專利名稱：煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種連接安全區(qū)和危 險(xiǎn)區(qū)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的無(wú)線自動(dòng)抄表系統(tǒng)一般釆用無(wú)線工作頻率為433.92MHz，該頻 率接收范圍小， 一般100-300m之間，本系統(tǒng)采用GPRS/CDMA形式，利 用移動(dòng)通信和聯(lián)通范圍廣、高效率等特點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送。部分系統(tǒng)也采用 GPRS/CDMA形式進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，但是由于在無(wú)線傳送不連續(xù)性，服務(wù)器 端不能解析不完整的數(shù)據(jù)傳送包。另外，其它系統(tǒng)都不能解決現(xiàn)場(chǎng)抄流量 修正儀表的數(shù)據(jù)和控制輸入輸出(DI、 DO、 AI、 AO)自由拓展性，所以 遠(yuǎn)不能滿足燃?xì)猬F(xiàn)場(chǎng)控制的要求，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的監(jiān)控。
常用的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)大都針對(duì)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其工作流程及 原理如下
1、 釆集流量計(jì)儀表模塊(EK)、釆集流量計(jì)儀表模塊(CORUS)等 模塊通過(guò)RS485、 RS232、 RS422等接口分別按照相關(guān)的流量計(jì)修正儀表 協(xié)議獲取流量計(jì)的壓力、溫度、工況流量、表況流量等用戶需要的數(shù)據(jù)。
2、 小型的PLC獲取現(xiàn)場(chǎng)輸入信息(Di、 Ai),通過(guò)編寫梯形圖程序， 有效的控制現(xiàn)場(chǎng)輸出信息(Do、 Ao)。
3、 上述兩步獲得的有效數(shù)據(jù)，通過(guò)Modbus總線傳送給GSM模塊(主)。
4、 GSM模塊(主)通過(guò)Modbus總線獲得子模塊的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)獨(dú) 特的加密(適合單片機(jī)的加密算法)后通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至 SCADA計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
5、 SCADA計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲得Gsm模塊(主)的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)解密、 數(shù)據(jù)分析后以O(shè)PC-server的形式提供給本身SCADA系統(tǒng)和其它支持OPC 的SCADA系統(tǒng)使用，便于聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更大的系統(tǒng)。
上述的抄表系統(tǒng)存在著數(shù)據(jù)包傳輸誤差的問(wèn)題，使公司入戶抄表困 難、抄表效率低、準(zhǔn)確度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，解決常用抄表系統(tǒng)存在 著數(shù)據(jù)包傳輸誤差的問(wèn)題，使公司入戶抄表困難、抄表效率低、準(zhǔn)確度不 高。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括GSM主模塊和與GSM主模塊連接的采 集流量計(jì)儀表模塊EK、采集流量計(jì)儀表模塊CORUS、 PLC模塊、隔離電 源模塊，GSM主模塊以O(shè)PC-SERVER的形式與SCADA計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接， 其中GSM主模塊進(jìn)行GPRS/CDMA傳輸時(shí)，加密基于KEELOQ算法，儀 表端需要經(jīng)過(guò)與主機(jī)的學(xué)習(xí)才能與主機(jī)進(jìn)行通信，學(xué)習(xí)的過(guò)程中儀表端把 序列號(hào)SN、加密密鑰EN一KEY送給主機(jī)，主機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，具體采用一 下步驟
A、 儀表端把序列號(hào)SN、加密密鑰EN一KEY、 16位隨才幾數(shù)保存在儀 表端FLASH中；
B、 儀表端把有效數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，獲得16位的CSR[15:0]，然后把16 位CSR[15:0]隨機(jī)插入16位CSR[31:16]中，形成32位的CSR[31:0];
C、 用64位的加密密鑰EN—KEY[64:0]去加密32位的CSR[31:0]得到 32位的CRYP密文；
D、 主機(jī)端獲得儀表端發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，然后重復(fù)步驟B的 算法得到密文進(jìn)行比較，如果沒(méi)有錯(cuò)誤則證明接收儀表端發(fā)送的數(shù)據(jù)包正 確。
SCADA計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲得GSM模塊的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)解密、數(shù)據(jù)分析后 以O(shè)PC-SERVER的形式提供給本身SCADA系統(tǒng)和其它支持OPC的 SCADA系統(tǒng)使用，便于聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更大的系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于釆用了 GPRS/CDMA有效的進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，利用加 密技術(shù)成功的解決了 GPRS/CDMA通信過(guò)程中不完整的數(shù)據(jù)包的情況。另 外，利用模塊化的設(shè)計(jì)成功的解決現(xiàn)場(chǎng)采集修正儀表的數(shù)據(jù)和輸入輸出(DI、 DO、 AI、 AO)自由拓展性；能夠?yàn)槿細(xì)猬F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控提供很好的方案。 供電方式采用隔爆電源和本安電源模塊供電模塊靈活性滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需 要。


下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步詳細(xì)說(shuō)明。 圖1是常用的煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明公開的煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括GSM主模塊和 與GSM主模塊連接的采集流量計(jì)儀表模塊EK、采集流量計(jì)儀表模塊 CORUS、 PLC模塊、隔離電源模塊，GSM主模塊通過(guò)MODBUS總線與采 集流量計(jì)儀表模塊EK、采集流量計(jì)儀表模塊CORUS、 PLC模塊連接。所 述隔離電源模塊的本安電源安置在隔爆箱內(nèi)部，GSM主模塊以 OPC-SERVER的形式與SCADA計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，其中GSM主模塊進(jìn)行 GPRS/CDMA傳輸時(shí)，加密基于KEELOQ算法，儀表端需要經(jīng)過(guò)與主機(jī)的 學(xué)習(xí)才能與主機(jī)進(jìn)行通信，學(xué)習(xí)的過(guò)程中儀表端把序列號(hào)SN、加密密鑰 EN一KEY送給主機(jī)，主機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，主機(jī)對(duì)每一個(gè)儀表端設(shè)置一片 EEPROM,用以存儲(chǔ)儀表端序列號(hào)SN、加密密鑰EN—KEY和16位隨機(jī)數(shù) 據(jù)。具體釆用一下步驟
A、 儀表端把序列號(hào)SN、加密密鑰EN—KEY、 16位隨機(jī)數(shù)保存在儀 表端FLASH中；
B、 儀表端把有效數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，獲得16位的CSR[15:0],然后把16 位CSR[15:0]隨機(jī)插入16位CSR[31:16]中，形成32位的CSR[31:0];
C、 用64位的加密密鑰EN—KEY[64:0]去加密32位的CSR[31:0]得到 32位的CRYP密文；
加密機(jī)制為首先定義一個(gè)非線性表，這個(gè)非線性表有5位輸入 NLF—IN[4:0], —位輸出NLF—OUT。它在CSR[31:0]中間隔均勻地取固定5
5位:i0.il.i2.i3.i4,通過(guò)非線性產(chǎn)生一個(gè)輸出碼NLF—OUT;這一位輸出碼 NLF—OUT再與EN—KEY中的15位.CSR中的2位進(jìn)行異或運(yùn)算后輸出第一位 輸出碼CRYP
;每輸出一位后，EN—KEY.CSR分別進(jìn)行移位，EN—KEY作循 環(huán)移位，CRYP
作為CSR移位的輸入；重復(fù)上述步驟直到輸出32位 CRYP
。依此法，即使32bit的校驗(yàn)碼CSR中只有一位發(fā)生變化，用KEELOQ 加密算法得到的CRYP密文也會(huì)有50。/。以上的數(shù)據(jù)位(16bit)發(fā)生變化。
D、主機(jī)端獲得儀表端發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，然后重復(fù)步驟B的 算法得到密文進(jìn)行比較，如果沒(méi)有錯(cuò)誤則證明接收儀表端發(fā)送的數(shù)據(jù)包正確。
SCADA計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲得GSM模塊的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)解密、數(shù)據(jù)分析后 以O(shè)PC-SERVER的形式提供給本身SCADA系統(tǒng)和其它支持OPC的 SCADA系統(tǒng)使用，便于聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更大的系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用了 GPRS/CDMA有效的進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，利用加 密技術(shù)成功的解決了 GPRS/CDMA通信過(guò)程中不完整的數(shù)據(jù)包的情況。另 外，利用模塊化的設(shè)計(jì)成功的解決現(xiàn)場(chǎng)采集修正儀表的數(shù)據(jù)和輸入輸出 (DI、 DO、 AI、 AO)自由拓展性；能夠?yàn)槿細(xì)猬F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控提供很好的方案。 供電方式采用隔爆電源和本安電源模塊供電模塊靈活性滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需 要。
權(quán)利要求
1、一種煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括GSM主模塊和與GSM主模塊連接的采集流量計(jì)儀表模塊EK、采集流量計(jì)儀表模塊CORUS、PLC模塊、隔離電源模塊，GSM主模塊以O(shè)PC-SERVER的形式與SCADA計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，其中GSM主模塊進(jìn)行GPRS/CDMA傳輸時(shí)，加密基于KEELOQ算法，儀表端需要經(jīng)過(guò)與主機(jī)的學(xué)習(xí)才能與主機(jī)進(jìn)行通信，學(xué)習(xí)的過(guò)程中儀表端把序列號(hào)SN、加密密鑰EN_KEY送給主機(jī)，主機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，其特征是，具體采用一下步驟A、儀表端把序列號(hào)SN、加密密鑰EN_KEY、16位隨機(jī)數(shù)保存在儀表端FLASH中；B、儀表端把有效數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，獲得16位的CSR[15:0]，然后把16位CSR[15:0]隨機(jī)插入16位CSR[31:16]中，形成32位的CSR[31:0]；C、用64位的加密密鑰EN_KEY[64:0]去加密32位的CSR[31:0]得到32位的CRYP密文；D、主機(jī)端獲得儀表端發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，然后重復(fù)步驟B的算法得到密文進(jìn)行比較，如果沒(méi)有錯(cuò)誤則證明接收儀表端發(fā)送的數(shù)據(jù)包正確。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征是，GSM主模 塊通過(guò)MODBUS總線與采集流量計(jì)儀表模塊EK、釆集流量計(jì)儀表模塊 CORUS、 PLC才莫塊連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征是，主機(jī)對(duì)每 一個(gè)儀表端設(shè)置一片EEPROM,用以存儲(chǔ)儀表端序列號(hào)SN、'加密密鑰 EN—KEY和16位隨機(jī)數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征是，所述隔離 電源模塊的本安電源安置在隔爆箱內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤氣遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括GSM主模塊和與GSM主模塊連接的采集流量計(jì)儀表模塊EK、采集流量計(jì)儀表模塊CORUS、PLC模塊、隔離電源模塊，其中GSM主模塊進(jìn)行GPRS/CDMA傳輸時(shí)，加密基于KEELOQ算法，儀表端需要經(jīng)過(guò)與主機(jī)的學(xué)習(xí)才能與主機(jī)進(jìn)行通信，學(xué)習(xí)的過(guò)程中儀表端把序列號(hào)SN、加密密鑰EN_KEY送給主機(jī)，主機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用了GPRS/CDMA有效的進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，利用加密技術(shù)成功的解決了GPRS/CDMA通信過(guò)程中不完整的數(shù)據(jù)包的情況。另外，供電方式采用隔爆電源和本安電源模塊供電模塊靈活性滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要。
文檔編號(hào)H04L29/06GK101581591SQ20081019171
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者吳慶彬, 徐曉明 申請(qǐng)人:無(wú)錫虹葉騰文電子科技有限公司