电网数据传输的隔离装置及方法
【专利摘要】电网数据传输的隔离装置及方法，属于【技术领域】数据安全隔离【技术领域】。该装置通过滤波，放大，频率计算线路检测电力线路中是否有通信信号传输，当监测到电力线路中存在数据传输时，对上层控制器发出报警，同时发出干扰信号覆盖发现数据传输的频率范围，使在线路中传输的数据信号不可用。有效的阻止了电力线路中的数据传输，提高了数据中心中为数据存储和通信设备提供电力的电力线路的安全性。
【专利说明】电网数据传输的隔离装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网数据传输的隔离装置及方法，属于数据安全隔离【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 数据中心建设应用越来越多，数据安全就显得更加重要，在服务器交换机传输系 统中，电力线是一个向外传输的通道，但该数据传输通道存在一个安全漏洞，即有人在恶意 的把设备连接到电网后，可以在电网中任意位置连接这个设备并且不被发现，现有的供电 系统中并没有对上述漏洞进行防护的方法和产品。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了电网数据传输的隔离装置及方法，以解决现有供电系统中没有针对 数据传输通道的安全漏洞进行防护的方法和产品的问题，为此本发明采用如下的技术方 案：
[0004] 电网数据传输的隔离装置，包括检测系统，干扰系统和报警系统：
[0005] 所述检测系统用来检测电力线路中是否有数据信号传输；
[0006] 所述干扰系统当检测到电力线路中有数据信号传输时发出干扰信号覆盖发现数 据传输的频率范围，使在线路中传输的数据信号不可用；
[0007] 所述报警系统当检测到电力线路中有数据信号传输时对上层监控系统报警。
[0008] 电网数据传输的隔离方法，包括：
[0009] 将截取的电网信号进行高通滤波后获得载波通信信号；
[0010] 将所述载波通信信号耦合至低压侧后依次进行滤波、放大和整形得到方波信号；
[0011] 对所述方波信号进行频率计算，若计算出的频率在预定范围内，则报警，同时发出 干扰信号覆盖发现数据传输的频率范围，使在线路中传输的数据信号不可用。
[0012] 本发明实施方式提供的电网数据传输的隔离装置及方法，可以有效的监测到电力 线中的数据传输，当监测到电网中存在数据传输时，对上层控制器发出报警同时发出干扰 信号使在线路中传输的数据信号不可用。有效的阻止了电网中的数据传输，提高了数据存 储和通信系统的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0014] 图1是本发明所述的电网数据传输的隔离装置的结构示意图；
[0015] 图2是本发明所述的电网数据传输的隔离装置的进一步结构示意图
[0016] 图3是本发明所述的电网数据传输的隔离装置中滤波器和耦合器的电路结构示 意图；
[0017] 图4是本发明所述的电网数据传输的隔离装置中滤波放大整形器的电路结构示 意图；
[0018] 图5是本发明所述的电网数据传输的隔离装置中频率计数器的处理流程示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020] 本发明的【具体实施方式】提供的电网数据传输的隔离装置，如图1所示，包括滤波 器11、耦合器12、滤波放大整形器13、频率计算器14和报警器15依次相连，信号依次通过 滤波器11、耦合器12、滤波放大整形器13、频率计算器14和报警器15。
[0021] 所述滤波器11，用于将截取的电网信号进行高通滤波后获得的载波通信信号，作 为可选的，所述滤波器可以是高通滤波器。
[0022] 所述耦合器12,用于将所述载波通信信号耦合至低压侧，作为可选的，所述耦合器 可以是隔离变压器或光耦合器。
[0023] 所述滤波放大整形器13,用于将耦合后的所述载波通信信号依次进行滤波、放大 和整形处理后得到方波信号。
[0024] 所述频率计数器14,用于通过所述方波信号进行频率计算，若计算出的频率在预 定范围内，则通知报警器进行报警。作为可选的，所述预定范围为30kHz?500kHz。
[0025] 作为可选的，上述隔离置如图2所述还可以包括干扰器15,若所述频率计数器14 计算出的频率在预定范围内，则告知所述干扰器15发生干扰信号，以阻止频率在所述预定 范围内的信号进行通信。具体地，所述干扰信号为预先设定在所述预定范围内的同频率的 信号。
[0026] 具体地，滤波器和耦合器的电路结构如图3所示，通过高通滤波器将低频的交流 电和高频的载波通信信号分离：来自电力线上的交流（AC)220V的零线（N)和火线（L)上的 载波信号经过LC或RC的高通滤波电路，耦合滤掉低频段（包括50Hz的交流电压），通过隔 离变压器或光耦，将信号耦合至低压侧。同时接入双向瞬态抑制二极管对通频带内的冲击 电压进行抑制，抑制电力线上的突发干扰脉冲和瞬间浪涌电压。隔离变压器起耦合、传递信 号的作用；同时还起隔离作用，使强电与信号电路不共地线，电力线回路与通信单元安全隔 离，从而提高信号抗干扰能力。此时，在隔离变压器的输出端即可初步获得通信信号。实验 中，经示波器观察可知，该信号为35kHz?40kHz的不规则正弦波，幅值在30mV左右。
[0027] 进一步，由于电力线上滤波和耦合后的信号较弱，且波形不规则含有噪声，对直接 的检测代理困难。故需要滤波放大整形处理，滤波放大整形器的电路结构如图4所示，需要 首先通过滤波来降低电力线带来的噪声，再有针对性的通过带通滤波器来截取有用频带， 然后通过运算放大对衰减的有用信号进行放大，这时就可以检测出有用的通信信号。目前 也有许多专门的模拟信号处理芯片，如MAX2986等。为了后续处理的方便，一般整形过程通 过施密特触发器来实现，将正弦波整形为同频率的方波，以便接入后续进行处理计算。
[0028] 进一步，频率计数器对整形后的方波信号进入计数，通过检测一段固定时间内通 过的方波数量，可以计算出信号频率，从而判断所截获的信号是否为载波通信信号。如果频 率在30kHz?500kHz范围，即该信号确实为载波通信信号，此时，可以向用户发出报警及其 它动作。具体频率计数器的处理流程如图5所示，第一，进行初始化，即对使用到的函数、变 量，以及1/〇(输入/输出模块）、TIM(标准定时器模块）、USART (全双工通用同步/异步串 行收发模块）等模块进行初始化设置。第二，开启定时器和计数器，定时器进行1秒定时， 同时计数器捕获外接信号上升沿。当1秒时间到后，读取计数值，并将计数器、定时器清零。 此时进行频率计算，根据
【权利要求】
1. 电网数据传输的隔离装置，其特征在于，包括检测系统，干扰系统和报警系统： 所述检测系统用来检测电力线路中是否有数据信号传输； 所述干扰系统当检测到电力线路中有数据信号传输时发出干扰信号覆盖发现数据传 输的频率范围，使在线路中传输的数据信号不可用； 所述报警系统当检测到电力线路中有数据信号传输时对上层监控系统报警。
2. 根据权利要求1所述的电网数据传输的隔离装置，其特征在于，还包括干扰器，若所 述频率计数器计算出的频率在预定范围内，则告知所述干扰器发生干扰信号，W使频率在 所述预定范围内的信号不可用。
3. 根据权利要求2所述的电网数据传输的隔离装置，其特征在于，所述干扰信号为预 先设定在所述预定范围内的频率的信号。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的电网数据传输的隔离装置，其特征在于，所述数据 传输范围为30曲Z?500曲Z。
5. 根据权利要求1-3任一项所述的电网数据传输的隔离装置，其特征在于，所述滤波 器为高通滤波器，所述禪合器为隔离变压器或光禪合器。
6. 电网数据传输的隔离方法，其特征在于，包括： 将截取的电网信号进行高通滤波后获得载波通信信号； 将所述载波通信信号禪合至低压侧后依次进行滤波、放大和整形得到方波信号； 对所述方波信号进行频率计算，若计算出的频率在预定范围内，则报警，同时产生干扰 信号覆盖数据传输信号使数据传输信号不可用。
7. 根据权利要求6所述的电网数据传输的隔离方法，其特征在于，还包括： 若计算出的频率在预定范围内，则发生干扰信号，W阻止频率在所述预定范围内的信 号进行通信。
8. 根据权利要求7所述的电网数据传输的隔离方法，其特征在于，所述干扰信号为预 先设定在所述预定范围内的频率的信号。
9. 根据权利要求6-8任一项所述的电网数据传输的隔离方法，其特征在于，所述数据 传输范围为30曲Z?500曲Z。
【文档编号】H04L29/06GK104468498SQ201410407520
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】宋峥嵘 申请人:北京绿叶丰谷科技发展有限公司