基于国密算法的ModbusTCP协议安全防护与研究

ModbusTCP作为一种简单高效的以太网工业控制协议被广泛应用于工业控制系统中.但是传统的ModbusTCP协议没有考虑到安全性的问题,导致不少不法分子通过ModbusTCP的漏洞对其进行攻击.针对ModbusTCP协议缺乏身份认证和完整性验证的问题,提出通过SM2签名验签算法实现双向的身份认证并验证数据完整性;针对ModbusTCP协议缺乏数据机密性的问题,提出通过SM4对称加密算法对数据明文进行加密;针对ModbusTCP缺乏防重放攻击机制,提出通过随机数的方式防重放攻击.实验表明所提方案可以有效增加ModbusTCP协议的安全性.

一种基于ModbusTcp协议的FX5U与智能电表通讯方法

Modbus是一种工业总线协议标准,是一项应用层报文传输协议,包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型,本文主要介绍了一种基于ModbusTcp协议的FX5U与智能电表通讯的方法。

基于STM32处理器的ModbusTCP/RTU网关设计

采用ARMCortex-M3内核微处理器STM32F103结合RS485/232及以太网通信构建了ModbusTCP/RTU总线通信网关,介绍了硬件设计和基于uIP协议栈的软件设计方法,实现将Modbus设备接入以太网。实验证明利用该网关可以通过以太网对遵循ModbusRTU协议的设备实施网络化远程控制。

一种支持ModbusTCP协议的OPC UA服务器中间件

OPC UA技术凭借本身设计架构的优势,已成为工业4. 0在通信实施方面首推的技术。研发了一种基于OPC UA技术的工业现场通信中间件。此中间件内部实现了OPC UA服务器,通过ModbusTCP协议,读取待采集数据并以统一格式存储在OPC UA服务器地址空间中,向其他OPC UA客户端提供数据访问服务。同时,采集的数据也会存入关系数据库中,以数据库表的形式对外提供数据访问服务。使用此中间件,可减少数据采集的工作量,且凭借OPC UA技术跨层传输数据的优点,简化工业系统间数据访问难度。

基于ModbusTCP协议的机器人与HMI的通讯

本文介绍AH-4520机器人利用ModbusTCP协议与威纶通MT8071iE型号触摸屏之间通讯的一种新解决方案,该方案配置简单、应用便捷。AH-4520型号机器人是由东莞市李群自动化技术有限公司自主研发的SCARA产品。

应用PKV40-PB网关实现西门子PROFIBUS从站ET200M与ModbusTCP客户机的通讯

本文介绍了如何利用赫优讯协议转换网关PKV40-PB实现西门子DP从站ET200M与ModbusTCP客户机的通讯。

兼容多种通信协议的调频广播发射监控系统的设计与实现

广播发射系统建成以后,其配套的监控系统也随即确定。但随着时间的推移,会不断地因升级系统、扩展功能而更新、增加一些设备,因此需要补充建设一套基于多协议融合的发射监控系统,并将之模块化,使其极具扩展性,可以快速地将不同协议、不同结构的设备纳入到监控的范畴。笔者基于广播设备常用的协议开发的这套系统很好地保证了安全播出。

锂电池化成设备通信系统设计与应用

为了满足锂电池生产过程中化成车间对于化成设备通信可靠、便于管理、易于拓展连接设备的需求,文中设计了一种锂电池化成设备通信系统。该系统是以中位机为通信中枢的三级分布式锂电池化成设备通信系统,中位机选用STM32F429作为控制芯片,移植了μCOS⁃Ⅱ实时操作系统和LWIP协议栈,通过TCP/IP协议与上位机PC机传输数据。由CAN总线向下位机传输控制命令并接收电池检测数据。中位机可与施耐德TM241可编程控制器通过ModbusTCP协议进行信息交互,进而控制电池托盘移动及消防阀、泄压阀的开关状态等。同时,中位机通过RS 485总线与风机控制器相连,调整设备运行中散热风机的转速,在设备维护时,根据实际问题在RS 485总线上拓展连接不同功能的维护工装。PC机显示设备的运行状态与检测数据,并对整个设备发送控制指令。实验测试结果表明,该系统设计运行稳定,数据传输可靠,便于用户管理,具有一定的实用性和推广价值。

基于Modbus的数控系统监控功能设计与实现

传统数控系统的人机界面采用编程方式实现,不利于修改和扩展功能,并且用户体验较差。通过对现有蓝天数控系统"GJ301"的体系结构和基本功能的分析研究,设计了在局域网内监控数控系统的上位机控制系统。上位机采用嵌入式WINCE操作系统和MCGS嵌入版组态软件,人机界面的设计主要用MCGS提供的绘图工具箱来完成。上位机通过ModbusTCP协议向数控系统发送命令和采集信息。在数控系统任务控制模块的每个任务周期里通过单独的线程维护远程连接,解析执行命令并反馈结果。经过测试,该监控功能运行良好且操控更加简便灵活。

云平台水质放射性核素监测系统设计

针对规模化、集约化、科学化的智慧环保要求设计了基于云平台的水质放射性核素监测系统,基础设施层水质监测模块采集数据并汇总至云平台,平台服务层完成数据库持久化存储并转化为统一的http接口服务实现信息共享,软件服务层提供仪控在线系统、云监测系统和微信公众号查询,经总α和总β测量实验,17道流程工序设备工作正常,数据完整,系统运行稳定。

多回转式药柜并行取药系统的设计与实现

由于单个回转式药柜取药时,存放药品种类有限,设计出多回转式药柜并行作业的取药系统。以工控机(IPC)和可编程逻辑器件(PLC)为硬件平台,通过MODBUS TCP/IP协议实现上位机与PLC的通信,采用多线程技术和事件委托方式实现对药柜的实时监控,设计出药品信息管理数据库,实现了系统的各管理功能和单机、联机两种工作模式。实践表明,多药柜并行作业能大大提高药物的存取效率,运转良好。

工业以太网与Modbus TCP／IP

一以太网的标准 以太网是一种局域网。早期标准为IEEE 802.3．数据链路层使用CSMA／CD．10Mb／s速度物理层有：(1)10 Base 5粗同轴电缆．RG-8．一段最长为500m，(2)10 Base 2细同轴电缆．RG的，一段最长为185m;(3)10 Base T双绞线．UTP或STP．一段最长为100m。

一种支持远程界面发布的智能温湿度控制系统

提出了一种支持远程界面访问的智能温湿度控制系统设计方法。系统由智能温湿度控制模块、嵌入式桥接网关及上位机组成,支持分布式多点温湿度信息采集、风机控制、上位机监控及远程桌面发布功能。智能温湿度控制模块和桥接网关基于STM32 MCU设计,采用Modbus RTU与Modbus TCP数据传输协议,分别传输串行链路信息与网络链路信息,保证信息帧的准确性。上位机通过组态软件的Modbus TCP通讯端口与网关无缝连接,实现多嵌入式网关组态及Web界面发布功能。实用结果表明,系统能稳定环境温湿度,满足现场对温湿度环境控制的要求。

矿用多总线数据通信分站系统设计

针对煤矿数据采集传输中各类总线通信方案存在传输效率低,准确性差,统筹管理难等问题,提出一种多总线融合通信方案,并进行系统软硬件设计。系统以RS485总线连接传感设备完成数据采集与发送,以CAN总线联系井下各分站实现数据共享,以Modbus TCP总线沟通井上和井下信息站点响应井下数据上传,构成通信三级网络链路。采用基于ARM核心的STM32控制单元协调三类总线间数据传输,自由转换不同通信协议,实现数据在整个网络中透明传输。测试结果表明传输延时控制在13 ms以内,系统实时性和可靠性得到了有效提高。

基于Modbus TCP协议水下机器人照明灯电压调节

为了抑制水下电缆分压、电网负载变化对水下机器人照明灯电压影响,采用控制策略对水下机器人照明灯电压进行调节,抑制电压波动,提高照明灯寿命具有重要意义。该文采用客户机和服务器模式,Modbus TCP协议通信,Windows多线程实现照明灯电压自动控制。通过实验得出:相比经典PID算法,单参数PID算法响应快,超调量小且整定方便,控制算法抑制照明灯电压波动,设计达到预期目标。

核电厂堆外核测量系统数据采集控制程序设计

基于LabWindows/CVI开发平台,设计了核电厂堆外核测量系统数据采集控制程序。数据采集控制程序采用ModbusTCP/IP协议,利用多线程技术对源量程、中间量程和功率量程的测试数据进行了有效采集、处理和存储。为了验证数据采集控制程序的功能性能,在实验室环境下搭建了堆外核测量系统测试平台对数据采集控制程序进行了实验和长时间验证。目前该数据采集控制程序已在国内核电厂投入使用。实验室测试结果和核电厂实际运行结果表明:本数据采集控制程序能够正常采集堆外核测量系统的实时数据,并能保证长时间可靠运行。

基于单片机操作平台的数据采集网关的设计

随着国家对大型发电厂的管控力度加强,对需要管控的数据种类增多,数据协议的种类也增多,同时人们追求"利益最大化",这就出现了多对一协议转换的瓶颈。针对这种情况,对现有的协议转换模式进行改进,将传统的"一对一"传输模式改进为"多对一"模式,从而有效地避免"信息堵塞"问题,同时引入单片机操作平台,在软硬件上实现多协议数据采集网关。软件上采用的消息机制将通道选择、协议转换、网关参数设置以及检测等功能有机地组合成一个完整的系统,便于统一调度,有效地提高了协议转换的效率和实时性,并且由于使用51系列单片机完成协议转换网关,所以也降低了设计成本。

基于以太网的库房环境监控系统的设计

针对现有的库房环境监测系统通信效率低下,不能接入以太网等问题,设计了一个可以对环境参数进行实时监测并且具有远程操控设备能力的库房环境监控系统。系统主要由控制器和多个监测器构成,控制器和监测器都是采用基于ARM内核的STM32芯片,监测器上挂载了多种传感器对环境参数进行采集,控制器获取到监测器的数据并对异常情况做出反应,报警并自动打开库房内的安全设备,使库房环境参数恢复正常。控制器通过SPI接口与W5500芯片相连,在软件中将W5500驱动程序与FreeModbus协议栈结合,实现控制器和上位机的Modbus TCP协议通信功能。经过测试,智能库房环境监控系统能够实时监测库房内的环境参数,并且能通过以太网和上位机通信,完成数据的存储、查看和控制设备等功能,达到预期要求。

一种工业远程实时监控系统的实现

为了解决当今工业生产中实时监控系统通信距离短和传输速率慢的问题,提出了一种基于CAN总线和ModbusTCP的远程监控系统方案。该方案以异构双核处理器F28M35x为硬件平台核心,移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II和LwIP网络协议栈,并开发了人机监控程序。实验结果表明该方案有效地实现了远距离、高速率的工业数据通信,达到了远程实时监控系统的各项要求。

一种嵌入式KNX-Modbus TCP网关的实现方法

介绍了一种基于Cortex-M3处理器和Lwip协议栈实现嵌入式KNX-Modbus TCP网关的方法,该网关支持接收配置、自诊断、在线升级、KNX系统通讯、Modbus TCP通讯等功能。利用该网关可以实现KNX系统与具备Modbus TCP接口监控软件的集成。