一种提高通讯可靠性的冗余校验方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提高通讯可靠性的冗余校验方法及系统，包括：数据发送单元对所需发送的源数据加了数据保护层之后，第一次发送数据至数据接收单元；对第一次发送的数据进行加密处理后由数据发送单元第二次发送至数据接收单元；数据接收单元确定接收到的数据为目标数据，分别校验第一次接收的数据和第二次接收的数据的保护层；比较第一次接收的数据和第二次接收的数据的一致性；若校验结果为第一次接收的数据与第二次接收的数据各自的保护层校验均正确，并且第一次接收的数据和第二次接收的数据比较结果为一致，则确定所述目标数据完整；否则，则确定所述目标数据不完整。本发明专利技术大大提高了检测出数据不完整的概率，大大提高了通讯的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业控制领域，特别涉及一种提高通讯可靠性的冗余校验方法及系统。
技术介绍
工业生产给人类带来发展与进步的同时，也造成了事故所导致的经济损失及人身伤害。IEC 61508标准的出台为工业的安全生产指明了方向。IEC61508提出了功能安全的概念，当功能出现问题引发危险时，可避免危险或者将危险出现的概率降到一个可接受的范围内，以保证系统能安全可靠地进行。IEC 61508虽然以电气、电子、可编程电子的安全相关系统命名，但它的思想适用于所有用于保证安全的系统。对于现场总线来说，电磁干扰、宇宙射线等各种因素引起的通讯故障，可能会对现场总线系统造成很大影响。功能安全的提出对于现场总线同样意义重大，使其在功能出现问题引发危险时能降低风险，保证现场总线在运行中的可靠性、有效性。安全相关领域的控制系统，如铁路控制、工业过程控制、核电控制和机械行业控制等系统中，必须要考虑通信系统的功能安全。为保证通信系统的安全性，一般给源数据添加保护层，在其中使用各种防御技术，从而满足系统安全完整性等级(SIL)需求。所述保护层可以为报文序列号、时间戳、时间窗、数据发送单元与数据接收单元身份码、CRC校验等，视具体应用进行选择，以防止或减少报文重复、报文丢失、报文意外插入、报文错序、报文延迟超时、过程数据损坏、报文伪装等通信错误的发生。对于安全要求比较高的控制系统，要求系统安全完整性等级要达到SIL3甚至更高的SIL4等级。而对于数据量比较大的通讯，只单纯采取增加保护层的方法，很可能达不到安全完整性等级SIL3或SIL4的要求。
技术实现思路
为了显著提高通讯的可靠性和安全性，本专利技术的目的是提供一种提高通讯可靠性的冗余校验方法及系统，本专利技术大大提高了检测出数据不完整的概率，大大提高了通讯的可靠性。本专利技术的目的通过以下技术方案实现: 一种提高通讯可靠性的冗余校验方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 1)数据发送单元对源数据加入数据保护层，第一次发送至数据接收单元，其中，所述源数据为需要发送的原始数据，未经过任何处理； 2)数据发送单元在第一次发送完数据后，对所述第一次发送的数据进行加密处理，并且对加密后的数据第二次发送至数据接收单元； 3)数据接收单元确认接收到的数据为目标数据，解析第一次接收的数据和第二次接收的数据，对两次接收的数据的保护层各自进行校验，并比较两次接收的数据的一致性； 若校验结果为所述第一次接收的数据与所述第二次接收的数据各自的保护层校验均正确，并且所述第一次接收的数据和所述第二次接收的数据比较结果为一致，则确定所述目标数据完整；否则，则确定所述目标数据不完整。特别的，在数据接收单元进行所述第一次接收的数据和所述第二次接收的数据的校验与比较之后，还可增加: 所述数据接收单元将校验结果加上数据保护层，将此第一次反馈数据反馈给所述数据发送单元； 对所述第一次反馈数据进行加密处理后，将第二次反馈数据反馈给所述数据发送单元; 所述数据发送单元对数据接收单元反馈的第一次反馈数据和第二次反馈数据的保护层各自进行校验，并比较两次反馈数据的一致性。若校验结果为所述第一次反馈数据与所述第二次反馈数据各自的保护层校验均正确，并且所述第一次反馈数据和所述第二次反馈数据比较结果为一致，则确定本次通讯成功； 否则，本次通讯失败。特别的，所述数据发送单元对数据接收单元反馈的第一次反馈数据和第二次反馈数据的保护层各自进行校验，并比较两次反馈数据的一致性，该过程还包括: 所述数据发送单元在规定时间内未收到反馈数据，或对所述第一次反馈数据和第二次反馈数据的校验发现有误，所述数据发送单元采用重发一次的机制，即以上步骤重复一次。特别的，所述源数据包括所述数据发送单元中的全部数据块或部分数据块。一种提高通讯可靠性的冗余校验方法采用的系统，包括: 第一数据处理模块，用于给源数据加保护层，作为第一次发送的数据发送至数据接收单元，所述源数据为需要发送的原始数据，未经过任何处理； 第一数据发送模块，用于将所述第一次发送的数据发送至数据接收单元； 第一数据加密模块，用于对所述第一次发送的数据进行加密处理，生成所述第二次发送的数据； 第二数据发送模块，用于将所述第二次发送的数据发送至数据接收单元； 第一确定模块，用于确定所述第一次接收的数据为目标数据； 第一数据校验模块，用于校验所述第一次接收的数据的保护层，从而校验本次接收数据是否正确； 第二确定模块，用于确定所述第二次接收的数据为目标数据； 第二数据校验模块，用于校验所述第二次接收的数据的保护层，从而校验本次接收数据是否正确； 第一比较模块，用于比较所述第一次接收的数据和所述第二次接收的数据，若比较结果为所述第一次接收的数据和所述第二次接收的数据一致，则执行第三确定模块，否则，执行第四确定模块； 所述第三确定模块，用于确定所述目标数据完整； 所述第四确定模块，用于确定所述目标数据不完整。特别的，在数据接收单元进行所述第一次接收的数据和所述第二次接收的数据的校验与比较之后，即执行第三确定模块或第四确定模块之后，还可增加: 第一反馈模块，用于所述数据接收单元将校验结果加上保护层后，作为第一次反馈数据，反馈给所述数据发送单元； 第二数据加密模块，用于所述数据接收单元将所述第一次反馈数据进行加密处理，生成第二次反馈数据； 第二反馈模块，用于所述数据接收单元将所述第二次反馈数据反馈给所述数据发送单元; 第三数据校验模块，用于校验所述第一次反馈数据的保护层，从而校验本次接收数据是否正确； 第四数据校验模块，用于校验所述第二次反馈数据的保护层，从而校验本次接收数据是否正确； 第二比较模块，用于比较所述第一次反馈数据和所述第二次反馈数据，若比较结果为所述第一次反馈数据和所述第二次反馈数据一致，则执行第五确定模块，否则，执行第六确定丰吴块； 所述第五确定模块，用于确定所述数据发送单元接收到的反馈数据完整； 第六确定模块，用于在确定所述数据发送单元接收到的反馈数据不完整。特别的，所述数据发送单元对数据接收单元反馈的第一次反馈数据和第二次反馈数据的保护层各自进行校验，并比较两次反馈数据的一致性之后，若执行了第六确定模块，则系统还可以增加一次重发机制，而重发模块即为上述模块再执行一次。与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 本专利技术中，所述第二次发送的数据在发送前做了加密处理，与所述第一次发送的数据不一样，能够更大概率地检测出通讯故障。本专利技术中，数据接收单元除了分别校验第一次接收的数据和第二次接收的数据的保护层，还比较两次接收的数据的一致性，实现了冗余校验的效果，能够大大减小通讯故障残留的概率。使用本专利技术提出的冗余校验方法，改善了通用性，大大提高了检测出数据不完整的概率，大大提高了通讯的可靠性。【附图说明】图1是本专利技术提供的一种提高通讯可靠性的冗余校验方法的流程图； 图2是举例一种取反法对数据加密的流程图； 图3是举例一种异或法对数据加密的流程图； 图4是本专利技术提供的一种采用反馈机制的提高通讯可靠性的冗余校验方法的流程图； 图5是本专利技术提供的一种采用重发机制的提高通讯可靠性的冗余校验方法的流程图； 图6是本专利技术提供的一种对源数据分块的提高通讯可靠性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高通讯可靠性的冗余校验方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1）数据发送单元对源数据加入数据保护层，第一次发送至数据接收单元，其中，所述源数据为需要发送的原始数据，未经过任何处理；2）数据发送单元在第一次发送完数据后，对所述第一次发送的数据进行加密处理，并且对加密后的数据第二次发送至数据接收单元；3）数据接收单元确认接收到的数据为目标数据，解析第一次接收的数据和第二次接收的数据，对两次接收的数据的保护层各自进行校验，并比较两次接收的数据的一致性；若校验结果为所述第一次接收的数据与所述第二次接收的数据各自的保护层校验均正确，并且所述第一次接收的数据和所述第二次接收的数据比较结果为一致，则确定所述目标数据完整；否则，则确定所述目标数据不完整。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国耀，陈莉花，陈闯，查汀，杭哲，
申请(专利权)人：南京科远自动化集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32