模块，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为指纹仪。
所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
如图5所示，所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信。
如图5所示，第一解锁模块为程序模块，用于当控制器获得识别解锁装置5告知的解锁信息，控制器控制选通电路导通，当控制器获得识别解锁装置5告知的禁用信息，控制器控制选通电路断开。
其中，指纹仪为微型指纹仪，控制器、选通电路和指纹仪本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
实施例4：
实施例4不同于实施例2之处在于，还包括运行于控制器上的第二解锁模块。
如图6所示，本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3、安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5、固定在USB接口3一侧壳体1上用于感知接插件的接近开关6以及运行于控制器上的第二解锁模块，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为指纹仪，所述接近开关6为轻触开关。
所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
所述接近开关6固定在USB接口3一侧的壳体1上，上述接插件为USB的鼠标或者键盘，当鼠标或者键盘的USB口插入隔离装置USB接口3，接插件接近并触动接近开关6，接近开关6获知有接插件插入。
如图6所示，所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信，所述接近开关6与控制器电连接并通信。
如图6所示，第二解锁模块为程序模块，用于当控制器获得接近开关6告知的插入信息，控制器获得识别解锁装置5告知的解锁信息，控制器控制选通电路导通，当控制器获得接近开关6告知的拔出信息或者获得识别解锁装置5告知的禁用信息，控制器控制选通电路断开。
其中，指纹仪为微型指纹仪，控制器、选通电路、轻触开关和指纹仪本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
实施例5：
实施例5不同于实施例1之处在于，还包括锁具。
本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3、安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5以及锁具，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为指纹仪。
所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
所述锁具与锁件4锁闭在一起或者分离。
所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信。
其中，指纹仪为微型指纹仪，控制器、选通电路和指纹仪本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
实施例6：
实施例6不同于实施例2之处在于，还包括锁具。
本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3、安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5、固定在USB接口3一侧壳体1上用于感知接插件的接近开关6和锁具，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为指纹仪，所述接近开关6为轻触开关。
所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
所述锁具与锁件4锁闭在一起或者分离。
所述接近开关6固定在USB接口3一侧的壳体1上，上述接插件为USB的鼠标或者键盘，当鼠标或者键盘的USB口插入隔离装置USB接口3，接插件接近并触动接近开关6，接近开关6获知有接插件插入。
所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信，所述接近开关6与控制器电连接并通信。
其中，指纹仪为微型指纹仪，控制器、选通电路、轻触开关和指纹仪本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
实施例7：
实施例7不同于实施例1之处在于，所述别解锁装置5为密码锁。
本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3以及安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为密码锁。
所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信。
其中，密码锁为微型密码锁，控制器、选通电路和密码锁本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
实施例8：
实施例8不同于实施例2之处在于，所述别解锁装置5为密码锁。
本发明公开了一种USB接口隔离装置包括壳体1、固定在壳体1一端的USB插头2和另一端的USB接口3、安装在壳体1上的控制器、选通电路、锁件4和识别解锁装置5以及固定在USB接口3一侧壳体1上用于感知接插件的接近开关6，所述控制器为单片机，所述别解锁装置5为密码锁，所述接近开关6为轻触开关。
所述控制器和选通电路固定在壳体1内部，所述识别解锁装置5镶嵌固定在壳体1的表面。
所述锁件4固定在壳体1的表面，锁件4为用于使USB插头2与待连接设备固定连接在一起的连接件。
所述接近开关6固定在USB接口3一侧的壳体1上，上述接插件为USB的鼠标或者键盘，当鼠标或者键盘的USB口插入隔离装置USB接口3，接插件接近并触动接近开关6，接近开关6获知有接插件插入。
所述USB插头2经过选通电路与USB接口3电连接，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头2与USB接口3相应导通或者断开，所述识别解锁装置5与控制器电连接并通信，所述接近开关6与控制器电连接并通信。
其中，密码锁为微型密码锁，控制器、选通电路、轻触开关和密码锁本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
相对于上述实施例，所述接近开关6还可以为红外接近开关等。
技术方案说明：
本发明主要设计了一种电力系统USB隔离装置，可以实现将所有USB接口进行隔离，防止误接入，同时保证USB端口的正常使用。
电力系统USB隔离装置的组成和功能：
1、隔离装置上同时具有USB插头和接口，插头带锁，插入待封闭的USB口后不使用特殊工具无法拆下，强行拆下会破坏USB接口。
2、隔离装置上带有小型指纹或密码锁，需要使用时，先将隔离装置解锁后再将待用设备插入隔离装置的USB接口，设备方可正常使用。
3、隔离装置带有远程报警功能，未解锁状态插入USb设备或解锁失败次数过多会进行报警，通过网络或短信形式发至指定平台并记录。
使用说明：
1、将隔离装置usb插头插入计算机usb接口，并锁住，无法拔出。
2、如需使用计算机usb接口，例：需要接入鼠标。
则将鼠标插入隔离装置的usb接口。
3、使用指纹锁，对隔离装置进行解锁。
4、解锁成功，隔离装置连通，鼠标可以正常使用。
5、解锁失败，则隔离装置不连通，鼠标不能使用。
本申请保密运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：
第一，一种USB接口隔离装置，包括壳体、设置在壳体上的USB插头和USB接口，所述USB插头与USB接口电连接，还包括设置在壳体上的控制器、选通电路、锁件和识别解锁装置，所述选通电路电连接在USB插头与USB接口之间，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头与USB接口相应导通或者断开，所述识别解锁装置与控制器电连接并通信。其通过壳体、壳体上的USB插头、USB接口、控制器、选通电路、锁件和识别解锁装置等，实现USB接口安全性较好。
第二，还包括设置在壳体上用于感知接插件的接近开关，所述接近开关与控制器电连接并通信。通过接近开关，控制器可以及时发现接插件拔出，实时禁用该USB接口，进一步确保使用安全。
目前，本发明的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的较小规模试验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已开始着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。

Claims (10)

1.一种USB接口隔离装置，包括壳体(1)、设置在壳体(1)上的USB插头(2)和USB接口(3)，所述USB插头(2)与USB接口(3)电连接，其特征在于：还包括设置在壳体(1)上的控制器、选通电路、锁件(4)和识别解锁装置(5)，所述选通电路电连接在USB插头(2)与USB接口(3)之间，所述控制器的控制端与选通电路的控制端电连接并控制选通电路导通或者断开使得USB插头(2)与USB接口(3)相应导通或者断开，所述识别解锁装置(5)与控制器电连接并通信。
2.根据权利要求1所述的USB接口隔离装置，其特征在于：所述锁件(4)设置在壳体(1)的表面，锁件(4)为用于使USB插头(2)与待连接设备固定连接在一起的连接件。
3.根据权利要求1所述的USB接口隔离装置，其特征在于：还包括锁具，锁具与锁件(4)锁闭在一起或者分离。
4.根据权利要求1所述的USB接口隔离装置，其特征在于：所述控制器和选通电路设置在壳体(1)内部，所述识别解锁装置(5)设置在壳体(1)的表面。
5.根据权利要求1所述的USB接口隔离装置，其特征在于：所述别解锁装置(5)为指纹仪或者密码锁。
6.根据权利要求1所述的USB接口隔离装置，其特征在于：还包括设置在壳体(1)上用于感知接插件的接近开关(6)，所述接近开关(6)与控制器电连接并通信。
7.根据权利要求1所述的USB接口隔离装置，其特征在于：还包括运行于控制器上的第一解锁模块，第一解锁模块为程序模块，用于当控制器获得识别解锁装置(5)告知的解锁信息，控制器控制选通电路导通，当控制器获得识别解锁装置(5)告知的禁用信息，控制器控制选通电路断开。
8.根据权利要求6所述的USB接口隔离装置，其特征在于：还包括运行于控制器上的第二解锁模块，第二解锁模块为程序模块，用于当控制器获得接近开关(6)告知的插入信息，控制器获得识别解锁装置(5)告知的解锁信息，控制器控制选通电路导通，当控制器获得接近开关(6)告知的拔出信息或者获得识别解锁装置(5)告知的禁用信息，控制器控制选通电路断开。
9.根据权利要求6所述的USB接口隔离装置，其特征在于：所述接近开关(6)为轻触开关。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的USB接口隔离装置，其特征在于：所述控制器为单片机。
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