一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统，属于工业数据通信隔离技术领域。包括内网机I、外网机II；内网机I包含应用控制模块III、传输控制模块V和物理控制模块VII；外网机II包含应用控制模块IV、传输控制模块VI和物理控制模块VIII；应用控制模块III与传输控制模块V双向通讯，传输控制模块V与物理控制模块VII双向通讯，物理控制模块VII与物理控制模块VIII通过串口光纤双向通讯，物理控制模块VIII与传输控制模块VI双向通讯，传输控制模块VI与应用控制模块IV双向通讯。本实用新型专利技术在应用层协议下做通信隔离，保证数据安全可靠传递，提高工业过程控制数据的可信度。

【技术实现步骤摘要】
一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统
本技术涉及一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统，属于工业数据通信隔离

技术介绍
工业大数据是指与工业领域相关的海量数据，包括信息化数据、物联网数据以及跨界数据，随着制造业网络化、智能化、数字化技术的不断发展，工业大数据正逐渐成为智能制造的核心驱动力。工业大数据具有大容量、多源性和连续采集等特点，导致其数据复杂度变高、实时性增强和异常数据增多等。面对复杂的工业大数据环境，数据采集的可靠性显得尤为重要，在数据传输的过程中采取隔离技术可有效提高其可靠性和准确性。目前在工业过程控制数据内外网络通信隔离技术中普遍采用物理隔离方法，其中的隔离传输手段主要采用摆渡、单向传输等方式，但摆渡方式操作繁琐，需要投入大量人力成本及中转存储处理设备，使得通信速度变慢，而且一次摆渡数据容量有限，无法实现数据实时传输；而采用单向传输方式，不能保证完全意义上的物理隔离；所以，既要保证数据的安全可靠传输，又要提供快捷高效的数据服务，就成为一个迫切需要解决的问题。已有或正在申请的专利主要集中于解决在物理隔离中存在的问题。“一种协议隔离的内外网数据通讯方法（申请号：2013102447941）”提出SQLserver数据转换服务包首先通过并行打印机口向串口通讯电路控制器发送高电平接通串口通讯电路，然后通过底层串口通讯监控模块发送数据，底层串口通讯监控模块通过发送握手信号，发送定长数据字节，数据加解密将内网数据库数据单向发送到外网数据库中，实质上还是物理隔离；“一种物理隔离状态下的内外网数据通信方法及系统（申请号：2013101347791）”将条码/二维码与数据融合技术有机的结合来实现内外网完全隔离状态下的内外网计算机之间的数据交换；“一种实现网络隔离访问型数据通信组合方法（申请号：201610020608X）”利用现有的网络结构，通过增加一套装置实现物理隔离，利用数据编码生成图形，图形识别解码还原成数据来完成网络隔离访问型数据通信。以上技术并未提出数据在应用层协议上的通信隔离，由此可见，已检索到的相关专利均不能解决如上所述提出的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统，用于克服传统工业数据通信安全可靠性差和通信速度慢等缺陷。根据自定义的数据包格式对数据进行处理，使内网机与外网机之间的过程控制数据以统一的格式进行传输，同时在应用层对数据字段中的各项数据标签进行有效性判断，这样能在数据通信的过程中起到有效的隔离作用。本技术采用的技术方案是：一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统，包括内网机I、外网机II；内网机I包含应用控制模块III、传输控制模块V和物理控制模块VII；外网机II包含应用控制模块IV、传输控制模块VI和物理控制模块VIII；内网机I通过串口光纤与外网机II相连，应用控制模块III与传输控制模块V双向通讯连接，传输控制模块V与物理控制模块VII双向通讯连接，物理控制模块VII与物理控制模块VIII通过串口光纤双向通讯连接，物理控制模块VIII与传输控制模块VI双向通讯连接，传输控制模块VI与应用控制模块IV双向通讯连接。所述的应用控制模块III用于将需要处理的数据转化成应用控制模块IV可以识别的数据包格式然后发送给传输控制模块V或者用于判断传输控制模块V发送来的响应信息是否正确；传输控制模块V用于对应用控制模块III发来的数据进行组包然后发送给物理控制模块VII或者用于对物理控制模块VII发送来的相应信息进行CRC校验后拆包然后发送给应用控制模块III；传输控制模块VI用于对物理控制模块VIII发来的数据包进行CRC校验，然后将正确的数据包拆包，再把拆包后的数据发送到应用控制模块IV，将错误的数据包信息直接发送错误响应包给物理控制模块VIII或者用于将接收到的应用控制模块IV发来的响应信息进行组包，然后发给物理控制模块VIII；应用控制模块IV用于对传输控制模块VI发送来的拆包后的数据字段中的各项数据标签进行有效性判断后，然后以应用控制模块III可以识别的响应数据包格式向传输控制模块VI发送响应信息。所述的应用控制模块III发送的应用控制模块IV可以识别的数据包格式为：包头标识+包长＋数据+校验，其中的数据字段标签包括源系统信息标签和采集点信息标签，源系统信息标签包含源地址代号标签、数据目的节点名标签、备注信息标签，源地址代号标签的内容为数据目的IP地址，数据目的节点名标签的内容为数据目的节点名；采集点信息标签包含采集点名称标签、采集数据的时间戳标签、备注信息标签，在一个发送数据包中可以有多个采集点信息标签，采集点名称标签的内容为采集点的数据，采集数据的时间戳标签的内容为采集数据的时间戳，备注信息标签的内容为备注信息。所述的控制应用层模块IV发送的响应数据包格式为：包头标识+包长＋数据+校验，其中的数据字段标签为响应信息标签，响应信息标签包含响应代码标签、响应的备注信息标签，响应代码标签的内容为响应代码，响应的备注信息标签的内容为响应的备注信息。本技术的有益效果是：1、使在工业大数据采集中传输的数据以统一的格式进行传送；2、保证数据安全可靠传递，提高工业过程控制数据的可信度。3、适应无硬件隔离条件下，在应用层协议上实现通信隔离，更加灵活，实用性好。附图说明图1为本技术的系统结构框图；图2为本技术的一次数据传输流程图；图3为本技术的通讯数据帧结构示意图。图中各标号为：I-内网机，II-外网机，III-应用控制层，IV-应用控制层，V-传输控制层，VI-传输控制层，VII-物理控制层，VIII-物理控制层。具体实施方式实施例1：如图1所示，一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统，包括内网机I、外网机II；内网机I包含应用控制模块III、传输控制模块V和物理控制模块VII；外网机II包含应用控制模块IV、传输控制模块VI和物理控制模块VIII；内网机I通过串口光纤与外网机II相连，应用控制模块III与传输控制模块V双向通讯连接，传输控制模块V与物理控制模块VII双向通讯连接，物理控制模块VII与物理控制模块VIII通过串口光纤双向通讯连接，物理控制模块VIII与传输控制模块VI双向通讯连接，传输控制模块VI与应用控制模块IV双向通讯连接。所述的应用控制模块III用于将需要处理的数据转化成应用控制模块IV可以识别的数据包格式然后发送给传输控制模块V或者用于判断传输控制模块V发送来的响应信息是否正确；传输控制模块V用于对应用控制模块III发来的数据进行组包然后发送给物理控制模块VII或者用于对物理控制模块VII发送来的相应信息进行CRC校验后拆包然后发送给应用控制模块III；传输控制模块VI用于对物理控制模块VIII发来的数据包进行CRC校验，然后将正确的数据包拆包，再把拆包后的数据发送到应用控制模块IV，将错误的数据包信息直接发送错误响应包给物理控制模块VIII或者用于将接收到的应用控制模块IV发来的响应信息进行组包，然后发给物理控制模块VIII；应用控制模块IV用于对传输控制模块VI发送来的拆包后的数据字段中的各项数据标签进行有效性判断后，然后以应用控制模块III可以识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统，其特征在于：包括内网机I、外网机II；内网机I包含应用控制模块III、传输控制模块V和物理控制模块VII；外网机II包含应用控制模块IV、传输控制模块VI和物理控制模块VIII；内网机I通过串口光纤与外网机II相连，应用控制模块III与传输控制模块V双向通讯连接，传输控制模块V与物理控制模块VII双向通讯连接，物理控制模块VII与物理控制模块VIII通过串口光纤双向通讯连接，物理控制模块VIII与传输控制模块VI双向通讯连接，传输控制模块VI与应用控制模块IV双向通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统，其特征在于：包括内网机I、外网机II；内网机I包含应用控制模块III、传输控制模块V和物理控制模块VII；外网机II包含应用控制模块IV、传输控制模块VI和物理控制模块VIII；内网机I通过串口光纤与外网机II相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，王海云，张果，欧阳鑫，杨晓洪，车国霖，李善超，张永华，王挥华，刘旭晗，李小彤，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53