CN209879495U - 智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，涉及信息采集终端检测技术领域，本实用新型不仅仅支持智能电表，还支持对智能终端的测试；电脑通过主控柜对测试台的继电器组进行匹配性选择，通过测试台可模拟现场组网测试，通过电子负载可模拟现场环境的组网能力进行深度测试、上下行通讯模块测试、中间人攻击测试及多路通讯测试。借助测试台的各模块可支持智能电表及终端的可靠性和功能完整性对标测试，并能够根据测试功能需求自由选配辅助测试模块以满足不同需要，能更准确的检出现场问题。

Description

智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置

技术领域

本实用新型涉及信息采集终端检测技术领域，尤其涉及一种智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置。

背景技术

随着计量采集系统自动化全面建设，智能终端及智能电表作为系统中的重要通讯及数据采集设备，构成物理信息系统的关键环节，国内对采集系统的通讯可靠性、功能可靠性的检测研究比较多，但是对于信息系统的数据安全性的检测关注较少，在保证信息安全的可靠性、完整性、机密性上缺少整体的完整的测试检测装置。在国内市场上也有研究电力网络系统的信息安全，但是只是基于业务报文对比来确定网络系统的指令是否异常，再结合设备或系统的信息安全日志来关联是否有信息安全攻击行为的存在。

目前市场上对智能电表及终端基本上是针对通讯及功能的完整性及可靠性进行检测，很少有关注信息安全相关的测试；即使电力系统有关信息安全的研究和检测基本是基于网络系统信息安全较多，针对终端设备的信息安全的测试研究较少；特别是终端设备处于不安全的环境，比如处于DOS攻击、中间人攻击、泛洪攻击等环境下，终端的容错设计，它本身功能能否正常工作，是否会出现死机、通讯终端、数据丢失等严重的信息安全问题；其次，现有的检测大多针对单个设备测试，不能很好的模拟现有的组网环境进行深度测试，不能完全检测出有关组网中存在的一些问题；另外，测试的功能单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，从而解决了现有对智能电表及终端检测基本上是针对单个设备测试，不能很好的模拟现有的组网环境进行深度测试的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，包括：

上位机，用于对信息安全测试方案及可靠性测试方案进行导入、导出、编辑、执行，得到评估报告；同时还用于对被检终端及电表（被检测设备）进行数据抄读；

测试台，包括：电表挂表位、集中器挂表位、台体继电器组及采集器挂表位；所述台体继电器组通过所述集中器挂表位与上位机连接；所述台体继电器组设有多个继电器，每个所述继电器均与一个所述采集器挂表位连接，所述台体继电器组与电表挂表位连接；以及

检测装置，包括：误差仪、主控柜、程控功率源、三相标准表、串口服务器一及通信测试模块；所述串口服务器一与集中器挂表位连接；所述主控柜通过所述串口服务器一与上位机连接，所述主控柜分别与测试台、三相程控源及误差仪连接，所述三相程控源分别与测试台和三相标准表连接，所述三相标准表与主控柜和误差仪连接，所述误差仪与测试台连接；所述通信测试模块分别与测试台、串口服务器及上位机连接，用于通过上位机对测试台上的被检测设备进行多路通道选择、电子负载测试、中间人攻击测试及信息安全仿真测试。

进一步的，所述通信测试模块包括：电子负载测试模块、中间人攻击模块、信息安全仿真测试模块及多路通讯模块；所述第一台体继电器组和第二台体继电器组均通过电子负载测试模块与串口服务器一与上位机连接；所述第一台体继电器组和第二台体继电器组均通过多路通讯模块与串口服务器一与上位机连接；所述中间人攻击模块并联在所述串口服务器与多路通讯模块的两端；所述信息安全仿真测试模块与上位机连接。

进一步的，所述信息安全仿真测试模块为基于FPGA的信息安全仿真测试模块，包括依次连接的FPGA模块、串口服务器二及上下行通讯模块，所述串口服务器二与上位机连接。

进一步的，所述台体继电器组为一组、两组或多组，台体继电器组之间通过采集器挂表位连接。

进一步的，所述检测装置安装在所述测试台上。

进一步的，所述被检测设备包括单相电能表、三相电能表、集中器、采集器中的一种或两种组合，所述被检测设备包括单相电能表、三相电能表、集中器、采集器安装在对应的挂表位上。

进一步的，被检测的集中器安装在所述集中器挂表位上，所述集中器与上位机的通讯方式包括：GPRS、CDMA、LTE或光纤中的一种或多种。

进一步的，所述程控功率源为三相程控源。

进一步的，所述上位机采用电脑。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所提供的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，不仅仅支持智能电表，还支持对智能终端的测试；电脑通过主控柜对测试台的继电器组进行匹配性选择，通过测试台可模拟现场组网测试，通过电子负载可模拟现场环境的组网能力进行深度测试、上下行通讯模块测试、中间人攻击测试及多路通讯测试。借助测试台的各模块可支持智能电表及终端的可靠性和功能完整性对标测试，并能够根据测试功能需求自由选配辅助测试模块以满足不同需要，能更准确的检出现场问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置的结构示意图；

其中：1-电脑，2-测试台，21-集中器，22-第一台体继电器组，23-第二台体继电器组，24-采集器，3-电表，4-误差仪，5-主控柜，6-三相程控源，7-三相标准表，8-串口服务器一，9-电子负载测试模块，10-中间人攻击模块、11-信息安全仿真测试模块，1101-FPGA模块，1102-串口服务器二，1103-上下行通讯模块，12-多路通讯模块。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型所提供的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置包括:电脑1、测试台2及检测装置。其中，电脑1用于对信息安全测试方案及可靠性测试方案进行导入、导出、编辑、执行；具体的，电脑1用于根据信息安全的指标对信息安全测试方案进行修改后，得到相应的信息安全的测试方案，电脑1再根据得到的信息安全的测试方案对被检设备进行评测，得到信息安全的测试报告（评估报告）；信息安全可靠性测试系统还用于通过智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置对被检终端及电表进行数据抄读。具体实施中描述的电表3为电能表。

测试台2包括：电表挂表位、集中器挂表位、台体继电器组及采集器挂表位；台体继电器组通过集中器挂表位与电脑1连接，被检测的集中器21安装在集中器挂表位上，集中器21与电脑1之间的通讯方式包括：GPRS、CDMA、LTE或光纤中的一种或多种。台体继电器组包括两组，分别为第一台体继电器组22和第二台体继电器组23，两组台体继电器组上均设有多个继电器，第一台体继电器组22和第二台体继电器组23的每个继电器均与一个采集器挂表位连接，被检测的采集器24安装在采集器挂表位上，即一个继电器对应连接一个采集器24，通过控制每个继电器能够独立选通从而控制组网的，可根据需要组网选择对应的继电器工作；第一台体继电器组22和第二台体继电器组23均通过集中器挂表位与集中器21连接，第一台体继电器组22和第二台体继电器组23均能与电表挂表位连接，被检测的电表3安装在电表挂表位上，可以仅选择被检测的电表3与第二台体继电器组23连接（如图1所示），通过电表挂表位给电表3提供供电及通讯组网接口，使电表3能够直接接入智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，进行RS485、载波、无线组网连接模拟实际的运行环境，电表的信息安全及可靠性检测装置能够给电表3提供模拟组网的测试环境。被检测的电表3包括三相电表和单相电表等各种电表。

具体的，第一台体继电器组22和第二台体继电器组23的继电器的常闭触点均分别与集中器21连接，第一台体继电器组22和第二台体继电器组23的每个继电器的公共触点均分别与1个采集器24连接，第一台体继电器组22和第二台体继电器组23的每个继电器的公共触点均能与一个或多个的电表3连接，采集器24包括两种类型，分别为型采集器和型采集器；两种类型的采集器都是用来采集电表的数据的，根据不同的电表选择不同结构大小的采集器类型，本实施例的采集器24是通过第二台体继电器组23选择与单相电表或者三相电表相连，通过第二台体继电器组23中每个继电器的独立控制，采集器24连接的电表的类型及数量都可以独立选择和组合；每个采集器24可选择连一个或者多个单相电能表或者三相电能表进行测试，即通过控制相应的继电器通电选择相应的电表进行测试。本实施例采用的型采集器的型号为HL3401型采集器，型采集器的型号为DCZL13-PLCM1643型采集器。

继续参考图1，检测装置包括：误差仪4、主控柜5、程控功率源、三相标准表7、串口服务器一8及通信测试模块，检测装置的各模块均独立嵌入在测试台2上。程控功率源为三相程控源6，主控柜5通过串口服务器一8与电脑1连接，主控柜5分别与测试台2的台体继电器组、三相程控源6及误差仪4连接，三相程控源6分别与测试台2的每个表位（电表挂表位、集中器挂表位及采集器挂表位）的供电端子、电流回路及终端的供电端子和三相标准表7连接，三相标准表7与主控柜5和误差仪4连接，误差仪4与测试台2的每个表位的脉冲检测输入端子连接。本实施例采用的误差仪4的型号为基于芯片STM32F103实现，主控柜的型号为基于芯片STM32L476实现，程控功率源的型号为2231型，三相标准表7的型号为DSB-301，串口服务器一8的型号为UT-6008。

主控柜5通过串口服务器与电脑1进行信息交互的工作原理为：主控柜5通过电脑1的命令控制测试台2的第一台体继电器组22的继电器和第二台体继电器组23继电器的开合，能够实现智能电表或终端进行组网测试和单独测试；主控柜5也能够通过电脑1的命令控制三相程控源6对电压、电流、频率、相位的输出；三相程控源6输出的电压、电流、频率、相位同时供给测试台2上连接的测试的智能电表或终端，三相标准表7与测试智能电表同步计量和测量；三相标准表7计量和测试的数据反馈回主控柜5，主控柜5能够根据三相标准表7反馈的测量值对程控源输出信号调整，直到输出稳定的标准电压、电流、频率、相位；误差仪4依据三相标准表7输出的高频脉冲作为标准，捕捉被检表同步输出的能量脉冲个数进行计算，输出计量误差，此误差数据电脑1可以通过主控柜5读取。

进一步参考图1，通信测试模块包括：电子负载测试模块9、中间人攻击模块10、信息安全仿真测试模块11及多路通讯模块12；通信测试模块中的各模块均独立嵌入在测试台2固定位置，各模块功能独立。

电子负载测试模块9分别与串口服务器一8、第一台体继电器组22的所有继电器的公共触点和第二台体继电器组23的所有继电器的公共触点连接，用于测试RS485总线及载波模块的带载能力。

多路通讯模块12分别与串口服务器一8、第一台体继电器组22的所有继电器的常开触点和第二台体继电器组23的所有继电器的常开触点连接。多路通信测试模块12用于对待检测的终端或智能电表支持的各类通信信道RS485、载波、无线、红外性能进行电平信号的转换，将信道不同的电平状态转换成电脑1能识别的RS232电平信号；并且通过串口服务器一8和电脑1通讯，可根据电脑1下发的控制命令选择单个或者多个通讯信道；如当前进行RS485通讯信道的测试，则通过电脑1下发控制命令选择RS485，即选择多路通讯的RS485和测试台2的RS485总线连接，其他通讯信道选择类似。

中间人攻击模块10并联在串口服务器与多路通讯模块12的两端。中间人攻击模块10用于对组成的测试网络进行信息安全攻击测试，比如：常规的DOS攻击、中间人攻击、死亡之ping、洪泛攻击、重放攻击等。

信息安全仿真测试模块11与电脑1连接，信息安全仿真测试模块11为基于FPGA的信息安全仿真测试模块11，信息安全仿真测试模块11包括依次连接的FPGA模块1101、串口服务器二1102及上下行通讯模块1103，串口服务器二1102与电脑1连接；串口服务器一8分别与电脑1、集中器21和主控柜5连接。信息安全仿真测试模块11用于仿真待检测的终端或者电表的实际存储环境测试，测试存储数据的信息安全性。上下行通讯模块1103用于模拟终端及电表通讯接口检测终端及电表上上行及下行的各种通讯模块，被检通讯模块直接插接在上下行通讯模块1103上，通过信息安全可靠性测试系统即可对被检通讯模块进行接口协议一致性测试、可靠性测试。FPGA模块1101和上下行通讯模块1103仿真测试独立于测试台2，能够独立供电、独立的通讯信道；主要为存储数据安全、计量数据安全、时钟数据安全、通讯模块可靠性提供深度测试。本实施例采用的FPGA模块1101是基于芯片STM32F103实现，串口服务器二1102的型号为UT-6008，上下行通讯模块1103是基于芯片STM32L152实现。

电表挂表位、集中器挂表位及采集器挂表位能够给被检测的电表、集中器及采集器提供供电及通讯组网接口，即电表、集中器21及采集器接入测试台2上，测试台2能够给电表、集中器21及采集器提供模拟组网的测试环境。每个挂表接口独立控制和加载，可模拟组网现场带载能力测试，如图1中多路通讯模块12与台体继电器组的连接即为RS485、电力线载波通讯组网连接，比如测试电表对RS485总线带载能力测试，可通过电脑1控制电子负载测试模块9选择不同电子负载大小后，来观测电表的RS485的通讯可靠性状态，连续测试状态下，是否有丢帧、帧不完整、数据错乱、误码的情况来评定电表对RS485总线带载的敏感性。

本实施例中，智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置的所有通信信号有符合南网技术规范标准的RS485、载波、无线信号，通过多路通讯模块12将信号转换为RS232电平信号，供电脑1读取解析；台体各电表表位上进行误差检测的电表（三相标准表7）输出给误差仪4的标准脉冲信号80±16ms；其次是程控源输出给测试台2每个表位端子的工频电压、电流信号；其他所有控制信号都为数字信号。多路通讯模块12内嵌单片机，通过该单片机内嵌软件，此软件对上可以接收电脑1的串口发出的控制指令，并给出响应，同时控制多路通讯进行相应的动作，其他中间人攻击模块10、FPGA模块1101、上下行通讯模块1103及电子负载测试模块9类似。通信测试模块都有独立内嵌软件对上和信息安全可靠性测试系统通讯，对本智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置控制及与其相连的装置进行通信或者信号检测。本实施例采用的电子负载测试模块9是基于芯片STM32L152实现，中间人攻击模块10是基于芯片STM32F103实现，多路通讯模块12的型号是基于芯片STM32L152实现。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，其特征在于：包括：

上位机，用于对信息安全测试方案及可靠性测试方案进行导入、导出、编辑、执行，得到评估报告；同时还用于对被检终端及电表进行数据抄读；

测试台，包括：电表挂表位、集中器挂表位、台体继电器组及采集器挂表位；所述台体继电器组通过所述集中器挂表位与上位机连接；所述台体继电器组设有多个继电器，每个所述继电器均与一个所述采集器挂表位连接，所述台体继电器组与电表挂表位连接；以及

检测装置，包括：误差仪、主控柜、程控功率源、三相标准表、串口服务器一及通信测试模块；所述串口服务器一与集中器挂表位连接；所述主控柜通过所述串口服务器一与上位机连接，所述主控柜分别与测试台、三相程控源及误差仪连接，所述三相程控源分别与测试台和三相标准表连接，所述三相标准表与主控柜和误差仪连接，所述误差仪与测试台连接；所述通信测试模块分别与测试台、串口服务器及上位机连接，用于通过上位机对测试台上的被检测设备进行多路通道选择、电子负载测试、中间人攻击测试及信息安全仿真测试。

2.根据权利要求1所述的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，其特征在于：所述通信测试模块包括：电子负载测试模块、中间人攻击模块、信息安全仿真测试模块及多路通讯模块；第一台体继电器组和第二台体继电器组均通过电子负载测试模块与串口服务器一与上位机连接；所述第一台体继电器组和第二台体继电器组均通过多路通讯模块与串口服务器一与上位机连接；所述中间人攻击模块并联在所述串口服务器与多路通讯模块的两端；所述信息安全仿真测试模块与上位机连接。

3.根据权利要求2所述的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，其特征在于：所述信息安全仿真测试模块为基于FPGA的信息安全仿真测试模块，包括依次连接的FPGA模块、串口服务器二及上下行通讯模块，所述串口服务器二与上位机连接。

4.根据权利要求1所述的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，其特征在于：所述台体继电器组为一组、两组或多组，台体继电器组之间通过采集器挂表位连接。

5.根据权利要求1所述的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，其特征在于：所述检测装置安装在所述测试台上。

6.根据权利要求1所述的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，其特征在于：所述被检测设备包括单相电能表、三相电能表、集中器、采集器中的一种或两种组合，所述被检测设备包括单相电能表、三相电能表、集中器、采集器安装在对应的挂表位上。

7.根据权利要求1所述的智能终端及电表的信息安全及可靠性检测装置，其特征在于：被检测的集中器安装在所述集中器挂表位上，所述集中器与上位机的通讯方式包括：GPRS、CDMA、LTE或光纤中的一种或多种。