基于STM32F103R8T6的数字量度继电器设计
摘&&& 要：数字式量度继电器具有测量精确、设定简单、保护功能多、速度快等优点，是传统的电磁、静态继电器理想的替代产品。本文详细介绍了基于STM32F103R8T6的数字式量度继电器的总体设计方案。该产品能针对不同的对象在实际使用中遇到的多种故障进行保护，使被保护的对象在故障状态下不会产生损坏，提高可靠性，减少损失。
关键字：数字式、量度继电器、保护
　　在电力及工业自动化控制系统中，常用各种类型的继电器应用于需要进行状态监控的场合，作为保护的闭锁动作元件或启动元件。目前，大部分用于此类场合的继电器都为静态继电器，完全采用模拟电路设计，参数设置、整定值设定都采用旋钮调节，采用此方式设置精度低、误差大、保护功能单一，不带有显示装置，用户无法从继电器上得知当前各种电参量，且无法组网实现智能化网络化。
　　另有一类为多功能综合性保护型继电器，如南京因泰莱的PA100系列综合数字继电器、ABB的615系列继电器，此类型继电器名称上为继电器，其实为多功能继电保护装置，此类型的继电器功能强大，集保护、测量、控制、监测、通讯等多种功能于一体，是高端的电力系统自动化硬件装置，但在许多要求简单的应用场合使用此类继电器则存在使用成本高，功能浪费等缺点。
　　本文将要介绍的是一款数字式量度继电器（ASJ系列数字式量度继电器）的设计和应用，该继电器功能上除了具有传统静态继电器具有的特点外，还兼具了方便灵活和智能的特点，具有保护功能较多，灵敏度高，动作时间整定灵活，过欠模式同机整定，实时测量并显示当前电参量的值，相当于在智能电测仪表的基础上增加了保护继电器的功能。
1　 继电器的硬件设计
　　本数字式量度继电器的硬件电路包括主CPU芯片、电源、信号采集电路、人机交互单元、RS485通讯接口及继电器输出接口（图1）。
图1　硬件电路框图
1.1& 主控CPU
　　本量度继电器的CPU采用ST公司的基于ARM最新Cortex-M3架构内核的32位处理器STM32F103R8T6，时钟频率最高可达72MHz，内置64K的Flash、20K的RAM、12位AD、4个16位定时器、3路USART通讯口等多种资源，具有极高的性价比。
1.2& 电源&&&&
　　电源是一台设备能否正常、稳定、可靠工作的关键部分，该继电器采用本公司常用的通用开关电源模块。该电源模块输入电压为AC85V～265V，输入频率45Hz～60Hz，具有多路隔离电压输出，满足多种功能对不同供电电压的要求。输出电压稳定、故障率小，输出纹波 &1％。具有过压、过流保护。该模块经实际现场使用，具有很高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。
1.3& 信号采集电路
　　信号采集电路采用互感器隔离输入，将电流、电压等电量信号进行隔离，提高系统的安全性和可靠性。采样信号经放大电路放大后进行A/D转换。图2。&
图2　信号采集电路
1.4& 人机交互单元
　　人机交互单元采用LED显示和按键输入，系统采用单排四位LED数码管显示各种信息。用户可根据实际需要进行设置。在编程状态下显示菜单及参数。数码管显示采用动态扫描方式，其驱动电路使用一片74HC595加三极管构成。
1.5& RS485通讯接口
　　通讯接口模块采用通用的RS-485、Modbus RTU通讯规约，能实现遥测、遥控、遥信等功能，见图3。
图3　通讯电路原理图
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成都-光谷创业咖啡(长发街55号3-4)探讨一下怎么使用加密芯片加密，让方案的破解难度增加 - STM32/STM8技术论坛 -
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探讨一下怎么使用加密芯片加密，让方案的破解难度增加
10:39:31　　
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近来准备做一个网络读卡器代替USB读卡器，量小利润大的项目，选了一个加密芯片 SMEC98SP，IIC通讯接口，可编程，可在加密芯片运行部分主控芯片STM32的程序，实现加密。
加密可利用的资源：STM32有一个ID号，加密芯片有一个ID号。加密芯片有DES算法，HASH算法，可运行程序。
1、比较密码：STM32程序预存一个8字节密码，加密芯片预存一个相同的密码，STM32把这个密码发给加密芯片，加密芯片与预存的密码比较，相同返回一个正确值。好像这个功能只能做到没有加密芯片确实不能跑，但好像很容易破解掉，数据传输明文，容易跟踪。也很容易模拟出这个结果。
2、加密传输比较密码：同样在STM32和加密芯片都预存一个8字节密码，STM32读取一个加密芯片生成的随机数，然后与8位密码做一个DES运算，把这个结果发给加密芯片比较。加密芯片用同样的随机数和密码做DES运算，结果是和STM32算出来是一样的，比较正确后返回正确。这个比第1个好一点，密文传输。还是可以模拟出结果。
3、HASH运算与第2是一样的。
以上3种感觉加密强度一般。把STM32破解，读出程序反汇编，可以找到相应的密码，比较跳转的指令，改掉。真是有这样的牛人的。
如果利用ID号捆绑，这样不利于维护。保修长的产品是麻烦事。
主要还是探讨第4种方法，把部分程序的算法，函数放到加密芯片中去。
一、把数据分析的函数放进加密芯片。网络通讯数据格式按照一定的协议规约组包，收到后发给加密芯片解释，STM32得到解析后的数据进行操作。这样做是不是感觉强多了，破解STM32是没有用了，把PC发的网络数据与加密芯片发出来的数据比较，推导组包规则，可能吗？好像可能！但如果加密芯片多发一些随机数参合进来，怎么样？
这个难度大多了吧。
二、其他的算法这个产品用的少，没想到。
请教各位大师，这种加密后破解难度有多大，需要多大的代价。
11:47:02　　
好话题,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
12:53:31　　
好话题,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
有什么建议？多加那些算法认证可靠
13:03:34　　
路过，进来学习。还没有用过加密芯片！
11:27:14　　
可以使用CRC效验加密的方法。
09:37:11　　
如果把一部分程序或算法移植到加密芯片中运行，这种能被破解吗？
23:06:22　　
我把一些时间参数设计到加密芯片中，又能增加一个难度
14:00:09　　
加密芯片的编程器搞到了，花了100大元
IMG_1694.JPG (793.21 KB, 下载次数: 9)
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11:29:51　　
不管什么加密算法，总线外露，总会被模拟出来
11:39:14　　
与其防止被破解，不如防止被“开盖”。 高速ETC用的OBU，就有一个小按钮，仅一次有效，
同理，你也可以搞一个盖子，开盖自毁，无法恢复。
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记住一点，在小地方下手，加密芯片固然好，但目标也很明显。
14:04:38　　
关于开盖检测，除了常规的检测通断之外，还可以用光敏元件，这样一开盖，进了光，就可以启动自毁程序，这样就形成了死锁。想破解程序，就得开盖，开盖就会自毁。
当然，还要加一块电池，以使其有能量进行自毁。
自己再发挥吧。
11:16:05　　
开盖检测要一个电池长期供电，
开盖检测目前用的多数是类似锅仔片的开关，如果知道这些位置，是有办法避开的。
楼上说的：在小地方下手，这个主意不错。
其实加密芯片有几个用途，防君子和防小人之分；
第一：收license，你是方案开发商，工厂是你的客户，ARM平台，一般都是把全部方案都给了客户，包括下载HEX文件，每个板子配一个加密芯片，根据加密芯片收钱；这种一般客户不会去破解你的方案，
第二：涉及联网的产品，通讯协议有点复杂，仿制功能是很麻烦的，这个会被破解，这类项目用的加密片会多一点，我感觉设计好了，也是很难破解的
第三：通用消费品，好像都可以仿制，看你产品功能就能做出来，不需要破解。这个好像没什么意义
17:43:53　　
可以把代码移植到加密芯片中
保护软件有一下几种方式：
一是通过MCU和加密芯片进行认证的方式，认证通过MCU继续执行下面的代码，不通过终止；
二是将需要保护的代码或者算法放到加密芯片中运行，MCU和加密芯片直接通过通讯传递参数和结果；
三是将关键参数保存在加密芯片中。
13:38:43　　
加 密 方 案& &目前市场上很多产品方案都是可以破解复制的，主要是因为方案主不具备防破解的功能，这就导致开发者投入大量精力、财力开发的新产品一上市就被别人复制，到市场上的只能以价格竞争，最后工厂复制的产品反而价格更有优势，因为他们的开发投入几乎可以忽略不计。& &所以针对这种主芯片可以被破解的产品方案，开发者需要在开发时在产品方案中使用加密芯片并设计合理的加密方案。开发者首先需要选定性价比高的加密芯片，然后再设计加密方案。& &市面上加密芯片一般有两种：一种是传统的逻辑加密芯片，可配数据与主芯片做相互认证起到简单的加密功能；另一种是智能卡内核的可编程CPU加密芯片，可以将主芯片部分核心的算法、功能代码以及核心数据放入加密芯片。& &本方案选用具有智能卡内核的加密芯片SMEC98SP来举例实现使用STM32作为主芯片的产品的加密方案。SMEC98SP提供2K Bytes RAM、24K Bytes CODE，8K Bytes Data，用户可根据自己的需要来编程设计SEMC98SP与STM32配合的加密方案。下表为SEMC98SP与STM32配的的各种加密功能说明，具体可参见SMEC98SP评估板（STM32）源代码。
注：①&&STM32与SMEC98SP间的I2C协议指令接口规则开发者自定义。②&&上述加解密密钥均为对称DES或3DES密钥，每一对密钥开发者须在开发时分别在STM32和SMEC98SP上同时存储相同的值。③&&上述随机数都是8字节随机数，加解密算法采用DES或3DES。客户也可以根据自身需要设计或使用其他加解密算法。④&&SMEC98SP随机数发生器产生的随机数是真随机数，这样可以保证关键数据在通讯时每次都是随机数参与的，每次通讯的数据密文都是不一样的，可有效防止破解者在I2C通道上的数据监听分析。⑤&&DES或3DES加解密数据块必须为8字节整数倍，加密原始数据不是8的整数倍的按开发者自己定义补足8的整数倍，对于密文读写数据建议按LV结构补，比如：原始数据为，补数后的数据为8000；原始数据为77，补数后的数据为6677原始数据为7788，补数后的数据为
希望这个资料对大家有所帮助。
助理工程师
10:43:19　　
全球无数公司都曾有过产品被盗版的经历，并由此蒙受了巨大损失。在激烈的市场竞争压力下，许多小
公司纷纷企图凭借盗版更快地挤进市场，而仅依靠规章制度及反盗版运动根本无法杜绝此类行为。为了
保护原创公司的知识产权，版权保护技术成为近来大家关注的重点。
在电子行业，由于整个媒体产业的扩展，有关其的内容和数据保护一直都得到了高度关注；而硬件系统
由于开发成本巨大，对其进行保护更是该行业的重点。对固件、产品开发核心技术的保护固然重要，而
对封装和PCB布线等可见部分的保护也不容忽视。多数公司一般习惯于使用采纳了安全芯片和算法的版
权保护系统。
& && & 深圳市鼎恒创科技专注于固件保护和数据加密传输多年，相关负责人从事加密安全市场十余年有
相当丰富的产品应用经验，对于相关的应用场景有多套应对方案
& && & 我们的方案广泛应用于以下行业
1.&&物联网（IoT）行业& &智能家居（固件保护、通信加密、文件完整性校验、数据加密）、智能城市（
固件保护、通信加密、文件完整性校验、数据加密）等
2.&&车机行业& & 汽车影音系统（固件/系统保护、license授权、产量控制），汽车导航（固件/系统保护
、license授权、产量控制），汽车诊断（固件/系统保护），车身传感器（通信加密、固件/系统保护）
，车内通信模块（通信加密、固件/系统保护），V2X（通信加密、固件/系统保护）等
3.&&无人机行业& & 飞控系统保护（系统保护、license授权），配件电池认证（配件认证），飞控及手柄
认证（通信加密）
4.&&打印机耗材& & 墨盒加密防伪（配件认证）、 系统保护（系统保护、license授权）
5.&&软件算法行业& & 指纹识别算法（license授权、数据加密），虹膜识别算法（license授权、数据加密
），视频图像分析算法（license授权）等。
6.&&安防行业& & IPC（固件/系统保护、license授权、产量控制）、DVR（固件/系统保护、license授权
、产量控制）、NVR（固件/系统保护、license授权、产量控制）& &7.&&电子烟行业& & 产品防伪（防伪
8.&&机顶盒行业& & DVB-S等（固件/系统保护）
技术咨询，请联系
深圳市鼎恒创科技有限公司
地址：深圳市龙华新区龙悦居三期一栋
13:36:57　　
推荐使用RJGT102，SHA-256 加密认证，容量通常几十K字节，有程序区，还有数据区，容量大，功能多，认证方案都是可以兼容，在安全芯片方案中比较高端，联系方式（张经理）
08:09:49　　
可以这样。这边生成一个随机数，然后直接送过去。那边返回HASH(RAND,KEY)的结果，你这边也HASH一次，比较两次传回来的结果是不是一样就可以了。但是注意有些人会破解你单片机来让你的加密无效，这个时候可以对单片机程序做分段校验。还有就是，发现盗版产品之后别直接让产品挂掉，你可以让它正常工作几次就随机失效一段时间，这样不容易被完全破解。
16:29:28　　
我们有定制型的加密IC，很好的保护您的产品，如果需要了解，您可以联系我。头像里有电话
16:30:20　　
定制化加密芯片这是一款采用随机变量交换系统的认证加密芯片。与系统MCU以密码方式通信，MCU在诸如系统启动等关键场合检测ALPU加密芯片。所以即使盗版系统复制了PCB、内核甚至存储器中的固件，但若缺少这颗定制加密芯片，该系统仍然无法工作。
定制化加密芯片优势
1：专注加密芯片的企业
Neowine纽文微公司从2004年致力于加密IC的研发与生产，目前有10余款加密芯片，每年都有新品推出，为客户提供更安全，更优越的产品。
2：定制型加密芯片
为每个客户提供唯一型号加密芯片，同时根据客户不同平台，提供和此芯片唯一对应的加密库文件，软硬件一一对应。
3：安全的高级加密算法
AES-128算法是美国联邦政府采用的标准算法，是目前最安全的算法。
基于AES-128加密算法独立研发出自主的加密算法，获得专利认证。
4：安全的保护机制
基于安全的加密算法，软硬件相匹配进行工作，含有随机伪数据通讯加密，有效防止跳过检验，使得保护机制更安全。
5：简单的使用方式
根据客户平台以及环境，提供和芯片相对应的加密库文件，客户只需要用主程序调用加密接口函数就可以跟加密芯片通讯。
6：先进的生成工艺
加密芯片按照ASIC设计，芯片内部由几十层逻辑电路组成，所以硬件几乎不可能被破解。另外芯片丝印上只有生产周期，无产品型号信息，不会暴露加密芯片的信息，也可根据客户要求自定义LOGO。
7：完善的客户管理体系
对客户信息备案管理，绝对保密客户信息，保证客户的利益。
客户确认使用加密芯片后，将签署保密协议。合同中有客户信息保护条款，以及独家使用权和采购权条款。
8：知识产权的保护
有效保护方案及固件，提高产品竞争力。
OEM管控，有效防止非法产品。
收取License费用，提升销售额，提升产量。
9：专业的服务体系
免费提供测试样片，全方位专业技术支持及售后服务。
10：广泛的应用
消费类电子、工业控制、车载电子、打印耗材、游戏产业、智能产品等设备。并且在远程认证方面，目前已有成功应用在Wifi/蓝牙等设备。
产品特点：
1：基于AES国际高级算法。
2：ASIC逻辑电路设计，免烧录，操作简单。
3：首创定制型加密IC，唯一的客户型号，软硬件一一对应。
4：OTP空间供用户使用。
5：具有加解密功能，防止跳过验证。
6：通讯数据加密，防止探测模拟。
7：IIC通信接口，SOT23-6封装。
8：供电电压：1.8V-3.6V宽电压。
9：内置晶振，无需外接晶振电路。
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