[发明专利]一种物联网入侵智能在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种物联网入侵智能在线监测系统，其特征在于，包括：处于同一网络下的声波探测验证模块和终端模块；所述声波探测验证模块包括声波探测单元和水印验证单元；

所述声波探测单元用于将具有一定时间间隔的探测光脉冲信号发送至待监测的传感光纤中，获取不同时刻下整条光纤的后向瑞利散射曲线并发送至所述水印验证单元中进行保存；对所述不同时刻下整条光纤的后向瑞利散射曲线进行解调，得到光纤各位置处的外界声波振动信号，并采用非对称密钥A中的公钥A加密后，得到第一加密信号发送至所述终端模块；

所述终端模块用于采用非对称密钥A中的私钥A对所述第一加密信号进行解密，得到第一解密信号后，进一步采用非对称密钥B中的公钥B对所述第一解密信号进行加密，得到第二加密信号，并发送至所述水印验证单元；

所述水印验证单元用于采用非对称密钥B中的私钥B对所述第二加密信号进行解密，得到第二解密信号；对不同时刻下整条光纤的后向瑞利散射曲线进行解调，得到解调后的光纤各位置处的外界声波振动信号，将所述解调后的光纤各位置处的外界声波振动信号与所述第二解密信号进行比对，判断二者是否一致；若一致，则判定为不存在网络传输层入侵，触发所述终端模块进行入侵活动分析；否则，判定为存在网络传输层入侵，进行网络传输层入侵报警；

所述终端模块还用于在被触发时，提取所述第二解密信号的特征，并输入到预训练好的入侵行为判断模型中，以判断是否存在物理层入侵行为，若存在，则进行物理层入侵报警；

其中，所述第二解密信号的特征包括：时域特征、频域特征、时频特征和时空特征；所述入侵行为判断模型为机器学习模型；所述非对称密钥B与所述非对称密钥A不同。

2.根据权利要求1所述的物联网入侵智能在线监测系统，其特征在于，采用反正切相位解调算法对不同时刻下整条光纤的后向瑞利散射曲线进行解调，得到光纤各位置处的外界声波振动信号。

3.根据权利要求1所述的物联网入侵智能在线监测系统，其特征在于，对所述外界声波振动信号进行加密前，分别对各时刻信号数据分别按四舍五入法保留其小数点后k位有效数字，并对所述外界声波振动信号各时刻的信号数据进行整型化处理；其中，所述外界声波振动信号中t时刻的信号数据d_t进行整型化处理后表示为D_t＝10^k+1×a_t+10^k×|d_t|；a_t表示符号位，若d_t为负数，则a_t取值为1；若d_t为正数，则a_t取值为2。

4.根据权利要求3所述的物联网入侵智能在线监测系统，其特征在于，对加密后的外界声波振动信号进行解密后，分别对所述外界声波振动信号各时刻的解密数据进行复原；其中，对所述外界声波振动信号中t时刻的解密数据D_t复原后所得的复原信号数据为：

5.根据权利要求1所述的物联网入侵智能在线监测系统，其特征在于，所述入侵行为判断模型的训练方法，包括：采集不存在物理层入侵行为和存在不同物理层入侵行为时的若干光纤各位置处的外界声波振动信号，分别提取其特征，得到训练集；将训练集输入到机器学习模型中进行训练，得到预训练好的入侵行为判断模型；其中，所述物理层入侵行为包括切割围栏、踩踏光缆、攀爬围墙和非法越境。