[发明专利]一种基于脉冲反射波检测的物理入侵设备定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于脉冲反射波检测的物理入侵设备定位方法，其特征在于，在串行通信总线网络中重复性发送短时脉冲信号，发送同时接收总线网络中的信号；利用弱信号降噪技术从接收的信号中提取反射信号的时域特征；根据时域特征的匹配检测是否存在异常反射信号，判断通信总线网络中是否存在物理入侵设备；最后利用入侵反射信号的时序脉宽与传输速度，估计各个物理入侵设备到检测源的距离长度，实现不同分布的物理入侵设备的定位；

重复性发送短时脉冲信号并同时接收总线网络中的信号，具体为：

利用脉冲检测设备实现物理入侵设备的定位，若通信总线处于空闲状态，则执行物理入侵设备定位，在通信总线源端接入脉冲检测设备，并向通信总线上周期性地发送脉冲信号；若通信总线处于数据传输状态，则等待通信总线的工作结束， 利用弱信号降噪技术从接收信号中提取反射信号的时域特征， 具体为：

S301、基于源脉冲信号的时间间隔，将采集的信号数据分解为多个信号周期，然后基于源脉冲信号的脉宽与幅值，在每一个信号周期内分离源脉冲信号，保留反射脉冲信号区间；

S302、利用时域平均降噪技术，将多个反射脉冲信号区间的信号数据累加平均到一个反射脉冲信号区间上；

S303、在平均后的反射脉冲信号区间内，评估信道噪声能量并确定阈值门限，检测反射脉冲信号的跳变，依次提取出由不同通信设备引起的反射脉冲信号；

S304、计算反射脉冲信号的特征序列，包括每个反射脉冲信号的起始时间、终止时间与信号峰值；

基于数据库中标准的特征序列，对各个反射脉冲信号的时域特征进行匹配，检测是否存在特征异常的反射脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在脉冲检测设备发送脉冲信号的同时，脉冲检测设备同步采集通信总线上的信号数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对各个反射脉冲信号的时域特征进行匹配具体为：

将提取的反射脉冲信号的特征序列与标准特征序列进行比对，标准特征序列是在串行通信总线网络绝对安全的环境下得到，并存储在本地数据库中的特征序列；分别检测起始时间和终止时间特征，将时间特征存在异常的反射脉冲信号合并到入侵信号的集合中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将时间特征均正常的反射脉冲信号合并到正常信号的集合中，然后检测信号峰值特征，将峰值特征异常的反射脉冲信号从正常信号集合中取出，添加到入侵信号集合中。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若入侵信号集合非空，估计各个物理入侵设备到检测源的距离长度具体为：

基于脉冲信号在通信总线上的传输速度，以及各个入侵信号的时序脉宽，估算对应的物理入侵设备至脉冲检测设备的总线长度，完成对不同区域分布的物理入侵设备的定位。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在物理入侵设备定位过程执行完毕后，将检测和定位信息上报给控制中心以做出应急响应。

7.一种基于脉冲反射波检测的物理入侵设备定位系统，其特征在于，包括：

收发模块，在串行通信总线网络中重复性发送短时脉冲信号，同时接收总线网络中的信号；

重复性发送短时脉冲信号并同时接收总线网络中的信号，具体为：

利用脉冲检测设备实现物理入侵设备的定位，若通信总线处于空闲状态，则执行物理入侵设备定位，在通信总线源端接入脉冲检测设备，并向通信总线上周期性地发送脉冲信号；若通信总线处于数据传输状态，则等待通信总线的工作结束；

提取模块，利用弱信号降噪技术从接收信号中提取反射信号的时域特征；

利用弱信号降噪技术从接收信号中提取反射信号的时域特征具体为：

S301、基于源脉冲信号的时间间隔，将采集的信号数据分解为多个信号周期，然后基于源脉冲信号的脉宽与幅值，在每一个信号周期内分离源脉冲信号，保留反射脉冲信号区间；

S302、利用时域平均降噪技术，将多个反射脉冲信号区间的信号数据累加平均到一个反射脉冲信号区间上；

S303、在平均后的反射脉冲信号区间内，评估信道噪声能量并确定阈值门限，检测反射脉冲信号的跳变，依次提取出由不同通信设备引起的反射脉冲信号；

S304、计算反射脉冲信号的特征序列，包括每个反射脉冲信号的起始时间、终止时间与信号峰值；

检测模块，根据时域特征的匹配检测是否存在异常反射信号，判断通信总线网络中是否存在物理入侵设备，基于数据库中标准的特征序列，对各个反射脉冲信号的时域特征进行匹配，检测是否存在特征异常的反射脉冲信号；

定位模块，利用入侵反射信号的时序脉宽与传输速度，估计各个物理入侵设备到检测源的距离长度，实现不同分布的物理入侵设备的定位。