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物联网信息安全实验平台
发布日期:2018-05-28   点击次数:60
系统简介
    物联网信息安全实验平台(型号:SeaIOT-DPEnc-B)在传统的物联网三层体系结构的基础上,增加了传感层、网络层、应用层的安全加密算法,保证了数据传输的安全性。
    该平台包括网络传感区、应用科研区(用户电脑上安装)、应用实训区以及箱体。其中,网络传感区由zigbee传感节点与Cortex-A9智能网关组成ZigBee加密网络,支持五种加密算法,主要用于环境参数的检测、处理、传输与控制。应用科研区,借助PC电脑,配合捕获器和以太网通信协议展示网络节点入网的身份认证流程、加密传输的类型、网络拓扑结构、TCP/IP数据通信以及应用场景模拟监控。
    该平台可以进行无线传感网的数据采集、数据传输、嵌入式开发等教学和科研工作,也可以进行无线传感网轻量级安全算法的开发及研究工作。
  • 平台结构
  • 硬件资源
  • 软件资源
  • 典型实验

Android网关安装有协调器,ZigBee传感器节点为路由器。传感器节点与协调器之间可以配置为无加密数据透传,也可以配置为加密数据传输,加密传输支持ZUCsnow 3GLblockkasumiAES五种加密算法两台Android网关分别作为客户,与PC运行的服务器软件进行TCP通信。Android网关客户端软件、服务器软件支持上述五种加密算法,用户自由选择加密类型。Android客户端将协调器汇聚数据保存、显示、转发。服务器软件解析三路网关的数据帧,分析数据帧的加密类型,统计加密算法的效率、绘制拓扑结构、列表显示设备状态、远程监测与控制传感器设备


1) 箱体:长宽高≥(50cm*32cm*10cm):传感层包含2组无线传感网套件和及物联网网关,可显示物联网传感层、网络层、业务层内容;

2) 物联网网关2个:主芯片:采用S5P4418 Cortex-A9高性能处理器,可插接通讯模块:ZigBee 2.4GHz,WIFI/BLuetooth二合一模块、GPS定位模块、4G移动通信模块等。外设接口包括:以太网、串口、485CANUSBUSB otg、摄像头、TF卡槽、模拟摄像头TVHDMI、按键等;

3) ZigBee通讯模块6个:主控芯片:STM32f103,射频芯片:CC2530,支持IEEE 802.15.4,运行主频32MHz,工作频率:2.4GHz,加载Z-STACK2007协议栈,PCB板载天线,1个程序固件升级JTAG口;

4) 传感器2套:每套标配≥3种传感器;

a.温湿度传感器:型号 SHT1X,两线制数字接口(SCLSDA),直接与zigbee通讯模块的主控器I/O相连,响应速度快,湿度测量范围:0~100%RH,温度测量范围:-40~123.8℃,湿度测量精度:±4.5%RH,温度测量精度:±0.5℃;

b.光线传感器:光敏电阻LXD5516,传感器板由LM393、光敏电阻与可调电阻组成。模拟型电压输出,有光时输出高电平电压,无光时,输出低电平电压,输出接口直接与zigbee通讯模块的主控器AD通道相连;

c.LED-BEEP声光报警器:2LED灯(红灯、蓝灯),1BEEP蜂鸣器,用于声、光报警;控制I/O直接与zigbee通讯模块的主控器I/O相连;

d.继电器模块:可控制LED灯、5V风扇,驱动管脚与zigbee通讯模块的主控器I/O相连;

1) 传感层的开发

  a. 基于STM32ARM单片机开发b. 基于CC2530Zigbee开发c. 传感器:温湿度、光线、继电器、声光报警器、直流/步进电机的采集与控制开发;

2) 物联网网关的开发

  A9网关运行基于Android4.3操作系统,界面上显示ZigBee传感器节点采集的数据,可手动点击按钮控制声光报警器、继电器设备的开关。A9网关采用Eclipse IDE for Java Developers开发环境,SDKAndroid-sdk_r16-windows,使用Java语言等。

3) 应用层的开发

  涉及SQLSERVER数据库、C/S架构,C#网络编程、C#界面开发、C#多线程编程Android开发技术等;

4) 基于场景的项目式开发、科研

  可运用平台上的传感器、控制器组成不同的应用场景,如智能营区的环境监控系统;

5) 安全算法的开发

  传感网轻量级算法LBblokKUSUMI算法、AES算法、ZUC算法、snow 3G算法;

  a. 传感层:支持以上五种加密算法,在PC管理平台上实时显示传感层的加密类型;

  b. 网关:支持以上五种加密算法,在Android界面上手动选择加密算法;

  c. PC应用:支持以上五种加密算法,在C#界面上手动选择加密算法。

6) 物联网体系架构和物联网中数据传输流程的科研

  a.能自动识别所有连接的ZigBee节点;实时显示网络拓扑结构;实时滚动显示ZigBee MAC/NWK/APS数据帧详细的数据;

  b. Log窗口显示:当前网络中有节点加入到网络中时,在Log窗口中会打印出节点加入网络的Log信息,包括节点的网络地址和IEEE地址;

  c.检测协议中安全算法的性能:密文随机性检测、跟随性检测、明密文独立性检测、明文雪崩检测等;


软件外观如图所示:



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