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工程機(jī)械無(wú)線遙控器權(quán)限管理方法探析

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工程機(jī)械無(wú)線遙控器權(quán)限管理方法探析

摘要:在工程機(jī)械智能化發(fā)展的趨勢(shì)下,無(wú)線遙控系統(tǒng)逐步應(yīng)用到了工程機(jī)械上,為了保證安全使用,本文設(shè)計(jì)了一套更安全、更智能、更方便管理的權(quán)限管理方法,并展望了該權(quán)限管理方法的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞:工程機(jī)械;遙控;權(quán)限管理

1引言

隨著無(wú)線通信技術(shù)和車輛智能化的發(fā)展,越來(lái)越多的工程機(jī)械需要無(wú)線化的控制,并對(duì)配備工業(yè)遙控器提出迫切的需求。工業(yè)遙控器是一種利用無(wú)線通信對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作控制或者遠(yuǎn)程控制的一種裝置[1],具有安全性高、控制精度高、信號(hào)連貫性強(qiáng)、信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。其中安全性的優(yōu)先級(jí)是最高的,一方面應(yīng)采取措施(如鑰匙開關(guān)、訪問(wèn)碼等)防止擅自使用發(fā)射器,當(dāng)阻止擅自使用的措施被激活時(shí),發(fā)射器不應(yīng)傳輸信號(hào)[2]。目前針對(duì)防止擅自使用發(fā)射器的措施,很多廠家并沒(méi)有,上電就可以開機(jī),存在隱患;而有的廠家使用的是RFID(RadioFrequencyIdentification)卡作為鑰匙開關(guān)。但RFID卡一方面增加了硬件成本,也提高了整機(jī)功耗,另一方面管理起來(lái)比較麻煩,甚至容易丟失。這兩種情形均不能徹底地阻止非授權(quán)人員擅自使用,一定程度上仍存在未授權(quán)情況下操作的可能性。還有部分廠家采取了安全碼機(jī)制,但是使用比較復(fù)雜,用戶操作起來(lái)非常麻煩。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種新的用于工程機(jī)械遙控系統(tǒng)的權(quán)限管理方法。該方法無(wú)需增加硬件,只需要在現(xiàn)有的按鍵上增加軟件算法,通過(guò)設(shè)置密碼的方式實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理。該方法使用簡(jiǎn)單,操作易上手,也不需要專人保管鑰匙,減少人工管理工作量。

2系統(tǒng)概述

常規(guī)的有線遙控系統(tǒng),其功能集成在受控設(shè)備內(nèi)部,通過(guò)有線通訊的方式實(shí)現(xiàn)控制。實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控時(shí),一般按照以下方式進(jìn)行:首先將需要控制的功能從受控設(shè)備上分離出來(lái),做成發(fā)射器上的按鍵,并在發(fā)射器內(nèi)置無(wú)線模塊,當(dāng)功能按鍵被按下時(shí),無(wú)線通信的報(bào)文被發(fā)出;其次,我們?cè)谑芸卦O(shè)備上安裝接收模塊,接收模塊同樣內(nèi)置無(wú)線模塊,那么當(dāng)接收器接收到無(wú)線信號(hào)時(shí),接收器將其轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)發(fā)送給受控設(shè)備;最后,受控設(shè)備按照控制信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的響應(yīng),并將執(zhí)行結(jié)果逆向反饋給發(fā)射器。整個(gè)過(guò)程中有可能存在的主要安全隱患有:(1)發(fā)射器被擅自開啟,發(fā)射指令;(2)一臺(tái)發(fā)射器與特定的一臺(tái)接收器的無(wú)線連接,其必須是唯一配對(duì)的,否則現(xiàn)場(chǎng)有多臺(tái)設(shè)備時(shí)會(huì)引發(fā)事故;(3)無(wú)線傳輸?shù)目煽啃訹3]。而前兩種安全隱患都可以通過(guò)設(shè)置使用權(quán)限管理來(lái)進(jìn)行規(guī)避,下面進(jìn)行詳細(xì)講解。

3設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1發(fā)射機(jī)訪問(wèn)碼

針對(duì)發(fā)射器被擅自開啟的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一套全新的安全碼系統(tǒng),不同權(quán)限的人員其可進(jìn)行的操作不同,實(shí)現(xiàn)了使用權(quán)限管理的同時(shí),還可以進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置。假設(shè)工業(yè)遙控器發(fā)射機(jī)本身有10個(gè)功能按鍵,發(fā)射機(jī)正常工作狀態(tài)下按下這些按鍵可以對(duì)被控的工程機(jī)械進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。該方法將這些按鍵復(fù)用為數(shù)字按鍵1234567890,而且在發(fā)射機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)前,他們只是數(shù)字按鍵。該方法需要預(yù)設(shè)3種功能密碼,4個(gè)數(shù)字組成一個(gè)密碼。在發(fā)射機(jī)在用戶輸入正確密碼成功開機(jī)后,發(fā)射機(jī)進(jìn)入發(fā)射狀態(tài),所有按鍵不再是數(shù)字按鍵,恢復(fù)為單一的功能按鍵,可以遙控接收端。也就是說(shuō)一定條件下可以切換這些按鍵的兩種功能。功能密碼,分為(1)用戶密碼A、(2)修改密碼B、(3)管理密碼C三種。在發(fā)射機(jī)上電后會(huì)提示用戶輸入上述3種密碼之一。(1)用戶密碼A是一個(gè)預(yù)設(shè)可修改的功能密碼,后期可以被用戶更改。輸入正確的用戶密碼A,遙控器才會(huì)進(jìn)入正常工作狀態(tài),否則重新輸入;(2)修改密碼B是一個(gè)預(yù)設(shè)且公開的功能密碼,是用戶用來(lái)修改用戶密碼A的指令,輸入B密碼方可進(jìn)入修改界面,已知舊密碼A,可以將其修改為新密碼A’;(3)管理密碼C是一個(gè)預(yù)設(shè)但不公開的密碼指令,只有管理員和生產(chǎn)廠家知道。輸入C密碼方可進(jìn)入管理員界面,在該界面一方面可以清除用戶密碼A,恢復(fù)到出廠密碼;另一方面,該界面針對(duì)具體的應(yīng)用增加了設(shè)置菜單,擁有管理權(quán)限的人員,在這里可以修改設(shè)備參數(shù)。在輸入過(guò)程中,如果輸入有誤,應(yīng)回到最初輸入密碼的地方重新進(jìn)行。

3.2發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的地址配對(duì)碼

針對(duì)發(fā)射器與接收機(jī)的匹配問(wèn)題,可以通過(guò)設(shè)置地址配對(duì)碼來(lái)解決。首先定義一個(gè)配對(duì)碼,固化在發(fā)射器和接收機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器,掉電不丟失。其次定義無(wú)線通信的協(xié)議,其報(bào)文內(nèi)必須包含該配對(duì)碼。那么當(dāng)接收機(jī)收到無(wú)線報(bào)文時(shí),按照協(xié)議取出配對(duì)碼與自身存儲(chǔ)的配對(duì)碼對(duì)比,如果一致方可建立連接,并作出響應(yīng),否則丟棄。

3.3小結(jié)

綜上,通過(guò)給發(fā)射機(jī)建立訪問(wèn)碼機(jī)制以及建立發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的地址配對(duì)碼,就可以實(shí)現(xiàn)整套設(shè)備的使用權(quán)限管理,特定的發(fā)射器只能遙控與之配對(duì)的接收器,實(shí)現(xiàn)一對(duì)一遙控。

4結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)當(dāng)前工程機(jī)械無(wú)線化的核心需求以及現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種新的無(wú)線遙控系統(tǒng)的權(quán)限管理方法。該方法無(wú)需增加硬件,只需要在現(xiàn)有的設(shè)備上增加軟件算法,通過(guò)設(shè)置密碼和配對(duì)碼的方式實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理。隨著電子技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,遙控技術(shù)將給工程機(jī)械帶來(lái)全新的未來(lái),操作人員不再受限于駕駛室,僅使用一個(gè)遙控器就可以實(shí)現(xiàn)靈活操控,前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]李水平.工業(yè)遙控器在起重機(jī)上的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修.1997(09):24-25.

[2]起重機(jī)械無(wú)線遙控裝置.中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JB/T8437-2016.

[3]江錦洲,李立林,李靜,金強(qiáng).基于無(wú)線傳輸?shù)墓I(yè)遠(yuǎn)程遙控器設(shè)計(jì)[J].電子世界.2015(15):126-127,129.

作者:莊靜 任大偉 張文偉 常錚 梁海華 單位:湖南中聯(lián)重科智能技術(shù)有限公司

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