一种用于实现电源控制的机械装置电源电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利涉及电源电路控制技术领域，具体而言，涉及一种用于实现电源控制 的机械装置电源电路。
【背景技术】
[0002] 在工业生产过程测控场合，出于安全的考虑，很多安装于现场的测量控制装置或 测控网络的底层节点设备都采用低压直流供电。这些装置或设备内部的硬件电路常常是基 于微处理器的模拟电路与数字电路的混合硬件电路系统，需要多组直流电源为其数字电路 部分与模拟电路部分分别供电。为了取得良好的系统稳定性与测量精度，一般要求数字与 拟电路的供电电源相互隔离或一点连接使用多路输出电源是解决这一问题的有效途径，早 期制作多路输出电源9人们总是把几个不同的DC/DC变换器组装起来，这种方式的电路设 计简单，但会加大成本，增加供电系统的体积和重量，并有难以克服的拍频干扰，在输出电 压上出现各种振荡频率之差的纹波电压。因此开关电源的多路输出技术越来越受到人们的 关注，因为它只用一个DC/DC变换器9输出电压的纹波具有相同的频率，不会发生拍频干 扰。目前多路输出变换器有3种常用的电路形式：独立滤波电感的多绕组DC/DC变换器； 耦合电感的多绕组DC/DC变换器；磁放大器二次稳压的多绕组DC/DC变换器，虽然使用多路 输出变换器模块比组装几个不同DC-DC变换器电路效率高，成本降低，但是对于小型、小功 率、低压控制模块来说还不是最佳选择。
[0003] 而在目前的机械控制技术领域，在对文件进行安全传输时往往忽略了对操作文件 的用户的进一步认证，导致如果文件安全则任何用户都可对系统进行操作，使得许多不安 全的用户操作系统导致系统中信息的泄露。
【发明内容】
[0004] 本发明专利所解决的技术问题：对电源控制系统所传输的文件利用无效数据替换 其中的部分有效数据，并对替换后的数据进行加密传回给机械控制系统，用户在需使用文 件数据时向加解密装置发出请求，获取无效数据和解密密钥以使用文件数据，大大加强了 文件数据使用的安全性和用户权限的管理。
[0005] 本发明专利提供如下技术方案：一种用于实现电源控制的机械装置电源电路，控 制系统分为以下几个部分:A/D转换部分：信号前端处理，分别采集正负脉冲电压值和电流 值；D/A转换部分：将设置值转换为晶闸管的触发角，并将该值送到相应的晶闸管模块；输 入输出部分：产生一些输入和输出信号，主要是PWM、开关量、过热信号处理以及继电器器 驱动；SCI通信部分：传送和接收参数或数据，其中，该控制系统还包括硬件加解密装置，用 于对控制电路时的参数文件进行安全保护。
[0006] 硬件加解密装置包括只读存储器、中央控制器、密钥存储器、加解密模块、文件发 送模块、处理模块和接口，所述只读存储器用于存储接收的机械设备控制系统的文件数据， 所述密钥存储器用于存储对文件数据加密和解密时所需的加密密钥和解密密钥，所述加解 密模块用于对文件数据进行加密和解密，所述文件发送模块用于向机械设备控制系统发送 无效数据替换和加密后的数据，所述处理模块用于对文件数据进行无效数据替换和对用户 进行操作权限认证，所述接口用于连接加解密装置中的各个模块，保证模块之间的正常通 {目。
[0007] 所述加解密模块采用MD5算法对文件数据进行加解密，具体过程如下：（1)首先对 信息进行填充，即在信息的后面填充一个1和若干个〇使其字节长度对512求余的结果等 于448;(2)对MD5进行初始化，即MD5中用四个32位被称作链接变量的整数参数，它们 分别为：A= 0x01234567,B= 0x89abcde,fC= 0xfedcba98,D= 0x76543210 ; (3)开始进 入算法的四轮循环运算，循环的次数是信息中512位信息分组的数目，将上面四个链接变 量复制到另外四个变量中：A到a，B到b，C到c，D到d，主循环有四轮，第一轮进行16次操 作，每次操作对a、b、c和d中的其中三个做一次非线性函数运算，然后将所得结果加上第 四个变量，再将所得结果向右位移一个不定的数，并加上a、b、c或d中之一，最后用该结 果取代a、b、c或d中之一。
[0008] 采用基于口令的认证机制对用户操作权限进行认证，该认证机制包括三个阶段， 分别是注册阶段、登录阶段、认证阶段。
[0009] 所述注册阶段包括以下步骤：AS生成如下参数：h(#);系统密钥xs。Ui 是请求AS注册的第i个用户，向AS提交其身份标识IDi和PWi:I)AS计算Ri= h(IDi?xs) ?h(PWi) ;2)AS=Ui:(Ri，IDi，h(#))，并存在用户的智能卡中，其中，AS为 主机；h(鲁）为安全Hash函数；Ui为合法用户；Ua为敌手；N为随机数；=为安全信道；一 为一般信道。
[0010] 所述登录阶段包括以下步骤：1)当Ui登录AS时，将智能卡插入读写器，输入IDi 和PWi,智能卡生成随机数N，计算Cl=Bi?PWi，C2 =Cl?N;2)Ui-AS: (IDi，C2)，其 中，Bi为运算基数，Cl、C2均为中间计算参数。
[0011] 所述认证阶段包括以下步骤：1)AS-Ui:(Vl，C3)，AS收到信息（IDi，C2)后， 验证IDi是否合法，如否，拒绝登录请求；如果成立，生成随机数N2,计算Ccl= h(IDi 十 xs)，Ncl=C2 十 Ccl，C3=Ccl 十 N，V1=h(C2，Ncl) ;2)Ui-AS: (V2);收至Ij (VI，C3)后，计算并判断Vl=h (C2, NI)，如果成立，主机AS的合法性得到认证；Ui计算 Ncl=C2?Ccl，V2=h(C2，Ncl) ;3)AS计算并判断V2 = h(C3，N2)，如果成立，Ui的合法 性得到认证，其中，C3、Ccl、NcU VI、V2均为中间计算参数。
[0012] 所述无效数据替换采用数据主动替换的方法，该方法的主要步骤如下：（1)如果 预约服务登记表不为空，按预约的分组，每组组成一个预约队列，将各队列按其长度降 序排列，如果预约服务登记表为空，则退出；（2)循环执行下列操作，直至所有队列均已处 理：①取出一个队列，对该队列所预约的FID中的所有页面，循环执行下列操作；②如果页 面已经在磁盘上，且状态为空闲，将状态改为忙碌，然后处理下一个页面.如果页面不在 磁盘上，执行③~④；③寻找淘汰页面表Victim，如Victim为空，则退出，否则，将页面 装入至Victim;④修改相关记录。
[0013] 采用本申请的技术方案可取得的有益效果：（1)采用上述电路更高效地控制电源 电路；（2)对机械控制系统的数据作无效数据替换，保证数据在传输过程中即使被窃取也 无法破解；（3)对文件数据进行加密，保证数据安全。
【附图说明】
[0014] 下面结合附图对本发明专利做进一步的说明：
[0015] 图1为本发明专利一种用于实现电源控制的机械装置电源电路的结构框图；
[0016] 图2为本发明专利中的硬件加解密装置的结构框图；
[0017] 图3为本发明专利所述的基于硬件加解密的用户认证方法的流程图。
[0018] 图中符号说明：
[0019] 100-只读存储器
[0020] Iio-密钥存储器
[0021] 120-文件发送模块
[0022] 130-中央控制器
[0023] 140-加解密模块
[0024] 150-处理模块
[0025] 160-接口
【具体实施方式】
[0026] 用于实现电源控制的机械装置电源电路，控制系统分为以下几个部分：A/D转换 部分：信号前端处理，分别采集正负脉冲电压值和电流值；D/A转换部分：将设置值转换为 晶闸管的触发角，并将该值送到相应的晶闸管模块；输入输出部分：产生一些输入和输出 信号，主要是PWM、开关量、过热信号处理以及继电器器驱动；SCI通信部分：传送和接收参 数或数据，其中，该控制系统还包括硬件加解密装置，用于对控制电路时的参数文件进行安 全保护。该电源电路可高效地实现对电源的控制，并且在高效控制的基础上对传输控制电 路的参数文件保证其安全性，兼顾了效率和安全。
[0027] 该硬件加解密装置，包括只读存储器100、中央控制器130、密钥存储器110、加解 密模块140、文件发送模块120、处理模块150和接口 160,所述只读存储器用于存储接收的 机械设备控制系统的文件数据，所述密钥存储器用于存储对文件数据加密和解密时所需的 加密密钥和解密密钥，所述加解密模块用于对文件数据进行加密和解密，所述文件发送模 块用于向机械设备控制系统发送无效数据替换和加密后的数据，所述处理模块用于对文件 数据进行无效数据替换和对用户进行操作权限认证，所述接口用于连接加解密装置中的各 个模块，保证模块之间的正常通信。
[0028] 所述加解密模块采用MD5算法对文件数据进行加解密，具体过程如下：（1)首先对 信