CN105634888A

CN105634888A - 一种基于vsop协议的智能家居协同组网通讯方法及系统

Info

Publication number: CN105634888A
Application number: CN201610051784.XA
Authority: CN
Inventors: 付蔚; 邹鹏举; 廖海波; 赖宜荣; 任丽娟; 潘光吉; 王炳鹏; 杜亮
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2016-01-25
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2036-01-25
Also published as: CN105634888B

Abstract

一种基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法及系统，涉及智能家居通信技术领域，在智能家居协同通信系统协议栈的应用层使用变量安全操作协议VSOP的信息帧格式进行帧解码编码，以实现信息在应用层的转换和获取，变量安全操作协议VSOP采用带安全签名的报文，采用变量操作方式控制节点和获得节点采集的传感器信息，采用变量描述使节点设备主动获取指令集，增加密码变量，实现双向验证。通过对应用层的限制，可以达到不同通信协议在应用层的兼容协同和优劣互补，能够有效整合兼容不同协议的智能家居网络。

Description

一种基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是一种用于智能家居系统的通信技术。

背景技术

通过检索现有技术，在智能家居相关领域存在众多通讯方式和不同的技术协议，例如ZigBee、6LowPAN、蓝牙、以太网、Wi-Fi、IEEE802.15.4射频标准、PLC等，他们均使用同一个技术规范进行组网通讯。虽然当前存在着诸多智能家居技术和方案，并且在速率、功耗、布线、手机接入等不同应用场合具备一定优势，但是却没有一种可以将不同规范兼容混合使用的方法和系统，这将对在不同应用场合下的智能家居设备利用不同通讯方式的优点进行混合组网通讯带来一定缺陷。

变量安全操作协议VSOP(VariableSafetyOperationProtocol)是我国制定的第一个智能家居相关的标准规范，主要特点有：不同通讯方式可以通过应用层规定的VSOP标准通讯报文格式进行内容获取和转换传输；VSOP规定了精简有效的智能节点设备描述规范，在加入网络后可有终端读取操作指令集；VSOP规定了应用层数据的签名加密算法，保证数据和设备在通讯和入网过程中的数据安全，特别是进行互联互通协议转换时的数据安全；变量化操作方式，使智能家居系统操作性兼容性，扩展性更强，且增值应用开发(例如云服务)更为方便。

VSOP是一种规定变量操作的智能家居设备自动控制的协议，该协议描述了应用层的数据帧格式和变量操作方法，以及变量的描述格式和方法等技术方案和技术标准，以便与不同设备和系统的智能家居等产品能够实现的互联互通，使数据的传播不具体限定于某个方式或介质。VSOP规定了与底层无关的通信方式，着重在通讯模型的应用层上作出统一规定，包含帧格式、安全模式、设备描述方式、变量操作方式等基础内容。但由于VSOP仅仅只对应用层作出规定，使其单独使用不具备自组网、路由中继等能力，这也大大降低了其通讯能力。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述缺陷，并基于多种协议提出一种用于智能家居系统的通信方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提出一种基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法，该协同组网通讯方法包括：在智能家居协同通信系统协议栈的应用层使用变量安全操作协议VSOP的信息帧格式进行帧解码编码，以实现信息在应用层的转换和获取，变量安全操作协议VSOP采用带安全签名的报文，采用变量操作方式控制节点和获得节点采集的传感器信息，采用变量描述使节点设备主动获取指令集，增加密码变量，实现双向验证。针对VSOP协议对应用层的功能码进行扩展，并规定其对应的帧格式。

本发明其中一个实施例进一步包括，智能家居协同通信系统协议栈的物理层和MAC层使用IEEE802.15.4标准，网络层和传输层使用6LowPAN传输标准，保留WiFi、ZigBee、6LowPAN通讯协议的网络层传输层，使VSOP具备自组网能力。

变量安全操作协议VSOP的信息帧格式采用带安全签名的报文，报文为二进制格式，包括：2字节帧头，1字节报文长度，1字节的签名码类型，1字节设备标识ID号，1字节功能码，0-14字节数据，4字节时间码，8字节安全签名。

变量安全操作协议VSOP包括，变量地址分配与变量描述规约，其中，变量地址分配包括：设置位变量为1位，寄存器为16位，变量描述寄存器为128位，当读取到“无”后结束读取；变量描述规约包括：输入位变量地址定义和输出位变量地址定义，设备信息寄存器变量地址定义，用户保持寄存器变量地址定义，用户输入寄存器变量地址定义。带安全签名的报文中加密方法具体包括：为设备分发根密钥RootKey，每一个设备拥有唯一的安全标识码，根据各自对应的分散算法获得分散秘钥，每个设备产生分散密钥；根据设备分散密钥Key、要签名的数据DATA调用F函数获得安全签名码。安全签名码被加载带应用层报文的末端，构成完整的应用层VSOP报文。

本发明还提出一种基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯系统，在系统协议栈的物理层和MAC层使用IEEE802.15.4标准，网络层和传输层使用6LowPAN传输标准，应用层使用变量安全操作协议VSOP的信息帧格式进行帧解码编码，以实现信息在应用层的转换和获取，变量安全操作协议VSOP采用带安全签名的报文，采用变量操作方式控制节点和获得节点采集的传感器信息，采用变量描述使节点设备主动获取指令集，增加密码变量，实现双向验证。

本通讯方法使用VSOP作为不同通讯协议(如ZigBee、6LowPAN、WiFi等)的应用层规范，使不同智能家居通讯网络可以在应用层得到兼容。具体包括：

智能家居终端设备发出注册请求进入注册工作模式；与网关相连的通讯接口模块获得信号，解码出应用层数据包，将应用层数据包通过硬件连接的方式(UART或USB)透明传输给网关；智能家居网关通过与其相连的通讯接口模块获得应用层数据并记录终端设备对应的通讯方式，提示用户输入终端设备密码通过记录的通讯方式发送终端设备验证；密码正确则终端返回注册信息；网关访问智能家居设备信息系统验证注册信息(安全识别码等基本信息)是否合法；设备合法则获取变量描述信息并按照规则转换为操作指令集，使用设备分配的ID号发送终端设备注册成功命令到对应通讯接口模块；通讯接口模块绑定协议地址和设备ID，并转发数据到终端设备；终端设备在得知注册成功和注册超时后退出注册工作模式。

入网后，智能家居网关和终端设备通过其自身集成VSOP应用层的通讯协议进行信息双向交互。终端设备通过自身使用VSOP应用层的通讯协议向网关同类型的通讯接口模块发送数据，通讯接口模块解码获得的应用层数据通过硬件连接的方式(UART或USB)透传给网关；网关对信息进行解码验证，并作出处理。网关向对应通讯协议的通讯接口模块发送VSOP规则的应用层数据包；通讯接口模块使用与ID绑定的协议地址将数据包通过自身的通讯协议发送到终端设备；终端设备对信息进行解码验证，并作出处理。

通过使用VSOP作为其他通讯协议和通讯方式的应用层规则，通过对应用层的限制，可以达到不同通信协议在应用层的兼容协同和优劣互补，能够有效整合兼容不同协议的智能家居网络，使智能家居网络能够优势互补，在提高网络性能的同时降低整体成本，企业也能够有效的整合不同厂家的产品。VSOP对应用层的加密方案也弥补了其他通讯协议应用层无加密的缺点，使智能家居系统更加安全可靠。

附图说明

图1基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯系统架构图；

图2基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯网关结构图；

图3基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯的终端设备结构图；

图4基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯协议分层图；

图5安全签名码的产生流程图；

图6设备入网申请操作流程图。

具体实施方式

本发明基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法使用VSOP(变量安全操作协议)作为应用层技术标准并结合6LowPAN协议构建了一套新型的智能家居网络系统和各类产品。

如图1所示为本发明基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法的系统架构图。本智能家居系统在本地智能家居网络中使用VSOP标准建立安全通讯网络，数据由智能家居网关进行收集处理，并通过家庭路由器和外部互联网进行数据交换。终端应用可以通过网页、APP访问家庭服务器等方式进行查看和控制智能家居设备。

本系统可以设计实现协同的智能家居系统包括：后台服务器、移动APP终端、协同通讯网关和一系列智能家居终端产品。终端节点产品包括：智能家电控制设备，智能传感检测设备，智能安防检测设备，智能能耗管控设备，智能家庭医疗设备。

变量安全操作协议VSOP(VariableSafetyOperationProtocol)是一种用于智能设备家居自动控制的应用层通讯标准。主要特点有：不同通讯方式可以通过应用层规定的VSOP标准通讯报文格式进行内容获取和转换传输；VSOP规定了精简有效的智能节点设备描述规范，在加入网络后终端设备读取操作指令集；VSOP规定了应用层数据的签名加密算法，保证数据和设备在通讯和入网过程中的数据安全，特别是进行互联互通协议转换时的数据安全；变量化操作方式，使智能家居系统操作性兼容性，扩展性更强，且增值应用开发(例如云服务)更为方便。

如图2所示为基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法协同通讯网关。协同通讯网关是采用所述协同组网通讯方法设计。协同通讯网关采用ARM作为处理器，搭载Linux操作系统+Qt界面或Android操作系统，除了具备自身工作所必须的Flash、电源、时钟等电路外，还具备以太网接口、USB接口、RS232接口、UART接口。通过不同接口接插应用层为VSOP规范的Wi-Fi、Zigbee、以太网、6LowPAN、IEEE802.15.4射频等通讯模块，并根据本协同组网通讯方法流程实现不同智能家居网络在应用层的兼容。各通讯接口的应用层数据的兼容和聚合在网关处完成。

图3所示为基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法的智能家居终端设备。终端设备拥有自身微处理器和最小系统外围电路，微处理器包括CC2530、89C51、STM32、AVR等单片机，可以通过驱动程序和驱动电路可以采集各类传感器数据和驱动各种执行器动作。终端设备也具备其他扩展功能。通过应用层采用VSOP规范的任意通讯协议和方式，终端设备可以和网关处对应同类的通讯协议和方式进行数据交互。和网关直接连接的通讯模块将应用层数据发给网关，数据最终在完成处理。

图4所示为基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法协议分层图。

协议栈分层主要为：物理层、MAC层、网络层、传输层、应用层组成。

物理层、MAC层使用IEEE802.15.4标准，IEEE802.15.4描述了低速率无线个人局域网的物理层和MAC层方案。

网络层、传输层可以使用复杂的6LowPAN(基于IPv6的低速无线个域网)、ZigBee等协议的网络层和传输层标准，也可以使用VSOP规定的低复杂度基于IEEE802.15.4标准的星型点对点射频网络进行传输。应用层使用VSOP规定的信息帧格式进行帧解码编码，以实现信息在应用层的转换和获取。在低速率家居设备应用中使用上述网络协议，可以达到低功耗、低成本等诸多优势。在数据量较大和网络速度要求较高的智能家居设备中使用IEEE802.11(Wi-Fi)或IEEE802.3(以太网)进行信息交换和设备监控，例如视频、音频。

变量安全操作协议VSOP应用层包格式采用带安全签名的报文，报文为二进制格式，包括固定两字节帧头0xFA、0xF5，1字节的报文长度，1字节的签名码类型，1字节的ID号，1字节的功能码，0-14字节的数据，4字节的时间码，8字节的安全签名。报文格式如表1所示。

表1带安全签名的报文表(二进制格式)

帧头

报文长度

签名类型码

ID

功能码

数据域

时间码

安全签名

0xFAF5

1字节

0-14字节

4字节

8字节

报文中各域说明如表2：帧头为固定内容，报文长度包括报文长度域本身及之后报文字节数；签名类型码低4位用于区别签名类型、高4位区别是否分包数据，设备ID为智能设备的设备号，用于识别是否为本机数据，功能码用于表示本报文操作功能及格式，数据域包含所需的数据，时间码为控制器发出命令的流水号，安全签名码为设备对VSOP数据的加密签名，通过校验该值验证信息是否安全有效。

表2报文各域说明表

应用层功能码如表3所示：0x00为用于读取设备信息寄存器里的设备属性信息，如设备安全识别码、设备名称等，相关内容的寄存器地址均为固定地址；0x01为读从机指定地址的离散量输出口的开关状态功能；0x02为读从机指定地址的离散量输入状态；0x03读从机指定地址的保持寄存器值；0x04读从机指定地址的输入寄存器的值；0x05写从机指定地址的单个线圈状态；0x06写从机指定地址的单个寄存器值；0x0F写从机指定地址的多个线圈状态；0x10写从机指定地址的多个寄存器状态(本功能为本专利新增功能)，此操作只允许出厂前用于修改变量描述和设备基本信息，不能被用户使用；0x20为读取变量描述寄存器功能；0x30为用户扩展功能(本功能为本专利新增功能)，使用此功能码可以将数据域直接通过设备规定的接口(如UART、SPI)输出，从接口获取的数据也使用此功能码加载到应用层报文数据域。

表3应用层功能码说明

不同功能码对应不同的帧格式，具体对应帧格式如下：

根据应用层功能码编码设置服务器端、终端、网关端的通信规则，确定读取的设备信息、设备状态、寄存器，以及加密方法。如：

00H功能码帧编码及通信规则：服务端发：读取设备号ID为0xF1的设备的设备信息寄存器，寄存器起始地址为0x00，寄存器数量为1个，设备使用的是VSOP-IV级加密，加密方法为VSOP_WITH_TEA。

终端回：

01H功能码帧编码及通信规则：

服务端发：查询ID为1的设备的位变量状态，位地址从00H开始，位变量个数为2。

终端回：位变量值依次为1、0，使用16进制数的每位代表状态，不够补0，得二进制数(01000000)，使用16进制表示为40H。

02H功能码帧编码及通信规则：

服务端发：读取ID为0x02的设备的输入位变量值，起始地址为0x04，数量为4个。

终端回：输入位变量表示按地址从小到大状态对应从低到高的字符型数据的每一位为(00001100)，16进制表示为0CH。

03H功能码帧编码及通信规则：

服务端发：读取ID为0x30的设备的保持寄存器的值，要读取得寄存器首地址为0x00，个数为1个。

终端回：返回从起始地址0x00开始的共计1个保持寄存器的值，值为0x0010，共占2字节。

04H功能码帧编码及通信规则：

服务端发：读取ID为0x10的设备的输入寄存器的值，输入寄存器起始地址为0x00，个数为1个。

终端回：返回从地址0x00开始共计1个输入寄存器的值，其值为0x5320，共占2个字节。

05H功能码帧编码及通信规则：

服务端发：使用05H功能码，预置单个位变量的状态，输出位变量地址0x00。0xF0表示开，0x00表示关。

终端回：返回地址为0x00的输出位变量的状态，其状态为高电平。

06H功能码帧编码及通信规则：

网关发：预置ID为0x30的设备的单个输入寄存器的值，输入寄存器的地址为0x00，预置值为0x0030。

终端回：地址为0x00的输入寄存器值为0x0030。

0FH功能码帧编码及通信规则：

服务端发：预置多个输出位变量。输出位变量起始地址从0x00开始的10个位变量状态预置为(0111001101)使用字符型数据表示为0x01、0xCD(在帧中地位在前)。

客户端回：

10H功能码帧编码及通信规则：

网关端发：修改ID为0x30的设备的保持寄存器值，从起始0x02开始的6个寄存器的值分别修改为为：0x00a,0x00b,0x00c,0x00d,0x00e,0x00f。

终端回：返回修改的寄存器的首地址和修改的寄存器个数

20H功能码帧编码及通信规则：

网关端发：读取ID号为0x30的设备的变量描述信息(变量描述信息固定为8个寄存器)，要读取的变量描述信息的寄存器起始地址为0x30。

终端回：返回8个变量描述寄存器的值。

30H功能码帧编码及通信规则：

服务端发：使用ID号为0x02的设备的扩展功能将数据域部分的数据通过扩展通信口转发出去。

帧头

报文长度

签名类型码

设备ID

功能码

数据域

时间码

安全签名

FAF5

0x10

0x04

0x02

0x30

4字节

8字节

终端回：将从扩展通信口接收到的数据加载到数据域返回到服务端。

错误返回帧编码规则：返回错误号。

帧头

报文长度

签名类型码

设备ID

功能码

数据域

时间码

安全签名

2字节

1字节

4字节

8字节

FAF5

0x10

加密类型

本地ID

当前值

错误号

流水号

签名码

本发明的智能家居协同通信系统的物理层和MAC层使用IEEE802.15.4标准，网络层和传输层使用6LowPAN的网络层和传输层作为组网和传输标准，应用层使用变量安全操作协议VSOP的信息帧格式进行帧解码编码。变量安全操作协议VSOP包括，变量地址分配与变量描述规约。具体可为：

变量地址分配：设置位变量为1位，寄存器为16位(2字节)，变量描述寄存器为128位(16字节)，当读取到“无”后结束读取，之后的地址未使用。

变量描述规约包括：输入位变量地址定义和输出位变量地址定义，设备信息寄存器变量地址定义，用户保持寄存器变量地址定义，用户输入寄存器变量地址定义。

输入位变量地址定义，对应的变量描述寄存器地址和寄存器信息格式如表4：

表4输入位变量地址定义表

输出位变量地址定义，对应的变量描述寄存器地址和寄存器信息格式如表5：

表5输出位变量地址定义表

设备信息寄存器变量地址定义和寄存器变量信息内容如表6：

表6设备信息寄存器变量地址定义表

用户保持寄存器变量地址定义，对应的变量描述寄存器地址和寄存器信息格式如表7：

表7用户保持寄存器变量地址定义表

用户输入寄存器变量地址定义，对应的变量描述寄存器地址和寄存器信息格式如表8：

表8用户输入寄存器变量地址定义表

带安全签名的报文表中加密方法具体包括：

为设备商企业分发根密钥RootKey(如16Byte)，每一个设备拥有唯一的安全标识码SecurityTag_9Byte，根据对应分散算法获得分散秘钥，每个设备产生分散的密钥(表9)。设备商自由规定分散算法，可以为对应字节相加。例如分散算法VSOP_WITH_SM1和VSOP_WITH_AES：分散密钥Key为RootKey_16Byte与(SecurityTag_9Byte补加7字节的0)对应字节相加得到。分散算法VSOP_WITH_DES和VSOP_WITH_TEA6：分散密钥Key为RootKey_16Byte前8字节补加SecurityTag_9Byte前8字节得到。

设备商可自由选择秘钥类型，并根据对应分散算法获得分散秘钥。

表9分散密钥算法表

如图5所示为生成安全签名码流程示意图，每个生产商具有一个设备商签名根密钥，每个设备都有一个唯一的安全识别码，由安全识别码和设备商的根密钥，按照设备支持的加密类型为每个设备分散产生不同类型的签名密钥。

如表10，VSOP-I级安全使用MAC-SM1签名算法，其F函数算法标识为VSOP_WITH_SM1。VSOP-II级安全使用MAC-AES签名算法，其F函数算法标识为VSOP_WITH_AES。VSOP-III级安全使用MAC-DES签名算法，其F函数算法标识为VSOP_WITH_DES。VSOP-IV级安全使用MAC-TEA签名算法，其F函数算法标识为VSOP_WITH_TEA6。

表10F函数类型(VSOP_WITH_TEA6为必须支持的缺省算法)

DATA的组成如下(不足用0填充)：

Data_8Byte＝功能码(1字节)+功能参数长度(1字节)+功能参数(2字节)+时间码(4字节)。

Data_16Byte＝功能码(1字节)+功能参数长度(1字节)+功能参数(10字节)+时间码(4字节)。

安全签名码。根据设备分散密钥Key、要签名的数据DATA调用F函数获得安全签名码，F函数(Function)是一个用于对报文数据加密计算进行签名的函数，即安全签名码＝F(DATA，Key)。F函数包括VSOP_WITH_SM1、VSOP_WITH_AES、VSOP_WITH_DES、VSOP_WITH_TEA6。在设备中通过签名算法：安全签名码＝F(DATA，Key)，生成的安全签名码将被加载带应用层报文的末端，构成最终完整的应用层VSOP报文。在接收到报文后首先通过报文标识的加密类型选取对应的加密算法，通过报文包含的安全签名码解密得到原始数据DATA内容，根据数据域内容进行相关操作。

在VSOP智能家居系统中，新设备的入网(加入已存在的智能家居网络系统)需要对家庭网关进行操作将设备地址验证加入管理列表。具体过程如图6流程图所示。

设备添加入网过程详细说明如下：

(1)设置VSOP网关使用F1H地址和默认加密方式搜索新设备，获得接受到的申请入网设备名称；

(2)新设备发送入网申请，改变ID为注册ID：0xF1，发送入网申请指令；

(3)通过网关选择要添加的设备，并请求新设备的安全验证信息；

(4)请求得到设备的安全验证信息后，输入新设备的注册密码。

(5)新设备入网验证通过后，设备可以进行ID分配和注册密码更改等操作。

(6)确定加入新设备后网关将获取加入设备的指令集合详细设备描述变量。

(7)网关发送入网成功报文给入网成功的新设备，并随之将结束本次设备添加过程。用户可继续添加其他申请设备也可退出添加新设备工作状态。

Claims

1.一种基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯方法：其特征在于，在智能家居协同通信系统协议栈的应用层使用变量安全操作协议VSOP的信息帧格式进行帧解码编码，以实现信息在应用层的转换和获取，变量安全操作协议VSOP采用带安全签名的报文，采用变量操作方式控制节点和获得节点采集的传感器信息，采用变量描述使节点设备主动获取指令集，增加密码变量，实现双向验证。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，智能家居协同通信系统协议栈的物理层和MAC层使用IEEE802.15.4标准，网络层和传输层使用6LowPAN传输标准，保留WiFi、ZigBee、6LowPAN通讯协议的网络层传输层，使VSOP具备自组网能力。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，变量安全操作协议VSOP的信息帧格式采用带安全签名的报文，报文为二进制格式，包括：2字节帧头，1字节报文长度，1字节的签名码类型，1字节设备标识ID号，1字节功能码，0-14字节数据，4字节时间码，8字节安全签名。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，变量安全操作协议VSOP包括，变量地址分配与变量描述规约，其中，变量地址分配包括：设置位变量为1位，寄存器为16位，变量描述寄存器为128位，当读取到“无”后结束读取；变量描述规约包括：输入位变量地址定义和输出位变量地址定义，设备信息寄存器变量地址定义，用户保持寄存器变量地址定义，用户输入寄存器变量地址定义。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，带安全签名的报文中加密方法具体包括：为设备分发根密钥RootKey，每一个设备拥有唯一的安全标识码，根据各自对应的分散算法获得分散秘钥，每个设备产生分散密钥；根据设备分散密钥Key、要签名的数据DATA调用F函数获得安全签名码。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，安全签名码被加载带应用层报文的末端，构成完整的应用层VSOP报文。

7.一种基于VSOP协议的智能家居协同组网通讯系统，其特征在于，在系统协议栈的物理层和MAC层使用IEEE802.15.4标准，网络层和传输层使用6LowPAN传输标准，应用层使用变量安全操作协议VSOP的信息帧格式进行帧解码编码，以实现信息在应用层的转换和获取，变量安全操作协议VSOP采用带安全签名的报文，采用变量操作方式控制节点和获得节点采集的传感器信息，采用变量描述使节点设备主动获取指令集，增加密码变量，实现双向验证。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，变量安全操作协议VSOP的信息帧格式采用带安全签名的报文，报文为二进制格式，包括：2字节帧头，1字节报文长度，1字节的签名码类型，1字节设备标识ID号，1字节功能码，0-14字节数据，4字节时间码，8字节安全签名。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，变量安全操作协议VSOP包括，变量地址分配与变量描述规约，其中，变量地址分配包括：设置位变量为1位，寄存器为16位，变量描述寄存器为128位，当读取到“无”后结束读取；变量描述规约包括：输入位变量地址定义和输出位变量地址定义，设备信息寄存器变量地址定义，用户保持寄存器变量地址定义，用户输入寄存器变量地址定义。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，带安全签名的报文中加密方法具体包括：为设备分发根密钥RootKey，每一个设备拥有唯一的安全标识码，根据各自对应的分散算法获得分散秘钥，每个设备产生分散密钥；根据设备分散密钥Key、要签名的数据DATA调用F函数获得安全签名码，安全签名码被加载带应用层报文的末端，构成完整的应用层VSOP报文。