[发明专利]一种基于EtherCAT的加密狗及使用方法

权利要求书

1.基于EtherCAT的加密狗的使用方法，应用于 一种基于EtherCAT的加密狗，其特征是：加密狗包括处理器(1)、电源模块、报警模块、物理层接口模块、GPS定位模块和无线通信模块，所述的处理器分别连接所述的电源模块、报警模块、物理层接口模块、GPS定位模块和无线通信模块，所述的处理器(1)通过GPS定位模块和无线通信模块与云服务器(12)无线连接，并能与云服务器(12)交互信息，所述的处理器(1)通过物理层接口模块与EtherCAT主站(10)信号连接，并能与EtherCAT主站(10)交互信息，所述的处理器(1)能控制报警模块报警，所述的电源模块为处理器(1)、报警模块、物理层接口模块、GPS定位模块和无线通信模块供电，加密狗的具体使用方法包括以下几个步骤：

S1：将加密狗和其他EtherCAT从站(11)通过EtherCAT总线与EtherCAT主站(10)连接，EtherCAT数据经过端口物理层(8)和网口(9)执行物理层协议，加密狗使用24V直流供电，通过降压转换器(2)给各个模块供电同时给电池(3)充电，加密狗正常运行GPS定位模块(6)和无线通信模块(7)，将定位信息和状态信息发送到云服务器(12)，并从云服务器(12)读取授权时间信息和工作使能信息，当EtherCAT主站(10)开机初始化成功后，开始运行主站程序；

S2：EtherCAT主站(10)程序中会定时调用加解密代码，通过EtherCAT总线向加密狗发送数据；

S3：加密狗判断发来的是要进行加解密的数据后对其进行运算，然后返回给EtherCAT主站(10)；

S4：EtherCAT主站(10)将从加密狗接收到的数据与EtherCAT主站(10)计算出来的数据进行比较，判断是否正确，若正确，EtherCAT主站(10)向加密狗发送继续执行指令，若不正确，则向加密狗发送错误信号，同时主站执行空指令，若加密狗从云服务器(12)接收到立即停止信号或授权时间到期信息后，给EtherCAT主站(10)发送错误信号，当EtherCAT主站(10)接收到错误信号后同样执行空指令；

S5：加密狗将对应错误信息以代码的形式显示在数码管(4)上，同时蜂鸣器(5)报警，管理员可以通过客户端访问云服务器(12)，并对加密狗进行监控。

2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的加密狗的使用方法，其特征是：所述的处理器(1)为XMC4800嵌入式控制器，所述的处理器基于Arm Cortex M4和EtherCAT协议主控芯片，支持多种接口，所述的处理器使用CAN over EtherCAT作为EtherCAT的应用层协议。

3.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的加密狗的使用方法，其特征是：所述的电源模块由降压转换器(2)和电池(3)组成，所述的降压转换器支持DC同步模式，同步周期为1ms及以上。

4.根据权利要求3所述的基于EtherCAT的加密狗的使用方法，其特征是：所述的降压转换器(2)为24V转3.3V DC-DC，所述的电池(3)为锂电池，所述的降压转换器(2)芯片为TPS5430。

5.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的加密狗的使用方法，其特征是：所述的报警模块为蜂鸣器(5)，所述的加密狗在收到错误信号或停止信号后，所述的蜂鸣器(5)报警。

6.根据权利要求5所述的基于EtherCAT的加密狗的使用方法，其特征是：所述的报警模块还包括数码管(4)，所述的数码管(4)在所述的加密狗正常工作状态下显示工作状态，在所述的加密狗接收到错误信号或停止信号后，所述的数码管(4)闪烁并显示错误代码，与所述的蜂鸣器(5)报警同时进行。

7.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的加密狗的使用方法，其特征是：所述的物理层接口模块包括端口物理层(8)和网口(9)，分为输入和输出两个端口，用以扩展从站，所述的GPS定位模块(6)和无线通信模块(7)通过串口与所述的处理器(1)通信。

8.根据权利要求7所述的基于EtherCAT的加密狗的使用方法，其特征是：所述的无线通信模块(7)为NB-IoT模块。