[发明专利]工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统及其隔离方法

说明书

本发明涉及一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统及其隔离方法，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。本发明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。

技术领域

本发明涉及一种工业大数据采集环境下的数据通信隔离系统及其隔离方法，属于工业数据通信隔离技术领域。

背景技术

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SQL server 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。以上发明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。

发明内容

本发明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及其隔离方法，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。

本发明采用的技术方案是：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；