Устройство бесперебойного питания информационных систем с защитой от несанкционированного доступа к информации

(51) 02 9/06 (2006.01) 06 1/18 (2006.01) 05 9/03 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ выполненным с тремя шинами управления и двумя интерфейсами связи с информационной системой и шиной , гальваническими развязками 12, 13, 14,каждая из которых выполнена на оптроне или на волоконно-оптическом кабеле, преобразователями-232 15, 16, 17, дополнительным источником бесперебойного питания 18, состоящим из связанных между собой выпрямителя 19,аккумуляторной батареи с зарядным устройством 21 и стабилизатора 20, причм входы источников бесперебойного питания 1, 2, 3 соединены параллельно с возможностью подключения к источнику сетевого питания 22 через первую секцию переключателя 9, а выходы источников бесперебойного питания 1, 2, 3 соединены с информационной системой 11 через коммутатор 9 и вторую секцию переключателя 8, выход первой секции переключателя 8 также подсоединен к дополнительному источнику бесперебойного питания 18 через третью секцию переключателя 8, а выход коммутатора 9 подключен к информационной системе 11 через вторую секцию переключателя 8 и к дополнительному источнику бесперебойного питания 18 через третью секцию переключателя 8,интерфейсы 232 источников бесперебойного питания 1, 2, 3 соединены с шиноймикроконтроллера 10 через гальванические развязки 12, 13,14 и преобразователи -232 15, 16, 17,шины управления микроконтроллера 10 соединены с преобразователями -232 15, 16, 17,коммутатором 9 и переключателем 8, а его интерфейсы соединены с информационной системой 11, один выход источника дополнительного питания 18 соединен с коммутатором 9, а другой с микроконтроллером 10 и преобразователями 232 15, 16, 17. Преимуществом предлагаемого устройства является обеспечение защиты от несанкционированного доступа к информации, повышение наджности, увеличение времени работы, снижение времени зарядки батарей. 2 з. п. ф-лы , 4 ил.(72) Биттеев Шамай Бекжанович Телтаев Багдат Бурхамбаевич Куликов Андрей Александрович Алямова Рауза Якубовна Утепбергенов Ирбулат Туремуратович Шалтабаев Алтай Аканович(73) Акционерное общество Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева(56) Солодухо Я.Ю., Красовский А.К., Ратников А.С. Система бесперебойного питания ответственных потребителей с электромеханическими накопителями энергии, Обзорная информация, вып. 10,Минмонтажспецстрой СССР, ЦБНТИ, 1986 г.(54) УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ЗАЩИТОЙ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА К ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к устройствам бесперебойного питания информационных систем(компьютеров, локальных вычислительные систем,шифровально-дешифровальной аппаратуре и т.п.),позволяющим защитить информацию от несанкционированного доступа по линиям питания. Устройство содержит источник бесперебойного питания, вход которого соединен с источником.сетевого питания 22, а выход - с информационной системой 11 и который состоит из связанных между собой выпрямителя 4 , аккумуляторной батареи с зарядным устройством 5, инвертора 6, блока контроля и управления 7 и интерфейса связи с информационной системой 232. Отличие предлагаемого устройства заключается в том, что, оно снабжено, по меньшей мере, тремя указанными источниками бесперебойного питания 1, 2, 3, соединенными параллельно, переключателем 8, состоящим, по меньшей мере, из трх взаимосвязанных секций,выполненных с возможностью переключения в два состояния, коммутатором 9, микроконтроллером 10, 22320 Изобретение относится к устройствам бесперебойного питания информационных систем(компьютеров, локальных вычислительные систем,шифровально-дешифровальной аппаратуре и т.п.),позволяющим защитить информацию от несанкционированного доступа по линиям питания. Известно устройство бесперебойного питания(А. с. СССР 748690, МПК 02 9/06, публ. 15.07.1980 г.),предназначенное для питания ответственного потребителя в вычислительной технике, технике связи и т.п. Оно содержит два трехфазных источника сетевого питания, один из которых является рабочим, а второй - резервным, и два источника бесперебойного питания. Источники бесперебойного питания включают в себя датчики формы напряжения, подключенные к фазам источников питания и блоку выработки команды переключения,соединнному с блоками переключения, которые подсоединены к фазам источников питания и к нагрузке. Кроме того,известное устройство содержит инвертор, который включен на один из трхфазных входов второго источника бесперебойного питания,датчик фазового рассогласования, подключенный к фазам источников питания, датчикам формы напряжения и блоку выработки команды переключения первого устройства бесперебойного питания,блоки выработки команды переключения обоих устройств бесперебойного питания соединены между собой и входом синхронизации инвертора, а к выходам обоих устройств бесперебойного питания,соединнных между собой, подключен емкостной фильтр - компенсатор. В известном устройстве при отказе или сбое рабочего источника питания, если источники несинфазные, происходит переключение в начале на синфазный с рабочим источником инвертор, а затем после синхронизации инвертора с резервным источником происходит переключение нагрузки на питание от резервного источника. Устройство позволяет обеспечить стабильное и надежное питание потребителя, но не обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к информации по линиям, соединяющим его с сетевыми источниками питания. В качестве ближайшего аналога выбрано устройство бесперебойного питания (Солодухо Я. Ю.,Красовский А. К., Ратников А. С. Система бесперебойного питания ответственных потребителей с электромеханическими накопителя-ми энергии,Обзорная информация,Вып. 10,Минмонтажспецстрой СССР, ЦБНТИ, 1986 г.),содержащее источник бесперебойного питания,вход которого соединен с источником сетевого питания, а выход - с информационной системой. Источник бесперебойного питания содержит связанные между собой выпрямитель,аккумуляторную батарею с зарядным устройством,инвертор, блок контроля и управления и интерфейс связи с информационной системой 232. Известное устройство не обеспечивает защиту информационной системы от несанкционирован 2 ного доступа к информации по линии, соединяющей е с источником сетевого питания. Кроме того,чтобы такое устройство бесперебойного питания было наджно и работало длительное время,необходимо соединение большого числа аккумуляторных батарей (40 - 60), а это приводит к резкому снижению надежности работы блока аккумуляторных батарей из-за неравномерного заряда-разряда их в процессе эксплуатации, и соответственно к снижению надежности всего устройства. Недостатком является также длительное время зарядки при значительной емкости аккумуляторной батареи. В основу изобретения положена задача создания устройства бесперебойного питания информационных систем с защитой от несанкционированного доступа к информации, обладающего высокой надежностью, позволяющего обеспечить питание информационной системы длительное время и имеющего несложную конструкцию. Технический результатобеспечение защиты от несанкционированного доступа к информации,повышение наджности, увеличение времени работы, снижение времени зарядки батарей. Для достижения указанного технического результата устройство бесперебойного питания информационных систем с защитой от несанкционированного доступа к информации,содержащее источник бесперебойного питания,вход которого соединен с источником сетевого питания, а выход - с информационной системой и который состоит из связанных между собой выпрямителя, аккумуляторной батареи с зарядным устройством, инвертора, блока контроля и управления и интерфейса связи с информационной системой 232, в соответствии с предлагаемым техническим решением, снабжено, по меньшей мере, тремя указанными источниками бесперебойного питания,соединенными параллельно,переключателем, который состоит, по меньшей мере из трх взаимосвязанных секций, которые выполнены с возможностью переключения в два состояния, коммутатором, микроконтроллером,выполненным с тремя шинами управления и двумя интерфейсами связи с информационной системой и шиной , гальваническими развязками, каждая из которых выполнена на оптроне или на волоконнооптическом кабеле, преобразователями -232,дополнительным источником бесперебойного питания, состоящим из связанных между собой выпрямителя, аккумуляторной батареи с зарядным устройством и стабилизатора, причм входы источников бесперебойного питания соединены параллельно и имеют возможность подключения к источнику сетевого питания через первую секцию переключателя,а выходы источников бесперебойного питания соединены с информационной системой через коммутатор и вторую секцию переключателя, выход первой секции переключателя также подсоединен к дополнительному источнику бесперебойного питания через третью секцию переключателя, а выход коммутатора подключен к информационной 22320 системе через вторую секцию переключателя и к дополнительному источнику бесперебойного питания через третью секцию переключателя,интерфейсы 232 источников бесперебойного питания соединены с шиноймикроконтроллера через гальванические развязки и преобразователи-232, шины управления микроконтроллера соединены с преобразователями -232,коммутаторам и переключателем, а его интерфейсы соединены с информационной системой, один выход источника дополнительного питания соединен с коммутатором, а другой с микроконтроллером и преобразователями -232. Кроме того, устройство может быть снабжено корпусом, в котором смонтированы источники бесперебойного питания,коммутатор,переключатель,гальванические развязки,преобразователи -232, микроконтроллер,дополнительный источник бесперебойного питания и линии, соединяющие их. В предпочтительном варианте осуществления снабжено корпусом, в котором смонтированы коммутаторы,переключатель,гальванические развязки,преобразователи-232,микроконтроллер,дополнительный источник бесперебойного питания и линии, соединяющие их. Гальванические развязки, выполненные на оптронах или волоконно-оптическом кабеле (ВОК),исключают возможность любой паразитной связи,образующейся за счет дающих возможность доступа для снятия информации паразитных мкостей и индуктивностей,возникающих в результате естественной конструкции устройства и ещ из-за наличия общего заземления между информационной системой и источниками бесперебойного питания,также дающего возможность доступа для снятия информации. В ряде случаев не требуется необходимость работы информационной системы круглые сутки. Требуется обеспечить работу информационной системы только в течение одной рабочей смены. Предлагаемое устройство решает данную задачу. В остальное время информационная система находится в состоянии зарядки аккумуляторных батарей и доступ к информационной системе невозможен, так как она не может быть подключена в данное время к источнику питания. Таким образом, доступ, например, в ночное время невозможен. Данное устройство можно зарядить от сети в одном месте, а затем перевезти и использовать для питания информационной системы в другом месте,что обеспечивает скрытность местоположения информационной системы с конфиденциальной информацией. Для обеспечения большой мкости в одном источнике бесперебойного питания необходимо соединение значительного количества батарей, а это приводит к резкому снижению надежности работы блока аккумуляторных батарей из-за неравномерного заряда-разряда их в процессе эксплуатации,и соответственно снижению надежности всего устройства. Введение в устройство не менее трех источников бесперебойного питания позволяет это исключить и соответственно увеличить его надежность. В случае если сетевое питание пропадет на достаточно большое время, работоспособность информационной системы сохраняется до тех пор, пока не произойдет разрядка аккумуляторных батарей трех источников бесперебойного питания. Наличие в каждом источнике бесперебойного питания зарядного устройства и блока контроля и управления позволяет предлагаемому устройству контролировать режим зарядки аккумуляторных батарей в отдельности и продлевает срок их службы. Время зарядки аккумуляторных батарей трех источников бесперебойного питания в три раза меньше,чем при увеличении емкости аккумуляторной батареи одного источника бесперебойного питания на такую же величину. Их параллельная зарядка еще более сокращает это время. Изобретение поясняется чертежами на фиг. 1 представлена структурная схема устройства,вариант на фиг. 2 - структурная схема устройства,вариант на фиг. 3 - структурная схема источника бесперебойного питания на фиг. 4 - структурная схема дополнительного источника бесперебойного питания. Устройство содержит три источника бесперебойного питания 1, 2, 3, каждый из которых построен по схеме двойного преобразования напряжения и содержит выпрямитель 4,аккумуляторную батарею с зарядным устройством 5, инвертор 6, блок контроля и управления 7 с интерфейсом связи с информационной системой 232 (фиг. 3). В выпрямителе 4 сетевое напряжение понижается до напряжения зарядки аккумуляторной батареи 5 и выпрямляется, и одновременно подается для зарядки батарей,процесс которой контролируется с помощью зарядного устройства, и на инвертор 6, где происходит его преобразование в переменное и повышение до напряжения питания информационной системы. Блок контроля и управления 7 обеспечивает качество выходного напряжения. Источники бесперебойного питания 1,2, 3 соединены между собой параллельно. Устройство содержит также переключатель 8,коммутатор 9, микроконтроллер 10 с тремя шинами управления,двумя интерфейсами связи с информационной системой 11 и шиной ,гальванические развязки 12, 13, 14, преобразователи-232 15, 16, 17 и дополнительный источник бесперебойного питания 18, состоящий из выпрямителя 19,стабилизатора 20 и аккумуляторной батареи с зарядным устройством 21(фиг. 4). Переключатель 8 состоит из трех секций,каждый вход секции может переключаться в два положения. Все секции переключателя 8 переключаются одновременно. Первый выход первой секции переключателя 8 подключен к первому выходу третьей секции переключателя. Входы источников бесперебойного питания 1,2, 3 3 22320 подключены к источнику сетевого питания 22 через первую секцию переключателя 8. Выходы источников бесперебойного питания 1, 2, 3 соединены с информационной системой 11 через коммутатор 9 и вторую секцию переключателя 8. Выход коммутатора 9 подключен ко второму выходу второй секции переключателя 8. Вход второй секции переключателя 8 соединен с информационной системой 11. Выход коммутатора 9 подключен также и ко второму выходу третьей секции переключателя 8. Информационной системой является компьютер, группа компьютеров,объединенных в вычислительную систему,шифровально-дешифровальная аппаратура и т.п. Гальванические развязки 12, 13, 14 установлены на интерфейсах 232 источников бесперебойного питания 1, 2, 3 и соединены с преобразователями-232 15, 16, 17, которые соединены с шиноймикроконтроллера 10. Гальванические развязки 12, 13, 14 могут быть выполнены на оптроне(фиг. 2). Источники бесперебойного питания в основном выпускаются с интерфейсами 232,которые позволяют соединение только точкаточка, а микроконтроллеры не имеют более двух интерфейсов 232. Для того, чтобы появилась возможность использования более трех источников бесперебойного питания, в схему введены преобразователи-232. Первая шина управления микроконтроллера соединена с преобразователями -232 15, 16, 17, вторая шина управления - с переключателем 8, третья шина управления - с коммутатором 9. Интерфейсыи 232 микроконтроллера 10 соединены с информационной системой 11. Дополнительный источник бесперебойного питания 18 по первой линии обеспечивает питанием коммутатор 9, а по второй линии микроконтроллер 10 и преобразователи -232 15, 16, 17. Вход третьей секции переключателя 2 соединен с входом дополнительного источника бесперебойного питания 18. В варианте, показанном на фиг. 1, источники бесперебойного питания 1, 2, 3, переключатель 8,коммутатор 9, микроконтроллер 10, гальванические развязки 12, 13, 14, преобразователи -232 15,16, 17, дополнительный источник бесперебойного питания 18 и соединяющие их линии смонтированы в одном корпусе (на схеме корпус обозначен пунктирной линией). В варианте, показанном на фиг. 2, используются три любых серийно выпускаемых источника бесперебойного питания с двойным преобразованием напряжения любой фирмы изготовителя, а переключатель 8, коммутатор 9, микроконтроллер 10, гальванические развязки 12, 13, 14,преобразователи-232 15,16,17,дополнительный источник бесперебойного питания 18 и соединяющие их линии смонтированы в одном корпусе и образуют отдельный модуль. Работает устройство следующим образом. При включении сетевое напряжение от источника сетевого питания 22 поступает на три 4 источника бесперебойного питания 1, 2, 3 через первую секцию коммутатора 8 и одновременно на дополнительный источник бесперебойного питания 18 через первую и третью секцию переключателя 8. При этом запускается микроконтроллер 10, который отслеживает время зарядки аккумуляторных батарей 5 источников бесперебойного питания 1, 2, 3. Для этого он использует преобразователи -232 15, 16, 17, гальванические развязки 12, 13, 14, и интерфейсы связи источников бесперебойного питания 232. Пока не произойдт зарядка аккумуляторных батарей 5 информационная система 11 не включиться. После того как время,необходимое для зарядки батарей 5, пройдет,микроконтроллер 10 подает сигнал по линии Управл.2 на переключатель 8 и первая секция производит отключение источника сетевого питания 22, одновременно с этим вторая секция переключателя 8 подключает информационную систему 11 к коммутатору 9 для подачи питания и третья секция переключателя 8 переключает дополнительный источник бесперебойного питания 18 с подачи питания от источника сетевого питания 22 к подачи питания с выхода коммутатора 9. Затем микроконтроллер 10 подает сигнал по линии Управл.3 коммутатору 9 подключить первый источник бесперебойного питания 1. Только после этого происходит включение информационной системы 11. Информационная система 11 работает от источника бесперебойного питания 1 до тех пор, пока не разрядиться его аккумуляторная батарея 5. Время разрядки контролируется микроконтроллером 10. Когда время разрядки батареи источника бесперебойного питания 3 закончиться,микроконтроллер 10 подаст сигнал по линии Управл.3 коммутатору 9 переключится на источник бесперебойного питания 2. Информационная система 11 будет работать от источника бесперебойного питания 2. Когда время разрядки батареи источника бесперебойного питания 2 закончиться,микроконтроллер 10 подаст сигнал по линии Управл.3 коммутатору 9 переключится на источник бесперебойного питания 3. Информационная система 11 будет работать от источника бесперебойного питания 3. Когда аккумуляторная батарея источника бесперебойного питания 3 будет почти разряжена,микроконтроллер 10 через интерфейс 232 или линиюподаст команду информационной системе 11 сохранить все данные и выключиться. После выключения информационной системы микроконтроллер 10 подаст сигнал по линии Управл.2 переключателю 8 перейти на питание от источника сетевого питания 22, произойдет отключение информационной системы 11 от коммутатора 9 и источников бесперебойного питания 1, 2, и 3, подключение к линии подачи от источника сетевого питания 22 и начнтся зарядка их аккумуляторных батарей 5. Если осуществить не 100 разрядку батарей источников бесперебойного питания 1, 2, а 22320 например на 90, то при выходе из строя третьего источника бесперебойного питания 3 первые два смогут аварийно завершить работу информационной системы с сохранением всех данных, что повышает наджность устройства. Микроконтроллер 10 регулярно передает информацию о состоянии зарядки батарей источников бесперебойного питания на информационную систему 11 через интерфейсы связи. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство бесперебойного питания информационных систем с защитой от несанкционированного доступа к информации,содержащее источник бесперебойного питания,вход которого соединен с источником сетевого питания, а выход - с информационной системой и который состоит из связанных между собой выпрямителя, аккумуляторной батареи с зарядным устройством, инвертора, блока контроля и управления и интерфейса связи с информационной системой 232, отличающееся тем, что снабжено,по меньшей мере, тремя указанными источниками бесперебойного питания,соединенными параллельно, переключателем, состоящим, по меньшей мере, из трх взаимосвязанных секций,выполненных с возможностью переключения в два состояния, коммутатором, микроконтроллером,выполненным с тремя шинами управления и двумя интерфейсами связи с информационной системой и шиной , гальваническими развязками, каждая из которых выполнена на оптроне или на волоконнооптическом кабеле, преобразователями -232,дополнительным источником бесперебойного питания, состоящим из связанных между собой выпрямителя, аккумуляторной батареи с зарядным устройством и стабилизатора, причм входы источников бесперебойного питания соединены параллельно с возможностью подключения к источнику сетевого питания через первую секцию переключателя,а выходы источников бесперебойного питания соединены с информационной системой через коммутатор и вторую секцию переключателя, выход первой секции переключателя также подсоединен к дополнительному источнику бесперебойного питания через третью секцию переключателя, а выход коммутатора подключен к информационной системе через вторую секцию переключателя и к дополнительному источнику бесперебойного питания через третью секцию переключателя,интерфейсы 232 источников бесперебойного питания соединены с шиноймикроконтроллера через гальванические развязки и преобразователи-232, шины управления микроконтроллера соединены с преобразователями -232,коммутаторам и переключателем, а его интерфейсы соединены с информационной системой, один выход источника дополнительного питания соединен с коммутатором,а другой с микроконтроллером и преобразователями 232. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что снабжено корпусом, в котором смонтированы источники бесперебойного питания, коммутатор,переключатель,гальванические развязки,преобразователи -232, микроконтроллер,дополнительный источник бесперебойного питания и линии, соединяющие их. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что снабжено корпусом, в котором смонтированы коммутаторы,переключатель,гальванические развязки, преобразователи -232, микроконтроллер, дополнительный источник бесперебойного питания и линии, соединяющие их.