本發(fā)明涉及通信控制領域，特別是一種智能化污水處理系統(tǒng)的通信控制方法。

背景技術(shù)：

隨著國家城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，農(nóng)村小城鎮(zhèn)的集中居住進程的加快，以及人們生活水平的日益提高，生活污水的排放對河流和生態(tài)的污染越來越大。如何治污就成了迫在眉睫的事情。小型分散污水處理由此而誕生。

目前的小型分散污水處理系統(tǒng)對設備自身的運行狀態(tài)和運行參數(shù)進行監(jiān)控，以及終端設備向控制中心上報狀態(tài)信息。但此類設備數(shù)據(jù)和設備狀態(tài)用的是模擬信號、數(shù)字明碼或者做了簡單加密進行傳輸，此類傳輸方式容易被別有用心的人破解，更改設備運行參數(shù)或者電子攻擊使其設備無法正常運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，針對上述問題，有必要提出一種智能化污水處理系統(tǒng)的通信控制方法，該控制方法在分散、無人值守的污水處理系統(tǒng)中，對連接在終端設備控制主機上的各傳感設備和監(jiān)測設備的命令發(fā)送及返回數(shù)據(jù)通信進行分解后位加密、數(shù)據(jù)加擾處理，而且每臺終端設備控制主機的加密運算數(shù)都是隨機的，這樣就有效避免了別有用心的人采用搭接線路，篡改設備的正常運行數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種智能化污水處理系統(tǒng)的通信控制方法，該污水處理系統(tǒng)包括控制中心、終端設備控制主機、傳感設備和監(jiān)測設備，其中，包括“終端設備控制主機按預設定的時間向控制中心發(fā)送工作狀態(tài)信息”的步驟，同時包括以下步驟：

a、終端設備控制主機發(fā)送加密、加擾命令至傳感設備或監(jiān)測設備后等待接收數(shù)據(jù)，并進入步驟b；

b、傳感設備或監(jiān)測設備接收來自終端設備控制主機的加密、加擾命令并解析命令后進入步驟c；

c、傳感設備或監(jiān)測設備判斷接收到的命令是否為讀取數(shù)據(jù)命令，如果是，則進入步驟d；如果不是，則正常工作，同時等待終端設備控制主機發(fā)送命令，并回到步驟a；

d、傳感設備或監(jiān)測設備按命令要求返回加密、加擾數(shù)據(jù)至終端設備控制主機后進入步驟e；

e、終端設備控制主機接收來自傳感設備或監(jiān)測設備的加密、加擾數(shù)據(jù)并解析數(shù)據(jù)后進入步驟f；

f、終端設備控制主機判斷是否為讀取數(shù)據(jù)命令所要求的傳感設備或監(jiān)測設備返回的數(shù)據(jù)，如果是，則進入步驟g；如果不是，則進入步驟h；

g、終端設備控制主機讀取需要的數(shù)據(jù)；

h、終端設備控制主機判斷是否多次未收到正確的返回數(shù)據(jù)，如果是，則發(fā)送未返回數(shù)據(jù)的傳感設備或監(jiān)測設備的故障信息至控制中心；如果不是，則繼續(xù)接收數(shù)據(jù)，并回到步驟a。

在分散、無人值守的污水處理系統(tǒng)中，對連接在終端設備控制主機上的各傳感設備和監(jiān)測設備的命令發(fā)送及返回數(shù)據(jù)通信進行分解后位加密、數(shù)據(jù)加擾處理，這樣就有效避免了別有用心的人采用搭接線路，篡改設備的正常運行數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，如果超過預設定的時間控制中心未收到終端設備控制主機發(fā)送的工作狀態(tài)信息，則控制中心提示終端設備控制主機工作異常，并繼續(xù)等待接收終端設備控制主機發(fā)送的工作狀態(tài)信息。

優(yōu)選地，步驟a包括如下步驟：

a1、將傳感設備或監(jiān)測設備的地址、傳感設備或監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)個數(shù)做數(shù)據(jù)正確性校驗并生成原始命令和校驗碼，進入步驟a2；

a2、將原始命令連同步驟a1中的校驗碼進行位加密生成加密命令，隨機取該加密命令中的一單字節(jié)作為加密運算數(shù)，將該加密命令連同該加密運算數(shù)生成新的一組加密命令，進入步驟a3；

a3、分別取時鐘毫秒的不重復隨機數(shù)即加擾碼，加在新的加密命令的字節(jié)之間，生成加密、加擾命令，進入步驟a4；

a4、對加密、加擾命令進行正確性校驗，連同該校驗碼組成一幀新的加密、加擾命令發(fā)送至傳感設備或監(jiān)測設備。

終端設備控制主機發(fā)送加密、加擾命令的方式為有線或者無線。

終端設備控制主機發(fā)送的命令均進行位加密和加擾處理，而且每臺終端設備控制主機的加密運算數(shù)都是隨機的，這樣就有效避免了別有用心的人采用搭接線路，篡改設備的正常運行命令。并且命令采用了隨機數(shù)加擾傳輸，從而提高了污水處理系統(tǒng)運行的正常性。

優(yōu)選地，步驟b包括如下步驟：

b1、判斷接收到的每一幀加密、加擾命令是否正確，如果正確，則將該幀命令暫存；如果不正確，則丟掉該幀命令，并繼續(xù)接收命令；當暫存的正確的命令達到三幀后，進入步驟b2；

b2、判斷三幀正確的命令中任意兩幀命令的加擾碼是否相同，如果相同，則表示該三幀命令為無效命令，此時應丟掉該三幀命令，并繼續(xù)接收命令；如果不相同，則進入步驟b3；

b3、將命令過濾掉加擾碼，還原為加密命令，進入步驟b4；

b4、取出加密運算數(shù)對加密命令進行運算解碼；

b5、判斷解碼后的命令是否正確，如果正確，解析命令，進入步驟c；如果不正確，則丟掉命令，并繼續(xù)接收命令。

命令采用了隨機數(shù)加擾傳輸，傳感設備或監(jiān)測設備需要接收三次完全不同的命令才能解析成為一幀有效的命令，可以有效避免采用拷貝命令的方式，分析和篡改通信命令。

優(yōu)選地，步驟d包括如下步驟：

d1、根據(jù)命令要求取出數(shù)據(jù)；

d2、將本地設備地址、步驟d1中取出的數(shù)據(jù)和該數(shù)據(jù)的個數(shù)組成整組數(shù)據(jù)，對整組數(shù)據(jù)進行正確性校驗并生成校驗碼；

d3、將步驟d2中的整組數(shù)據(jù)連同校驗碼通過加密運算數(shù)進行位加密后生成加密數(shù)據(jù)；

d4、將加密數(shù)據(jù)加入加擾碼后生成加密、加擾數(shù)據(jù)，再次校驗后生成一組新的加密、加擾數(shù)據(jù)發(fā)送至終端設備控制主機。

傳感設備或監(jiān)測設備的返回數(shù)據(jù)通均進行位加密和加擾處理，而且每臺傳感設備或監(jiān)測設備的加密運算數(shù)都是根據(jù)終端設備控制主機的命令獲得的，這樣就有效避免了別有用心的人采用搭接線路，篡改設備的正常運行數(shù)據(jù)。并且每個傳感設備或監(jiān)測設備的返回數(shù)據(jù)均采用了隨機數(shù)加擾傳輸，從而提高了污水處理系統(tǒng)運行的正常性，和監(jiān)測數(shù)據(jù)真實性。

優(yōu)選地，步驟e包括如下步驟:

e1、判斷收到的每一組加密、加擾數(shù)據(jù)是否正確，如檢正確，則將該組數(shù)據(jù)暫存；如檢不正確，則丟掉該組數(shù)據(jù)，并繼續(xù)接收數(shù)據(jù)；

當暫存的正確的數(shù)據(jù)達到三組后，進入步驟e2；

e2、判斷三組正確的數(shù)據(jù)中任意兩組數(shù)據(jù)的加擾碼是否相同，如果相同，則表示該三組數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)，此時應丟掉該三組數(shù)據(jù)，并繼續(xù)接收數(shù)據(jù)；如果不相同，則進入步驟e3；

e3、將數(shù)據(jù)過濾掉加擾碼，還原為加密數(shù)據(jù)，進入步驟e4；

e4、用發(fā)送命令時的加密運算數(shù)對數(shù)據(jù)進行解碼；

e5、判斷解碼后的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確，則解析數(shù)據(jù)，完成接收，進入步驟f；如果不正確，則丟掉數(shù)據(jù)，并繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采用了隨機數(shù)加擾傳輸，終端設備控制主機需要接收三組完全不同的數(shù)據(jù)才能解析成為一組有效的數(shù)據(jù)，可以有效避免采用拷貝數(shù)據(jù)的方式，分析和篡改通信數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，在步驟h中，終端設備控制主機向傳感設備和監(jiān)測設備發(fā)出命令后，如果連續(xù)五次發(fā)送都未收到傳感設備或監(jiān)測設備返回數(shù)據(jù)，終端設備控制主機向控制中心發(fā)送對應傳感設備或監(jiān)測設備工作異常信息。

如果遇到對連接線路和信道不間斷地干擾攻擊，本控制及通信方法具有系統(tǒng)異常的報警功能，控制中心出現(xiàn)異常報警，可以派人到現(xiàn)場精準排除故障。從而提高了污水處理系統(tǒng)運行的正常性，和監(jiān)測數(shù)據(jù)真實性。

本發(fā)明的有益效果是：

1、在分散、無人值守的污水處理系統(tǒng)中，對連接在終端設備上的各傳感設備和監(jiān)測設備的命令發(fā)送及返回數(shù)據(jù)通信進行分解后位加密、數(shù)據(jù)加擾處理，而且每臺終端設備控制主機的加密運算數(shù)都是隨機的，這樣就有效避免了別有用心的人采用搭接線路，篡改設備的正常運行數(shù)據(jù)；

2、數(shù)據(jù)采用了隨機數(shù)加擾傳輸，需要接收三次完全不同的命令或數(shù)據(jù)才能解析成為一組有效的命令或數(shù)據(jù)，可以有效避免采用拷貝數(shù)據(jù)的方式，分析和篡改通信數(shù)據(jù)；

3、遇到對連接線路和信道不間斷地干擾攻擊，本控制及通信方法具有系統(tǒng)異常的報警功能，控制中心出現(xiàn)異常報警，可以派人到現(xiàn)場精準排除故障。從而提高了污水處理系統(tǒng)運行的正常性，和監(jiān)測數(shù)據(jù)真實性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中終端設備控制主機發(fā)送命令和接收數(shù)據(jù)的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例中傳感設備或監(jiān)測設備接收命令和發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例中終端設備控制主機生成加密、加擾命令的流程圖；

圖4為本發(fā)明實施例中傳感設備或監(jiān)測設備解碼命令的流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例中傳感設備或監(jiān)測設備生成加密、加擾數(shù)據(jù)的流程圖；

圖6為本發(fā)明實施例中終端設備控制主機解碼數(shù)據(jù)的流程圖；

圖7為本發(fā)明實施例中所述污水處理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標記：10-控制中心，20-終端設備控制主機，30-傳感設備，40-監(jiān)測設備。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。

實施例1

如圖1、圖2所示，一種智能化污水處理系統(tǒng)的通信控制方法，該污水處理系統(tǒng)包括控制中心10、終端設備控制主機20、傳感設備30和監(jiān)測設備40，其中，包括“終端設備控制主機20按預設定的時間向控制中心10發(fā)送工作狀態(tài)信息”的步驟，同時包括以下步驟：

a、終端設備控制主機20發(fā)送加密、加擾命令至傳感設備30或監(jiān)測設備40后等待接收數(shù)據(jù)，并進入步驟b；

b、傳感設備30或監(jiān)測設備40接收來自終端設備控制主機20的加密、加擾命令并解析命令后進入步驟c；

c、傳感設備30或監(jiān)測設備40判斷接收到的命令是否為讀取數(shù)據(jù)命令，如果是，則進入步驟d；如果不是，則正常工作，同時等待終端設備控制主機20發(fā)送命令，并回到步驟a；

d、傳感設備30或監(jiān)測設備40按命令要求返回加密、加擾數(shù)據(jù)至終端設備控制主機20后進入步驟e；

e、終端設備控制主機20接收來自傳感設備30或監(jiān)測設備40的加密、加擾數(shù)據(jù)并解析數(shù)據(jù)后進入步驟f；

f、終端設備控制主機20判斷是否為讀取數(shù)據(jù)命令所要求的傳感設備30或監(jiān)測設備40返回的數(shù)據(jù)，如果是，則進入步驟g；如果不是，則進入步驟h；

g、終端設備控制主機20讀取需要的數(shù)據(jù)；

h、終端設備控制主機20判斷是否多次未收到正確的返回數(shù)據(jù)，如果是，則發(fā)送未返回數(shù)據(jù)的傳感設備30或監(jiān)測設備40的故障信息至控制中心；如果不是，則繼續(xù)接收數(shù)據(jù)，并回到步驟a。

實施例2

本實施例在實施例1的基礎上，如果超過預設定的時間控制中心10未收到終端設備控制主機20發(fā)送的工作狀態(tài)信息，則控制中心10提示終端設備控制主機20工作異常，并繼續(xù)等待接收終端設備控制主機20發(fā)送的工作狀態(tài)信息。

實施例3

如圖3所示，本實施例在實施例1的基礎上，步驟a包括如下步驟：

a1、將傳感設備30或監(jiān)測設備40的地址、傳感設備30或監(jiān)測設備40的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)個數(shù)做數(shù)據(jù)正確性校驗并生成原始命令和校驗碼，進入步驟a2；

a2、將原始命令連同步驟a1中的校驗碼進行位加密生成加密命令，隨機取該加密命令中的一單字節(jié)作為加密運算數(shù)，將該加密命令連同該加密運算數(shù)生成新的一組加密命令，進入步驟a3；

a3、分別取時鐘毫秒的不重復隨機數(shù)即加擾碼，加在新的加密命令的字節(jié)之間，生成加密、加擾命令，進入步驟a4；

a4、對加密、加擾命令進行正確性校驗，連同該校驗碼組成一幀新的加密、加擾命令發(fā)送至傳感設備30或監(jiān)測設備40。

實施例4

如圖4所示，本實施例在實施例1的基礎上，步驟b包括如下步驟：

b1、判斷接收到的每一幀命令是否正確，如果正確，則將該幀命令暫存；如果不正確，則丟掉該幀命令，并繼續(xù)接收命令；當暫存的正確的命令達到三幀后，進入步驟b2；

b2、判斷三幀正確的命令中任意兩幀命令的加擾碼是否相同，如果相同，則表示該三幀命令為無效命令，此時應丟掉該三幀命令，并繼續(xù)接收命令；如果不相同，則進入步驟b3；

b3、將命令過濾掉加擾碼，還原為加密命令，進入步驟b4；

b4、取出加密運算數(shù)對加密命令進行運算解碼；

b5、判斷解碼后的命令是否正確，如果正確，解析命令，進入步驟c；如果不正確，則丟掉命令，并繼續(xù)接收命令。

實施例5

如圖5所示，本實施例在實施例1的基礎上，步驟d包括如下步驟：

d1、根據(jù)命令要求取出數(shù)據(jù)；

d2、將本地設備地址、步驟d1中取出的數(shù)據(jù)和該數(shù)據(jù)的個數(shù)組成整組數(shù)據(jù)，對整組數(shù)據(jù)進行正確性校驗并生成校驗碼；

d3、將步驟d2中的整組數(shù)據(jù)連同校驗碼通過加密運算數(shù)進行位加密后生成加密數(shù)據(jù)；

d4、將加密數(shù)據(jù)加入加擾碼后生成加密、加擾數(shù)據(jù)，再次校驗后生成一組新的加密、加擾數(shù)據(jù)發(fā)送至終端設備控制主機。

實施例6

如圖6所示，本實施例在實施例1的基礎上，步驟e包括如下步驟:

e1、判斷收到的每一組數(shù)據(jù)是否正確，如檢正確，則將該組數(shù)據(jù)暫存；如檢不正確，則丟掉該組數(shù)據(jù)，并繼續(xù)接收數(shù)據(jù)；

當暫存的正確的數(shù)據(jù)達到三組后，進入步驟e2；

e2、判斷三組正確的數(shù)據(jù)中任意兩組數(shù)據(jù)的加擾碼是否相同，如果相同，則表示該三組數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)，此時應丟掉該三組數(shù)據(jù)，并繼續(xù)接收數(shù)據(jù)；如果不相同，則進入步驟e3；

e3、將數(shù)據(jù)過濾掉加擾碼，還原為加密數(shù)據(jù)，進入步驟e4；

e4、用發(fā)送命令時的加密運算數(shù)對數(shù)據(jù)進行解碼；

e5、判斷解碼后的數(shù)據(jù)是否正確，如果正確，則解析數(shù)據(jù)，完成接收，進入步驟f；如果不正確，則丟掉數(shù)據(jù)，并繼續(xù)接收數(shù)據(jù)。

實施例7

本實施例在實施例1的基礎上，在步驟h中，終端設備控制主機20向傳感設備30和監(jiān)測設備40發(fā)出命令后，如果連續(xù)五次發(fā)送都未收到傳感設備30或監(jiān)測設備40返回數(shù)據(jù)，終端設備控制主機20向控制中心10發(fā)送對應傳感設備30或監(jiān)測設備40工作異常信息。

如圖7所示，圖7為本發(fā)明實施例中所述污水處理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該污水處理系統(tǒng)包括控制中心10、終端設備控制主機20、傳感設備30和監(jiān)測設備40；所述控制中心10的信號輸入輸出端連接終端設備控制主機20的第一信號輸入輸出端，所述傳感設備30的信號輸入輸出端和監(jiān)測設備40的信號輸入輸出端分別與終端設備控制主機20的第二信號輸入輸出端連接?？刂浦行?0遠程接收各終端設備控制主機20所發(fā)送的加密、加擾終端設備狀態(tài)信息，終端設備控制主機20與連接在終端設備上的傳感設備和監(jiān)測設備發(fā)送加密、加擾命令,傳感設備30和監(jiān)測設備40將命令解析還原后，再將終端設備控制主機20命令中需要的數(shù)據(jù)通過加密、加擾后將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中心10?？刂浦行?0與終端設備控制主機20連接采用無線通信方式連接，如GPRS、WIFI、局域網(wǎng)，終端設備控制主機20與傳感設備30和監(jiān)測設備40連接采用有線或者無線通信方式連接。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。